DE102020202493A1

DE102020202493A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE102020202493A1
Application number: DE102020202493.6A
Authority: DE
Inventors: Stefan Christian Munteanu; Koen Vermolen
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-09-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilschließglied (5), das einen in einem Ventilsitz (6) vorgesehenen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmitteleinlass (14) und einem Druckmittelauslass (15), die beide über den im Ventilsitz (6) vorgesehenen Ventildurchlass miteinander verbindbar sind, sowie mit einer Ventilspule (11) zur elektromagnetischen Betätigung eines das Ventilschließglied (5) tragenden Magnetankers (1).Der Magnetanker (1) ist in Abhängigkeit von der Polarisation der Ventilspule (2) jeweils in eine von zwei Endlagen schaltbar, die durch die Anordnung von jeweils einem zu beiden Stirnseiten des Magnetankers (1) angeordneten Permanentmagneten (3, 4) begrenzt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 10 2008 056 854 A1 ist bereits ein Elektromagnetventil der angegebenen Art bekannt geworden, in dessen Ventilgehäuse ein Ventilschließkörper angeordnet ist, der abhängig von der elektromagnetischen Erregung einer Ventilspule einen in einem Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlass im Ventilgehäuse zu öffnen vermag. In einem Ventilraum des Ventilgehäuses mündet sowohl ein Druckmitteleinlass als auch ein Druckmittelauslass ein, die beide über einen Durchlass im Ventilsitz miteinander verbindbar sind. Zur Grundpositionierung des Ventilschließkörpers im Ventilgehäuse stützt sich eine Druckfeder an einem im Ventilgehäuse fixierten Magnetkern ab, die einen den Ventilschließkörper tragenden Magnetanker in Richtung auf den Ventilsitz beaufsch lagt.
Das vorgestellte Elektromagnetventil hat den Nachteil, dass zur Grundpositionierung des Ventilschließkörpers in der geschlossenen Schaltstellung die Druckfeder erforderlich ist und zum dauerhaften Öffnen des Ventils muss die Ventilspule permanent elektrisch erregt werden muss. Außerdem können beim Schalten des Ventils unerwünschte Geräusche entstehen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit möglichst einfachen, funktionsgerechten Mitteln kostengünstig und klein-bauend derart zu gestalten, dass es die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Elektromagnetventil der angegebenen Art durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, in Abhängigkeit der Polarisation der Ventilspule die Anziehungskraft eines Permanentmagneten auf einen Magnetanker wirken zu lassen, um das Ventil entweder in der geschlossenen oder geöffneten Schaltposition zu halten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Nachfolgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Es zeigen:

1 ein Elektromagnetventil im Längsschnitt in der geschlossenen Ventilstellung, in der ein im Bereich des Ventilsitzes angeordneter Permanentmagnet das Ventilschließglied am Ventilsitz hält,
2 das Elektromagnetventil nach 1 in der geöffneten Ventilstellung, in der ein weiterer, diametral zum Permanentmagnet angeordneter zweiter Permanentmagnet das Ventilschließglied vom Ventilsitz abgehoben hält.

Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Elektromagnetventil, das universell sowohl für pneumatische als auch hydraulische Steuer- und Regelsysteme verwendet werden kann. Das Elektromagnetventil besteht aus an sich bekannten Bauteilen. Dazu gehört ein in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordnetes Ventilschließglied 5, das einen in einem Ventilsitz 6 vorgesehenen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, sowie mit einem in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmitteleinlass 14 und einem Druckmittelauslass 11, die beide über den im Ventilsitz 6 vorgesehenen Ventildurchlass miteinander verbindbar sind, wobei eine Ventilspule 2 zur elektromagnetischen Betätigung eines das Ventilschließglied 5 tragenden Magnetankers 1 entweder unmittelbar am oder direkt im Ventilgehäuse angeordnet ist.
Die Erfindung sieht nunmehr vor, dass der Magnetanker 1 in Abhängigkeit von der Polarisation der Ventilspule 2 jeweils in eine von zwei Endlagen schaltbar ist, die durch die Anordnung von jeweils einem zu beiden Stirnseiten des Magnetankers 1 angeordneten Permanentmagneten 3, 4 begrenzt sind. Vorteilhaft verharrt somit das Ventilschließglied 5 jeweils unter der Wirkung von einem der beiden Permanentmagnete 3, 4 entweder in seiner vom Ventilsitz 6 abgehobenen oder in einer den Ventilsitz 6 verschließenden Schaltstellung.
Um eine hohe Dichtwirkung des Ventilschließgliedes 5 am Ventilsitz 6 zu erzielen und überdies unerwünschte Schaltgeräusche des Elektromagnetventils zu verhindern, kann bei Wunsch oder Bedarf das mit dem Magnetanker 1 fest verbundene Ventilschließglied 5 aus einem den Anschlagimpuls auf den Ventilsitz 6 dämpfenden elastischen Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Gummi, hergestellt sein.
Wie aus den 1 und 2 gut zu erkennen ist, erstreckt sich das Ventilschließglied 5 jeweils mit einem Überstand 7 beiderseits der diametralen Stirnflächen des Magnetankers 1 in Richtung der beiden Permanentmagnete 3, 4 und zwar als Zylinder mittig durch den Magnetanker 1.
Zur rationellen Verbindung mit dem Magnetanker 1 ist das Ventilschließglied 5 vorzugsweise durch das Einspritzen eines Kunststoffs innerhalb einer mittigen Durchgangsbohrung 8 des Magnetankers 1 fixiert.
Zur Realisierung einer möglichst kompakten Bauweise weist der dem Ventilschließglied 5 zugewandte Permanentmagnet 3 den Ventilsitz 6 auf, der abbildungsgemäß in Form einer einfach herzustellenden Buchse mittig im ringförmigen Permanentmagnet aufgenommen ist.
Infolge der identischen Ausführung beider Permanentmagnete nimmt der vom Ventilsitz 6 abgewandte Permanentmagnet 4 in seiner Mitte einen stopfenförmigen Anschlagdämpfer 9 auf, an dem der vom Ventilsitz 6 abgewandte Überstand 7 des Ventilschließgliedes 5 infolge der elastischen Nachgiebigkeit des Anschlagdämpfers 9 geräuschlos anlegbar ist.
Infolge der zweckmäßigen Ausführung beider Permanentmagnete 3, 4 als Ringscheiben, ergibt sich für den Ventilsitz 6 und den Anschlagdämpfer 9 eine einfache Integration innerhalb der beiden Permanentmagnete 3, 4 als auch eine einfach darzustellende Fixierung beider Permanentmagnete 3, 4 innerhalb des Ventilgehäuses, wozu beide Permanentmagnete 3, 4 entlang ihres Außenumfangs eine Presspassung aufweisen.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst das Ventilgehäuse ein rohrförmiges Jochblech 10, in das die Ventilspule 2 und darüber eine Jochplatte 12 eingesetzt ist, die den mit dem Anschlagdämpfer 9 versehenen Permanentmagneten 4 trägt, wobei diametral zur Jochplatte 12 von unten in das Jochblech 10 ein rohrförmiger Anschlussstutzen 13 eingefügt ist, der auf der Höhe seines mit dem Jochblech 10 verbundenen Kragens den mit dem Ventilsitz 6 versehenen Permanentmagnet 3 aufnimmt.
Zur Herstellung einer einfachen, möglichst platzsparenden Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmitteleinlass 14 und dem Druckmittelauslass 11 weist der Anschlussstutzen 13 im Umfangsbereich seines Kragens wenigstens eine Ausnehmung 15 auf, die maschinell kostengünstig durch Kaltfließpressen oder ggf. auch durch zerspanende Bearbeitung des Anschlussstutzens 13 herstellbar ist.
Wie im Einzelnen aus der 1 zu entnehmen ist, verharrt das Ventilschließglied 5 infolge der Wirkung des den Ventilsitz 6 umschließenden Permanentmagneten 3 so lange dicht am Ventilsitz 6 bis durch einen Stromimpuls das mittels der Ventilspule 2 erzeugte Magnetfeld das Ventilschließglied 5 infolge der Hubbewegung des Magnetanker 1 vom Ventilsitz 6 abhebt und in Richtung des diametral angeordneten zweiten Permanentmagneten 4 bewegt wird.
Die 2 zeigt hierzu das Ventilschließglied 5 in der vom Ventilsitz 6 abgehobenen Stellung, wobei der Magnetanker 1 in Verbindung mit entgegengesetzt zum Ventilschließglied 5 ausgebildeten Überstand 7 am zweiten Permanentmagnet 4 bzw. am Anschlagdämpfer 9 verharrt bis erneut durch eine Änderung der Polarisation in der Ventilspule 2 eine zur Wirkung des zweiten Permanentmagneten 4 entgegengesetzte Magnetkraft erzeugt wird, die zu einem Abheben des Magnetankers 1 vom zweiten Permanentmagneten 4 führt, um den Magnetanker 1 wieder in Richtung des ersten Permanentmagneten zu bewegen.
Bezugszeichenliste

1: Magnetanker
2: Ventilspule
3: Permanentmagnet
4: Permanentmagnet
5: Ventilschließglied
6: Ventilsitz
7: Überstand
8: Durchgangsbohrung
9: Anschlagdämpfer
10: Jochblech
11: Druckmittelauslass
12: Jochplatte
13: Anschlussstutzen
14: Druckmitteleinlass
15: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008056854 A1 [0002]

Claims

Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilschließglied, das einen in einem Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlass zu öffnen oder zu verschließen vermag, mit einem in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmitteleinlass und einem Druckmittelauslass, die beide über den im Ventilsitz vorgesehenen Ventildurchlass miteinander verbindbar sind, sowie mit einer Ventilspule zur elektromagnetischen Betätigung eines das Ventilschließglied tragenden Magnetankers, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (1) in Abhängigkeit von der Polarisation der Ventilspule (2) jeweils in eine von zwei Endlagen schaltbar ist, die durch die Anordnung von jeweils einem zu beiden Stirnseiten des Magnetankers (1) angeordneten Permanentmagneten (3, 4) begrenzt sind.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (5) jeweils unter der Wirkung von einem der beiden Permanentmagnete (3, 4) entweder in seiner vom Ventilsitz (6) abgehobenen oder den Ventilsitz (6) verschließenden Schaltstellung verharrt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Magnetanker (1) fest verbundene Ventilschließglied (5) aus einem den Anschlagimpuls in beiden Endlagen dämpfenden Material hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Ventilschließglied (5) in seiner Verlängerung mit einem Überstand (7) beiderseits der diametralen Stirnflächen des Magnetankers (1) in Richtung der beiden Permanentmagnete (3, 4) mittig durch den Magnetanker (1) erstreckt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (5) vorzugsweise durch das Einspritzen eines Kunststoffs in eine mittige Durchgangsbohrung (8) des Magnetankers (1) fixiert ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Ventilschließglied (5) zugewandte Permanentmagnet (3) den Ventilsitz (6) aufweist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Ventilsitz (6) abgewandte Permanentmagnet (4) einen Anschlagdämpfer (9) aufweist, an dem der vom Ventilsitz (6) abgewandte Überstand (7) des Ventilschließgliedes (5) anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete (3, 4) eine Ringscheibenkontur aufweisen, die zur Fixierung innerhalb des Ventilgehäuses entlang ihres Außenumfangs eine Presspassung aufweisen.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse ein rohrförmiges Jochblech (10) umfasst, in das die Ventilspule (2) und eine Jochplatte (12) eingesetzt ist, die den mit einem Anschlagdämpfer (9) versehenen Permanentmagneten (4) trägt, und dass diametral zur Jochplatte (12) in das Jochblech (10) ein rohrförmiger Anschlussstutzen (13) eingefügt ist, der den mit dem Ventilsitz (6) versehenen Permanentmagnet (3) trägt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer Druckmittelverbindung zwischen dem Druckmitteleinlass (14) und Druckmittelauslass (11) der Anschlussstutzen (13) am Umfang wenigstens eine Ausnehmung (15) aufweist.