DE102022128756A1 - Elektromechanisches Ventil - Google Patents

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DE102022128756A1
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Norwin Grieb
Andreas Herz
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Abstract

Ein elektromechanisches Ventil ist vorgesehen. Das elektromechanische Ventil umfasst ein Gehäuse, das sich in axialer Richtung erstreckt und einen Kern aus magnetischem Material aufnimmt, der von einer mit Erregerstrom zu versorgenden Spule umgeben ist. Das Gehäuse enthält einen Fixierring, der an einem axialen Ende des Gehäuses angeordnet ist. Das elektromechanische Ventil umfasst ferner einen Ventilsitz, der an dem Gehäuse an einer dem Kern gegenüberliegenden axialen Endseite des Befestigungsrings angebracht ist, und eine Ventilscheibe, die in einem zwischen dem Befestigungsring, dem Kern und dem Ventilsitz gebildeten Raum angeordnet ist. Die Ventilscheibe schaltet zwischen den Positionen des Ventils um, indem sie sich in dem Raum in axialer Richtung zwischen dem Ventilsitz und dem Kern als Reaktion auf einen der Spule zugeführten Erregerstrom bewegt. Die Ventilscheibe besteht aus mehreren gestapelten Platten, die in axialer Richtung gestapelt sind und aus einem magnetischen Material bestehen, das eine Rückstellfederkraft erzeugt, wenn die Ventilscheibe von der erregten Spule angezogen wird. Das elektromechanische Ventil umfasst ferner ein elastisches Element, das an einem äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe angeordnet ist. Das elastische Element liegt an einer inneren Begrenzung des Raums an, um eine Druckkraft auf den äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe auszuüben, die von einer Außenseite zu einer Innenseite der Ventilscheibe gerichtet ist.

Description

  • Technisches Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Ventil und insbesondere ein elektromechanisches Ventil mit einer aus mehreren übereinander angeordneten Platten gebildeten Ventilscheibe.
  • Angabe des künstlerischen Hintergrunds
  • Elektromechanische Ventile sind in der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die WO 2008 / 156 405 A1 ein elektromechanisches Ventil mit einem Gehäuse, in dem ein Kern aus magnetischem Material untergebracht ist, der von einer durch Strom erregbaren Spule umgeben ist, einem am Gehäuse befestigten Ventilsitz und einer Ventilscheibe, die in einem zwischen dem Gehäuse, dem Kern und dem Ventilsitz gebildeten Einbauraum angeordnet ist. Die Ventilscheibe öffnet oder schließt selektiv eine Auslassöffnung des elektromechanischen Ventils in Reaktion auf die Erregung der Spule. Die Ventilscheibe besteht aus mehreren gestapelten Platten aus magnetischem Material, so dass die Ventilscheibe vom Kern angezogen wird, wenn die Spule erregt ist. Wenn die Spule nicht erregt wird, bietet die Ventilscheibe eine Federkraft, um in eine Ausgangsposition vor der Anziehung durch den Kern zurückzukehren. WO 2015 / 126 304 A1 offenbart ein weiteres elektromechanisches Ventil mit einer Ventilscheibe, die aus mehreren gestapelten Platten besteht. Durch die Verwendung mehrerer gestapelter Platten können verbesserte Federeigenschaften der Ventilscheibe erreicht werden.
  • Herkömmliche elektromechanische Ventile mit einem Aufbau, wie er in den oben genannten Dokumenten des Standes der Technik beschrieben ist, haben mehrere Probleme. Zum einen wird die für Nutzfahrzeuganwendungen erforderliche Vibrationsfestigkeit nicht erreicht. Zum anderen kippt die Ventilscheibe beim Einsatz als 2/2-Wegeventil „stromlos offen“ oder 3/2-Wegeventil durch einen zusätzlichen, am Niet befestigten und für diesen Typ erforderlichen Stößel, auf den z.B. Strömungskräfte wirken. Dies kann dazu führen, dass die Ventilscheibe und die Ankerplatte das Gehäuse (insbesondere einen später beschriebenen Befestigungsring) oder Teile davon radial berühren und der Stößel und die zugehörigen Dichtungen asymmetrisch belastet werden. Insbesondere ist ein Auffächern der gestapelten Platten am äußeren Umfangsrandbereich der Ventilscheibe zu beobachten, so dass die Platten am äußeren Umfangsrandbereich nicht mehr aneinander anliegen, sondern voneinander beabstandet sind. Dies führt zu einer drastischen Verkürzung der Lebensdauer des Ventils und einer Verschlechterung der Leistung.
  • Zu lösendes technisches Problem
  • In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektromechanisches Ventil bereitzustellen, das eine verbesserte Haltbarkeit aufweist und gleichzeitig die erforderliche Leistung beibehält.
  • Offenlegung der Erfindung
  • Der Zweck wird erreicht durch ein elektromechanisches Ventil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.
  • Erfindungsgemäß wird durch die Bereitstellung eines elastischen Elements, das eine Druckkraft auf die Ventilscheibe ausübt, die Lagerung der Ventilscheibenbaugruppe im Bauraum verbessert, was zu einer erhöhten Schwingungsfestigkeit führt. Darüber hinaus kann ein Verkippen der Ventilscheibenanordnung und damit eine unsymmetrische Belastung der Bauteile unterdrückt werden.
  • Das elektromechanische Ventil nach der vorliegenden Erfindung bietet daher eine ausgezeichnete Haltbarkeit und die erforderliche Leistung kann über einen langen Zeitraum beibehalten werden.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen:
    • ist eine schematische Schnittdarstellung eines Steuerventils mit 2/2 Richtungen „stromlos geschlossen“ und ist eine schematische Schnittdarstellung eines Steuerventils mit 2/2 Richtungen „stromlos offen“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine Schnittdarstellung einer Ventilscheibenanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine perspektivische Ansicht der Ventilscheibenanordnung aus .
    • ist eine Teilschnittansicht des 2/2-Richtungs-Steuerventils „stromlos geschlossen“ von einschließlich der Ventilscheibenanordnung von .
    • ist eine Schnittdarstellung des Steuerventils aus .
    • ist eine Teilschnittansicht des 2/2-Richtungs-Steuerventils „stromlos geschlossen“ von einschließlich der Ventilscheibenanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine Schnittdarstellung des Steuerventils aus .
  • Beschreibung von mindestens einer Ausführungsform der Erfindung
  • In 1a ist beispielhaft ein Steuerventil mit 2/2-Richtung „stromlos geschlossen“ als elektromagnetisches Ventil 1 dargestellt, das sich in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn dem elektromagnetischen Ventil 1 kein Strom zugeführt wird. 1b zeigt beispielhaft ein Steuerventil mit 2/2-Richtung „stromlos offen“ als elektromagnetisches Ventil 1. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung am Beispiel des in 1a gezeigten Steuerventils mit 2/2-Richtung „stromlos geschlossen“ beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Ventiltyp beschränkt, sondern kann für elektromagnetische Ventile im Allgemeinen verwendet werden. Insbesondere kann die im Folgenden beschriebene Ventilscheibenbaugruppe in verschiedenen elektromagnetischen Ventilen eingesetzt werden, z. B. in einem Steuerventil mit 3/2-Richtung und dem Steuerventil mit 2/2-Richtung „stromlos offen“.
  • Erste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1a, 1b, 2 bis 5 beschrieben.
  • Das elektromagnetische Ventil 1 besteht aus einem Gehäuse 2, das sich in axialer Richtung erstreckt und einen Kern 21 aus magnetischem Material aufnimmt, der von einer Spule umgeben ist, die durch Strom erregt werden kann, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Das Gehäuse 2 umfasst an einem axialen Ende (in den Zeichnungen das untere Ende) einen Fixierring 22. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Befestigungsring 22 ein einteiliges Element. Der Befestigungsring 22 kann jedoch auch aus mehreren Einzelteilen bestehen.
  • Ein Ventilsitz 3 ist am Befestigungsring 22 an einer axialen Endseite des Befestigungsrings 22 gegenüber dem Kern 21 befestigt. Der Ventilsitz 3 enthält mindestens eine Auslassöffnung 31 des elektromagnetischen Ventils 1. Die Auslassöffnung 31 ist in einer axialen Mitte des Ventilsitzes 3 vorgesehen und durchdringt den Ventilsitz 3 in axialer Richtung. Der Ventilsitz 3 umfasst mindestens eine Einlassöffnung des elektromagnetischen Ventils 1, die sich außerhalb der axialen Mitte des Ventilsitzes 3 befindet (in den Zeichnungen nicht dargestellt).
  • Zwischen der dem Kern 21 zugewandten axialen Endfläche des Fixierrings 22 und einer dem Fixierring 22 zugewandten axialen Endfläche des Ventilsitzes 3 wird ein Raum S (Einbauraum) gebildet. Der Raum S wird radial nach außen durch den Fixierring 22 und den Ventilsitz 3 begrenzt. Daher wird eine Begrenzung des Raums S nach außen durch den Kern 21, den Fixierring 22 und den Ventilsitz 3 gebildet, die den Raum S sowohl in axialer als auch in radialer Richtung begrenzen.
  • In dem Raum S ist eine Ventilscheibe 4 angeordnet. Der Raum S stellt somit einen Einbauraum für die Ventilscheibe 4 dar. Die Ventilscheibe 4 wird durch mehrere übereinanderliegende Platten 41, 42, 43 gebildet, die in axialer Richtung gestapelt sind. Die Platten sind im Allgemeinen scheibenförmig und können Schlitze und/oder Einschnitte aufweisen, um eine gewünschte Federkennlinie zu erreichen. Die mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 sind relativ zueinander radial verschiebbar. Dadurch werden die Federeigenschaften der Ventilscheibe 4 verbessert.
  • Die mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 umfassen eine erste und eine zweite Endplatte 41, 42. Die erste Endplatte 41 ist auf einer ersten axialen Endseite, die dem Kern 21 zugewandt ist, und die zweite Endplatte 42 auf einer zweiten axialen Endseite, die dem Ventilsitz 3 zugewandt ist, gestapelt. Die erste und die zweite Endplatte 41, 42 unterscheiden sich in ihrem Aufbau von den zwischen der ersten und der zweiten Endplatte 41, 42 angeordneten Mehrfachstapelplatten 43, die im Folgenden näher beschrieben werden.
  • Die Ventilscheibe 4 ist zwischen einer Ankerplatte 6, die an der dem Kern 21 zugewandten axialen Endseite der Ventilscheibe 4 (d.h. an der ersten Endplatte 41) angeordnet ist, und einem Niet 7 angeordnet, der die Ventilscheibe 4 und die Ankerplatte 6 von der dem Ventilsitz 3 zugewandten axialen Endseite der Ventilscheibe 4 axial mittig durchdringt. Der Niet 7 befestigt die Ventilscheibe 4 an der Ankerplatte 6. Somit sind die Ankerplatte 6, die Ventilscheibe 4 und der Niet 7 einstückig ausgebildet und bilden eine Ventilscheibeneinheit.
  • Der Niet 7 umfasst einen Dichtungsabschnitt 71, der an einer dem Ventilsitz 3 zugewandten axialen Endseite des Niets 7 vorgesehen ist. Wenn der Spule kein Strom zugeführt wird, befindet sich die Ventilscheibenbaugruppe in einer Ausgangsposition, in der der Dichtungsabschnitt 71 so konfiguriert ist, dass er die Auslassöffnung 31 des elektromechanischen Ventils 1 verschließt. Dementsprechend befindet sich das elektromechanische Ventil 1 im geschlossenen Zustand.
  • Wenn die Spule durch Strom erregt wird, wird ein Magnetfeld erzeugt, und die Ventilscheibenbaugruppe wird zum Kern 21 hingezogen. Infolgedessen verschließt der Dichtungsabschnitt 71 des Niets 7 nicht mehr die Auslassöffnung 31 des elektromechanischen Ventils, und die Einlassöffnung kann mit der Auslassöffnung 31 kommunizieren. Somit schaltet das elektromechanische Ventil in den offenen Zustand. Wenn die Erregung der Spule unterbrochen wird, kehrt die Ventilscheibenanordnung aufgrund der Federkraft, die von den mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 ausgeübt wird, in die Ausgangsposition zurück. Somit verschließt der Dichtungsabschnitt 71 der Niete 7 die Auslassöffnung 31, so dass die Einlassöffnung nicht mehr mit der Auslassöffnung 31 kommunizieren kann, und das elektromechanische Ventil schaltet in den geschlossenen Zustand.
  • Wie in gezeigt, dient der Ventilsitz 3 bei den 2/2-„normal offenen“ Ventilen als Auflagefläche für den Nietdichtungsabschnitt 71. Der Ventilsitz 3 enthält Öffnungen, die den Durchfluss ermöglichen. Ein zusätzlicher Ventilsitz, der in die entgegengesetzte Richtung weist, wird hinzugefügt. Dieser zweite Ventilsitz wird durch den Stößel 8 mit einer Stößeldichtung 81 geschlossen, wenn die Spule durch Strom erregt und die Ventilscheibenanordnung zum Kern 21 hingezogen wird.
  • Beim 3/2-Wegeventil (in den Zeichnungen nicht dargestellt) sind beide Ventilsitze und der Stößel vorhanden und werden abwechselnd geschlossen und geöffnet.
  • Nachfolgend wird die Gestaltung des äußeren Umfangsrandes der Ventilscheibe 4 und insbesondere der ersten und zweiten Endscheibe 41, 42 im Detail beschrieben.
  • Axiale Abstützung der Ventilscheibeneinheit
  • Die zweite Endplatte 42 umfasst mehrere Armabschnitte in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung, die sich sternförmig radial nach außen erstrecken. Mehrere Laschen 421 sind an einem äußeren Umfangsrandabschnitt jedes Armabschnitts der zweiten Endplatte 42 ausgebildet. Jede Lasche 421 ist aus der Ebene der zweiten Endplatte 42 in axialer Richtung zum Ventilsitz 3 hin gebogen, so dass sie eine Feder (elastisches Element) bildet. Wie in dargestellt, sind die Laschen 421, die die Federn bilden, bei der ersten Ausführungsform paarweise angeordnet. Daher sind mehrere Paare von Federn, die durch die mehreren Laschen 421 gebildet werden, in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung an der axialen Endseite der Ventilscheibe 4, die dem Ventilsitz 3 zugewandt ist, ausgebildet.
  • Jede Lasche 421 ist so konfiguriert, dass sie in Kontakt mit der Begrenzung des Raums S kommt, um eine axiale Druckkraft auf die mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 auszuüben. Wie in dargestellt, berühren die mehreren Laschen 421, die die Federn bilden, die axiale Endfläche (Begrenzung des Raums S) des Ventilsitzes 3, die der Ventilscheibe 4 gegenüberliegt. Daher sorgen die Laschen 421 als elastisches Element für eine axiale Abstützung der Ventilscheibenanordnung.
  • Die dem Kern 21 zugewandte axiale Stirnseite der Ventilscheibe 4 wird am äußeren Umfangsrandbereich durch den Fixierring 22 abgestützt (siehe ). Insbesondere liegt die erste Endplatte 41 der Ventilscheibe 4 an dem Befestigungsring 22 an, um eine Gegenkraft zu der von den mehreren Laschen 421 der zweiten Endplatte 42 ausgeübten Druckkraft zu erzeugen.
  • Infolgedessen bewirkt die von den mehreren Laschen 421 der zweiten Endplatte 42 ausgeübte Druckkraft, dass die mehreren gestapelten Platten 41, 42, 43 in Kontakt miteinander gedrückt werden. Das heißt, die Druckkraft ist von einer Außenseite zu einer Innenseite der Ventilscheibe 4 gerichtet. Darüber hinaus drängt die Druckkraft die Ventilscheibe 4 in Kontakt mit dem Fixierungsring 22 an einem äußeren Umfangsrandabschnitt. Dementsprechend kann ein Auffächern der gestapelten Platten 41, 42, 43 am äußeren umlaufenden Randbereich der Ventilscheibe 4 zuverlässig unterdrückt werden, so dass die Platten in Kontakt miteinander bleiben.
  • Darüber hinaus wird durch die Anpresskraft die Schwingungsfestigkeit erhöht und ein Verkanten der Ventilscheibenanordnung zuverlässig vermieden. Dies wirkt einer asymmetrischen Belastung (z.B. wenn Strömungskräfte asymmetrisch auf die Ventilscheibe 4 einwirken) entgegen und reduziert somit den damit verbundenen Verschleiß an Dichtungen.
  • Radiale Abstützung der Ventilscheibeneinheit
  • Wie in dargestellt, umfasst die erste Endplatte 41 mehrere Armabschnitte in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung, die sich radial nach außen sternförmig erstrecken. Mehrere Umfangserweiterungen 411, die sich axial von einem radialen Endabschnitt der ersten Endplatte 41 in Richtung der zweiten Endplatte 42 erstrecken, sind in bestimmten Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet. Die Umfangserweiterungen 411 sind so ausgebildet, dass sie einer radialen Endfläche (radiale Umfangsfläche) der Ventilscheibe 4 zugewandt sind und zumindest einen Teil der radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe 4 abdecken. Jeder der Umfangsfortsätze 411 ist so gestaltet, dass er radial von der radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe 4 absteht. Somit bildet jeder Umfangsfortsatz 411 eine Feder (elastisches Element). Wie in dargestellt, sind bei der ersten Ausführungsform die die Federn bildenden Umfangsverlängerungen 411 paarweise angeordnet. Daher werden in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung mehrere Federpaare gebildet, die aus den mehreren Umfangsverlängerungen 411 bestehen.
  • Jeder Umfangsfortsatz 411 ist so gestaltet, dass er mit der Begrenzung des Raums S in Kontakt kommt und eine radiale Druckkraft auf die Ventilscheibe 4 ausübt. Das heißt, die von den Umfangsverlängerungen 411 ausgeübte Druckkraft ist von einer Außenseite zu einer Innenseite der Ventilscheibe 4 gerichtet. Wie in den dargestellt, berühren die mehreren Umfangsfortsätze 411, die die Federn bilden, eine innere Umfangsfläche (Begrenzung des Raums S) des Befestigungsrings 22.
  • Die radiale Anpresskraft der mehrfachen Umfangsverlängerungen 411 bewirkt eine radiale Abstützung der Ventilscheibe 4 im Raum S. Dies führt zu einer verbesserten Lagerung der Ventilscheibe 4 im Raum S. Dadurch wird die Schwingungsfestigkeit erhöht und ein Verkanten der Ventilscheibe zuverlässig vermieden.
  • Durch die oben beschriebene Lagerung und Abstützung der Ventilscheibenanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung werden die folgenden Effekte erzielt.
  • Eine Gleitbewegung zwischen den einzelnen gestapelten Platten 41, 42, 43 ist weiterhin möglich.
  • Der radiale Spalt zwischen der Ventilscheibe 4 und dem Einbauraum (d. h. dem Raum S) kann auf ein Minimum reduziert werden (es müssen keine zusätzlichen Bauteile eingebaut werden, die den Spalt im Eisenkreis des Ventils vergrößern würden).
  • Die Ventilscheibenbaugruppe wird (durch die radiale Vorspannkraft) in ihrer radialen Position im Einbauraum vorgespannt. Sie kann trotz Toleranzschwankungen des Einbauraums sicher abgestützt werden. Damit ist eine radial zentrische Lage der Ventilscheibeneinheit gewährleistet.
  • Die axiale Anpresskraft sorgt dafür, dass sich die Ventilscheibe auch bei Vibrationen nicht von der vorgesehenen Auflagefläche (d.h. bei der ersten Ausführungsform die dem Ventilsitz 3 zugewandte Fläche des Befestigungsrings 22) abheben kann.
  • Beim Einsatz der Ventilscheibe in 3/2- und 2/2-„normal geöffneten“ Ventilen verursacht der lange Stößel 8 (siehe , der an der Ventilscheibe befestigt ist, Seitenkräfte und Drehmomente, die die Ventilscheibe kippen können. Durch das Kippen werden die Bauteile (Stößel, Dichtung, Ventilscheibe) asymmetrisch belastet, was zu einer reduzierten Lebensdauer des Ventils führt. Die axiale Vorspannkraft sorgt dafür, dass die Ventilscheibeneinheit nicht verkantet und immer in Kontakt mit der vorgesehenen Oberfläche ist. Dadurch können asymmetrische Belastungen der Bauteile unterdrückt werden, was zu einer erhöhten Lebensdauer des Ventils führt.
  • Durch die Integration entsprechender elastischer Elemente, wie z.B. der Laschen 421 und der umlaufenden Verlängerungen 411, in die bereits vorhandenen Endplatten der Mehrfachstapelplatten 41, 42 43, sind keine zusätzlichen Bauteile zur radialen und axialen Abstützung der Ventilscheibenbaugruppe im Bauraum notwendig.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform durch eine andere Gestaltung der elastischen Elemente. Insbesondere enthält die zweite Ausführungsform nicht die Federn, die von den mehreren Laschen 421 der zweiten Endplatte 42 gebildet werden, und die Federn, die von den mehreren Umfangserweiterungen 411 der ersten Endplatte 41 gebildet werden, als die elastischen Elemente, die die axiale und radiale Unterstützung der Ventilscheibenanordnung bereitstellen.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst das elektromagnetische Ventil 1 eine erste Wellenfeder 51 und eine zweite Wellenfeder 52, die als elastische Elemente zur axialen und radialen Abstützung der Ventilscheibenanordnung dienen.
  • Wie in 6 gezeigt, ist die erste Wellenfeder 51, die die axiale Unterstützung (axiale Druckkraft) bereitstellt, zwischen dem Ventilsitz 3 (der Begrenzung des Raums S) und der axialen Endseite der Ventilscheibe 4, die dem Ventilsitz 3 zugewandt ist, an einem äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe 4 angeordnet. Somit übt die erste Wellenfeder 51 die axiale Druckkraft auf die mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 aus.
  • Wie in dargestellt, ist die zweite Wellenfeder 52, die die radiale Unterstützung (radiale Druckkraft) bereitstellt, zwischen der radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe 4 und der inneren Umfangsfläche des Befestigungsrings 22 (der Begrenzung des Raums S) angeordnet. Somit übt die zweite Wellenfeder 52 die radiale Druckkraft auf die Ventilscheibe 4 aus.
  • Mit der zweiten Ausführungsform werden ähnliche Wirkungen (oder zumindest ein Teil davon) erzielt wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Dritte Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
  • Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass anstelle der ersten und zweiten Wellenfedern 51, 52 ein erster und ein zweiter Elastomerring als elastische Elemente zur axialen und radialen Abstützung der Ventilscheibenanordnung verwendet werden. Das heißt, der erste Elastomerring ist zwischen dem Ventilsitz 3 (der Begrenzung des Raums S) und der axialen Endseite der Ventilscheibe 4, die dem Ventilsitz 3 zugewandt ist, an einem äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe 4 angeordnet, um die axiale Druckkraft auf die mehrfach gestapelten Platten 41, 42, 43 auszuüben. Der zweite Elastomerring ist zwischen der radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe 4 und der inneren Umfangsfläche des Befestigungsrings 22 (der Begrenzung des Raums S) angeordnet, um die radiale Druckkraft auf die Ventilscheibe 4 auszuüben.
  • Mit der dritten Ausführungsform werden ähnliche Wirkungen (oder zumindest ein Teil davon) erzielt wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben.
  • Weitere Modifikationen der Ausführungsformen
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in geeigneter Weise modifiziert oder kombiniert werden.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform werden beispielsweise sowohl das elastische Element, das die axiale Abstützung gewährleistet, als auch das elastische Element, das die radiale Abstützung gewährleistet, eingesetzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann nur das elastische Element, das die axiale Abstützung gewährleistet, oder das elastische Element, das die radiale Abstützung gewährleistet, eingesetzt werden. Auch dann können die oben beschriebenen Effekte (oder zumindest ein Teil von ihnen) erzielt werden.
  • In der zweiten Ausführungsform werden beispielsweise sowohl das elastische Element, das die axiale Abstützung gewährleistet, als auch das elastische Element, das die radiale Abstützung gewährleistet, durch die Wellenfedern 51, 52 realisiert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch nur eines der elastischen Elemente durch die Wellenfeder realisiert werden und das andere elastische Element kann wie in der ersten oder dritten Ausführungsform beschrieben realisiert werden. Zum Beispiel kann das elastische Element, das die radiale Abstützung bietet, durch die zweite Wellenfeder 52 realisiert werden, und das elastische Element, das die axiale Abstützung bietet, kann durch die Laschen 421, die die Federn bilden, realisiert werden.
  • Die obige Beschreibung ist nicht erschöpfend, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt. Der Fachmann wird erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung möglich sind. Dementsprechend sollte der Umfang der Erfindung aus den beigefügten Ansprüchen bestimmt werden.
  • Referenzzeichenliste
  • 1
    Elektromagnetisches Ventil
    2
    Gehäuse
    21
    Kern
    22
    Fixierring
    3
    Ventil-Sitz
    31
    Ausgangsanschluss
    4
    Ventilunterlegscheibe
    41
    erste Endplatte
    411
    periphere Verlängerung (elastisches Element)
    42
    Sekunden-Endplatte
    421
    tab (elastisches Element)
    43
    gestapelte Platte
    51
    Erste Wellenfeder (elastisches Element)
    52
    Sekunden-Wellenfeder (elastisches Element)
    6
    Armaturenplatte
    7
    Niete
    71
    Siegelteil
    8
    Kolben
    81
    Kolbendichtung
    S
    space
  • 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
    • WO 2008/156405 A1 [0002]
    • WO 2015/126304 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Ein elektromechanisches Ventil (1), bestehend aus ein Gehäuse (2), das sich in axialer Richtung erstreckt und einen Kern (21) aus magnetischem Material aufnimmt, der von einer mit Erregerstrom zu versorgenden Spule umgeben ist, wobei das Gehäuse (2) einen Befestigungsring (22) aufweist, der an einem axialen Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist, einem Ventilsitz (3), der an einer dem Kern (21) gegenüberliegenden axialen Endseite des Befestigungsrings (22) am Gehäuse (2) befestigt ist, und eine Ventilscheibe (4), die in einem zwischen dem Befestigungsring (22), dem Kern (21) und dem Ventilsitz (3) gebildeten Raum (S) angeordnet ist, wobei die Ventilscheibe (4) so konfiguriert ist, dass sie zwischen den Positionen des Ventils (1) umschaltet, indem sie sich in dem Raum (S) in der axialen Richtung zwischen dem Ventilsitz (3) und dem Kern (21) als Reaktion auf einen der Spule zugeführten Erregerstrom bewegt, wobei die Ventilscheibe (4) durch mehrere gestapelte Platten (41, 42, 43) gebildet wird, die in axialer Richtung gestapelt sind und aus einem magnetischen Material bestehen, das eine Rückstellfederkraft bereitstellt, wenn die Ventilscheibe (4) von der erregten Spule angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromechanische Ventil (1) ferner ein elastisches Element (411, 421, 51, 52) umfasst, das an einem äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe (4) angeordnet ist, wobei das elastische Element (411, 421, 51, 52) an einer inneren Begrenzung des Raums (S) anliegt, um eine Druckkraft auf den äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe (4) auszuüben, die von einer Außenseite zu einer Innenseite der Ventilscheibe (4) gerichtet ist.
  2. Elektromechanisches Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element eine Wellenfeder (51) ist, die an einer dem Ventilsitz (3) zugewandten axialen Endseite der Ventilscheibe (4) angeordnet ist, und die Wellenfeder (51) an dem Ventilsitz (3) anliegt, um die Druckkraft von der Ventilsitzseite zur Kernseite in einer axialen Richtung der Ventilscheibe (4) zu erzeugen.
  3. Elektromechanisches Ventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrfach gestapelten Platten (41, 42, 43) der Ventilscheibe (4) eine erste Endplatte (41), die an einer dem Kern (21) zugewandten axialen Endseite angeordnet ist, und eine zweite Endplatte (42), die an einer dem Ventilsitz (3) zugewandten axialen Endseite angeordnet ist, umfassen, und mindestens eine der ersten und zweiten Endplatten (41, 42) das elastische Element (411, 421) an einem äußeren Umfangsrandabschnitt aufweist.
  4. Elektromechanisches Ventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (421) an dem dem Ventilsitz (3) zugewandten äußeren Umfangsrandabschnitt der zweiten Endplatte (42) ausgebildet ist, das elastische Element (421) an dem Ventilsitz (3) anliegt, der einen Teil der inneren Begrenzung des Raums (S) bildet, um die Druckkraft von der Ventilsitzseite zur Kernseite in einer axialen Richtung der Ventilscheibe (4) zu erzeugen.
  5. Elektromechanisches Ventil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (411) an einer der ersten und zweiten Endplatten (41, 42) so ausgebildet ist, dass es mindestens einen Teil einer radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe (4) abdeckt, das elastische Element (411) an der inneren Begrenzung des Raums (S) anliegt, um die Druckkraft von der Außenseite zu einer Innenseite in einer radialen Richtung der Ventilscheibe (4) bereitzustellen.
  6. Elektromechanisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element ein erstes elastisches Element (421, 51) ist, das an einer axialen Endseite der Ventilscheibe (4) angeordnet ist, die dem Ventilsitz (3) oder dem Kern (21) zugewandt ist und eine Druckkraft auf den äußeren Umfangsrandabschnitt der Ventilscheibe (4) in der axialen Richtung ausübt, das elektromechanische Ventil ein zweites elastisches Element (411, 52) umfasst, das an einer radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe (4) angeordnet ist und eine Druckkraft auf die radiale Umfangsfläche der Ventilscheibe (4) in der radialen Richtung ausübt.
  7. Elektromechanisches Ventil nach Anspruch 6, wobei die mehrfach gestapelten Platten (41, 42, 43) der Ventilscheibe (4) eine erste Endplatte (41), die an einer dem Kern (21) zugewandten axialen Endseite angeordnet ist, und eine zweite Endplatte (42), die an einer dem Ventilsitz (3) zugewandten axialen Endseite angeordnet ist, umfassen, das erste elastische Element (421, 51) an dem dem Ventilsitz (3) zugewandten äußeren Umfangsrandabschnitt der zweiten Endplatte (42) ausgebildet ist, das erste elastische Element (421, 51) an dem Ventilsitz (3) anliegt, um die Druckkraft von der Ventilsitzseite zur Kernseite in einer axialen Richtung der Ventilscheibe (4) zu erzeugen, das zweite elastische Element (411, 52) an der ersten, dem Kern (21) zugewandten Endplatte (41) so ausgebildet ist, dass es zumindest einen Teil einer radialen Umfangsfläche der Ventilscheibe (4) abdeckt, das zweite elastische Element (411, 52) an dem Befestigungsring (22) anliegt, um die Druckkraft von der Außenseite zu einer Innenseite in einer radialen Richtung der Ventilscheibe (4) bereitzustellen.
  8. Das elektromechanische Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 6, wobei das elastische Element oder mindestens eines der ersten und zweiten elastischen Elemente eine Wellenfeder (51, 52) ist.
  9. Das elektromechanische Ventil (1) nach Anspruch 1 oder 6, wobei das elastische Element oder mindestens eines der ersten und zweiten elastischen Elemente ein Elastomerring ist.
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