DE69814260T2

DE69814260T2 - Elektromagnetisch betätigte Ventileinrichtung

Info

Publication number: DE69814260T2
Application number: DE69814260T
Authority: DE
Inventors: Takashi Toyota-shi Aichi-ken Izuo; Shoichiro Toyota-shi Aichi-ken Nitta; Tatsuo Toyota-shi Aichi-ken Iida; Masahiko Toyota-shi Aichi-ken Asano; Hiroyuki Toyota-shi Aichi-ken Hattori
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: EP0896132B1; DE69814260D1; US6032925A; JP3518294B2; EP0896132A1; JPH11107723A

Description

(1) Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Magnetventilvorrichtung, welche als Ansaugventil oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine dient.
(2) Beschreibung des Standes der Technik
Wie in der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 60–175805 und der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 6–129219 beschrieben, ist eine Magnetventilvorrichtung bekannt, welche als Ansaugventil oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine dient. Eine derartige Magnetventilvorrichtung ist mit einem Ventilelement ausgestattet, welches eine Fluidpassage zwischen einem Einlaß und einer Brennkammer des Motors durch Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft zwischen einem Anker und einem Kern öffnet und schließt.
Bei den bekannten Magnetventilvorrichtungen gemäß der obigen Veröffentlichungen ist der Anker einstöckig mit dem Ventilelement ausgebildet und der Anker und das Ventilelement sind so gelagert, daß sie in axialer Richtung der Vorrichtung beweglich sind. Eine Spule, welche in dem Kern enthalten ist, ist oberhalb des Ankers angeordnet. Wenn ein Erregerstrom der Spule zugeführt wird, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker und dem Kern aufgebracht. Das Ventilelement bewegt sich in Axialrichtung abhängig von der Bewegung des Ankers relativ zu dem Kern auf und ab. Somit wird bei der herkömmlichen Magnetventilvorrichtung das Ventilelement betätigt, um die Fluidpassage zu öffnen oder zu schließen, indem der Erregerstrom der Spule zugeführt wird, oder der Erregerstrom, der der Spule zugeführt wird, unterbrochen wird. Das Ven tilelement bewegt sich in eine Ventil-geschlossen-Position und sitzt auf einem Ventilsitz auf, so daß die Fluidpassage völlig geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt schlägt der Anker auf den Kern auf und ein Aufschlaggeräusch wird erzeugt. Je höher die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers ist, wenn das Ventilelement die Ventilgeschlossen-Position erreicht, um so höher ist das Aufschlaggeräusch aufgrund des Aufschlagens zwischen Anker und Kern.
Um das Aufschlaggeräusch der herkömmlichen Magnetventilvorrichtung zu verringern, ist es wünschenswert, die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers zu verringern, bevor das Ventilelement die Ventil-geschlossen-Position erreicht. Die herkömmliche Magnetventilvorrichtung gemäß den obigen Veröffentlichungen beinhaltet eine Aufprallaufnahmefeder, welche an der Oberseite des Ventilelementes gegenüber dem Ventilsitz vorgesehen ist. Die Aufprallaufnahmefeder wirkt dahingehend, die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers zu verringern, bevor das Ventilelement die Ventil-geschlossen-Position erreicht. Die Aufprallaufnahmefeder übt eine Betätigungskraft auf den Anker und das Ventilelement in einer Richtung aus, daß das Ventilelement in Richtung einer Ventil-offen-Position geschoben wird, wenn sich das Ventilelement in die Ventil-geschlossen-Position bewegt. Durch Verwendung der Aufprallaufnahmefeder wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers verringert, bevor das Ventilelement die Ventil-geschlossen-Postion erreicht hat und es ist bei der herkömmlichen Magnetventilvorrichtung möglich, das Aufschlaggeräusch zu veringern.
Bei den herkömmlichen Magnetventilvorrichtungen gemäß obiger Veröffentlichungen wirkt jedoch die Betätigungskraft der Aufprallaufnahmefeder dahingehend, das Ventilelement in Richtung der Ventil-offen-Position (oder in eine Richtung entgegengesetzt zu der Ventil-geschlossen-Position) nicht nur dann zu schieben, wenn sich das Ventilelement in die Ventil-geschlossen-Position bewegt, sondern auch, wenn das Ventilelement in der Ventil-geschlossen-Position gehalten wird. Es ist bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung notwendig, einen hohen Erregerstrom an die Spule zu liefern, wenn das Ventilelement in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Betätigungskraft der Aufprallaufnahmefeder gehalten wird. Die elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der Aufprallaufnahmefeder ist, muß erzeugt werden, in dem der hohe Betrag an Erregerstrom zugeführt wird, um das Ventilelement in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Somit ist bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung gemäß den obigen Beschreibungen schwierig, den Energieverbrauch wirksam zu verringern.
Die GB-A-2 137 420 offenbart eine Aufprallaufnahmeeinheit, welche zwischen dem beweglichen Abschnitt (dem Anker) und dem festen Abschnitt (dem Kern) angeordnet ist und den Aufprall aufnimmt, wenn der Anker auf dem Kern aufschlägt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme zu beseitigen und insbesondere eine Magnetventilvorrichtung gemäß der Druckschrift GB-A-2 137 420 so zu verbessern, daß Energieverbrauch und Aufprallgeräusch verringert werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die vorteilhaften Maßnahmen gelöst, welche in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 7 angegeben sind.
Demzufolge wird eine Magnetventilvorrichtung geschaffen, bei der ein Ventilelement durch Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft zwischen einem Anker und einem Kern eine Fluidpassage öffnet und schließt, wobei die Magnetventilvorrichtung aufweist: einen beweglichen Abschnitt mit dem Anker und dem Ventilelement; einen feststehenden Abschnitt, der den Kern beinhaltet, und eine Aufprallaufnahmeeinheit, welche einen Aufprall des beweglichen Abschnittes auf den festen Abschnitt aufnimmt, wobei die Aufprallaufnahmeeinheit ein Gelteil aufweist zum Umwandeln der mechanischen Energie des Aufpralls in eine thermische Energie.
Eine Magnetventilvorrichtung wird geschaffen, bei der ein Ventilelement durch Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft zwischen einem Anker und einem Kern eine Fluidpassage öffnet und schließt, wobei die Magnetventilvorrichtung aufweist: einen beweglichen Abschnitt, der den Anker und das Ventilelement beinhaltet; einen festen Abschnitt, der den Kern und das Gehäuse aufweist, wobei der Kern beweglich durch das Gehäuse so gehalten ist, daß der Kern in axialer Richtung der Magnetventilvorrichtung beweglich ist; und eine Aufprallaufnahmeeinheit, welche einen Aufprall des beweglichen Abschnittes auf dem festen Abschnitt absorbiert, wobei die Aufprallaufnahmeeinheit ein Gelteil zwischen dem Kern und dem Gehäuse beinhaltet, wobei das Gelteil eine mechanische Energie des Aufpralls in eine thermische Energie umwandelt.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung das Ventilelement sich in die Ventil-geschlossen-Position bewegt und auf dem Ventilsitz aufprallt, wobei dann die Fluidpassage voll geschlossen ist, schlägt der bewegliche Abschnitt auf den festen Abschnitt auf und ein Aufprallgeräusch wird erzeugt. Das Gelteil wird verformt und wandelt einen Teil der Aufprallenergie des beweglichen Abschnittes auf den festen Abschnitt in thermische Energie um. Im Gelteil wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Aufprallenergie wird aufgrund der Verformung des Gelteiles aufgenommen. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom an die Magnetspule anzulegen, um das Ventilelement in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der aufprallaufnehmenden Feder wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung zu halten. Somit ist die Magnetventilvorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, daß das Aufprallgeräusch verringert wird, sondern auch wirksam beim Verringern des Energieverbrauchs.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen und weitere Einzelheiten, Merkmale und Voreile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung, in der:
1 eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung ist, welche die Grundsätze der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
2 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Gelteiles ist, welches für die Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
3 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie III–III in 2 ist;
4 eine Draufsicht auf ein anderes Beispiel des Gelteiles ist, welches für die Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
5 eine Querschnittsdarstellung des Gelteiles entlang einer Linie V–V in 4 ist;
6 eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
7 eine Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
8 eine Querschnittsdarstellung einer vierten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
9 eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Teils der Magnetvorrichtung von 8 ist;
10 eine Querschnittsdarstellung einer fünften Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
11 eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Teils der Magnetvorrichtung von 10 ist;
12 eine Querschnittsdarstellung einer sechsten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
13 eine Querschnittsdarstellung einer siebten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
14 eine Querschnittsdarstellung einer achten Ausführungsform der Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgt nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenen Erfindung beinhaltet.
Wie in 1 gezeigt, wirkt eine Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenen Ausführungsform entweder als Ansaugventil oder Auslaßventil einer Brennkraftmaschine. Die Magnetventilvorrichtung 10 ist in einem Zylinderkopf 12 des Motors angeordnet. Der Zylinderkopf 12 ist mit einem Einlaß 14 und einer Brennkammer 16 versehen. Die Magnetventilvorrichtung 10 beinhaltet ein Ventilelement 18, welches eine Fluidpassage zwischen dem Einlaß 14 und der Brennkammer 16 öffnet und schließt.
Einstöckig an dem Ventilelement 18 ist eine Ventilwelle 20 ausgebildet. Eine Ventilführung 22 ist in dem Zylinderkopf 12 angeordnet und in der Ventilführung 22 ist die Ventilwelle 20 so beweglich gehalten, daß die Ventilwelle 20 in axialer Richtung der Magnetventilvorrichtung 10 beweglich ist. An der Oberseite der Ventilwelle 20 ist ein unterer Halter 24 befestigt. Eine untere Feder 26 ist unterhalb des unteren Halters 24 angeordnet. Die untere Feder 26 übt eine Stellkraft auf den unteren Halter 24 so aus, daß der untere Halter 24 in 1 nach oben geschoben wird.
Das obere Ende der Ventilwelle 20 ist in Kontakt mit einer Ankerwelle 28 gebracht. Die Ankerwelle 28 ist aus einem nicht magnetischen Material gebildet. Ein Anker 30 ist einstöckig mit der Ankerwelle 28 ausgebildet. Der An ker 30 ist ein ringförmiges Bauteil, welches aus einem magnetischen Material gebildet ist.
Ein oberer Kern 32 ist oberhalb des Ankers 30 angeordnet und ein unterer Kern 34 ist unterhalb des Ankers 30 angeordnet. Der obere Kern 32 und der untere Kern 34 sind ringförmige Bauteile, welche aus einem magnetischen Material gebildet sind. Eine obere Spule 36 ist im oberen Kern 32 aufgenommen und eine untere Spule 38 ist in dem unteren Kern 34 aufgenommen. Ein Lager 40 ist in der Mitte des oberen Kerns 32 angeordnet und ein Lager 42 ist in der Mitte des unteren Kerns 34 angeordnet. Die Ankerwelle 28 wird durch die Lager 40 und 42 gleitbeweglich geführt.
Eine Kernführung 44 ist am äußeren Umfang des oberen Kerns 32 und des unteren Kerns 34 angeordnet. Der obere Kern 32 und der untere Kern 34 sind voneinander um einen bestimmten Abstand getrennt. Die Relativlage zwischen dem oberen Kern 32 und dem unteren Kern 34 wird durch die Kernführung 44 auf dem geeigneten Abstand gehalten. Ein oberes Gehäuse 50 ist über einen Abstandshalter 46 an der Oberseite der Kernführung 44 angeschraubt und ein unteres Gehäuse 52 ist über einen Abstandshalter 48 an der Bodenseite der Kernführung 44 angeschraubt.
Ein Kernbefestigungsabschnitt 54 ist im oberen Gehäuse 50 angeordnet und ein Kernbefestigungsabschnitt 56 ist im unteren Gehäuse 52 angeordnet. Der Kernbefestigungsabschnitt 54 hat eine Tiefe, welche etwas größer als eine Dicke eines Flanschabschnittes des oberen Kerns 32 ist. Der Kernbefestigungsabschnitt 56 hat eine Tiefe, welche etwas größer als eine Dicke eines Flanschabschnittes am unteren Kern 34 ist. Somit ist der obere Kern 32 leicht innerhalb des Kernbefestigungsabschnittes 54 in Axialrichtung der Vorrichtung 10 beweglich und der untere Kern 34 ist innerhalb des Kernbefestigungsabschnittes 56 in axialer Richtung der Vorrichtung 10 leicht beweglich. Somit sind bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ein beweglicher Abschnitt mit dem Anker 10 und dem Ventilelement 18 und ein fester Abschnitt mit dem oberen Kern 32 und dem unteren Kern 34 vorgesehen. Bei der Magnetventilvorrichtung 10 öffnet und schließt das Ventilelement 18 die Fluidpassage zwischen dem Einlaß 14 und der Brennkammer 16, indem eine elektromagnetische Kraft entweder zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 oder eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem unteren Kern 34 erregt wird. Die Magnetventilvorrichtung 10 beinhaltet weiterhin eine Aufprallaufnahmeeinheit, welche einen Aufprall des beweglichen Abschnittes auf den festen Abschnitt aufnimmt und eine Beschreibung der Aufprallaufnahmeeinheit in der Magnetventilvorrichtung 10 erfolgt nachgehend.
Ein Gelbefestigungsabschnitt 58 ist im oberen Gehäuse 50 angeordnet und ein Gelbefestigungsabschnitt 60 ist in dem unteren Gehäuse 52 angeordnet. Ein Gelteil 62 ist in dem Gelbefestigungsabschnitt 58 vorgesehen und ein Gelteil 64 ist in dem Gelbefestigungsabschnitt 60 vorgesehen. Das Gelteil 62 und das Gelteil 64 sind beide in Form einer runden Platte mit einer Durchgangsöffnung in der Mitte der runden Platte ausgebildet. Die Ankerwelle 28 läuft durch die Durchgangsöffnungen in dem Gelteil 62 und dem Gelteil 64. Bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenen Ausführungsform beinhaltet die Aufprallaufnahmeinheit das Gelteil 62 und das Gelteil 64 und eine Beschreibung hiervon erfolgt nun.
Die Gelteile 62 und 64 sind Bauteile einer gelartigen Substanz, in der Koloidpartikel aus Silikonen, Styrenen, Uretanen oder anderen Kunstharzen in einer pastenartigen Festkörperform ausgebildet sind. Die Gelteile 62 und 64 haben einen großen Kompressions/Auslenkungs-Koeffizient und einen geringen Viskositätskoeffizient. Wenn die Gelteile 62 und 64 einem Zusammendrückaufprall zwischen dem Anker 30 und den Kernen 32 und 34 unterworfen werden, werden die Gelteile 62 und 64 verformt und wandeln einen Teil einer mechanischen Energie des Aufpralls in eine thermische Energie um. In den Gelteilen 62 und 64 wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Aufprallenergie wird aufgrund der Verformung der Gelteile 62 und 64 aufgenommen.
In einem oberen Abschnitt des oberen Gehäuses 50 sind eine Federführung 66 und ein Justierbolzen 60 vorgesehen. Ein oberer Halter 70 ist unterhalb der Federführung 66 vorgesehen. Der obere Halter 70 ist an der Oberseite der Ankerwelle 28 befestigt. Eine obere Feder 72 ist zwischen der Federführung 66 und dem oberen Halter 70 angeordnet. Die obere Feder 72 übt eine Stellkraft auf die Ankerwelle 28 und den oberen Halter 70 so aus, daß die Ankerwelle 28 und der obere Halter 70 in 1 nach unten geschoben werden. Eine Neutrallage des Ankers 30, bei welchem der Anker 30 in einem Gleichgewichtszustand bezüglich der Stellkräfte der unteren Feder 26 und der oberen Feder 72 liegt, die dann einander aufheben, wird durch anziehen oder lockern des Justierbolzens 68 eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Einstellung unter Verwendung des Justierbolzens 68 so durchgeführt, daß die Neutrallage des Ankers 30 in einer Mittenposition zwischen dem oberen Kern 32 und dem unteren Kern 34 liegt.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung der Arbeitsweise der Magnetventilvorrichtung 10 unter Bezugnahme auf 1.
Wenn kein Erregerstrom der oberen Spule 36 und der unteren Spule 38 zugeführt wird, wird der Anker 30 in der neutralen Position gehalten, welche die mittige Position zwischen dem oberen Kern 32 und dem unteren Kern 34 in der vorliegenden Ausführungsform ist. Wenn ein geeigneter Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt ist, wobei der Anker 30 in der neutralen Position gehalten ist, wird eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 so ausgeübt, daß der Anker 30 in Richtung des oberen Kerns 32 durch die elektromagnetische Kraft gezogen wird. Wenn somit in der Magnetventilvorrichtung 10 der Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt wird, bewegt sich der Anker 30 hoch zu dem oberen Kern 32 zusammen mit der Ankerwelle 28 und der Ventilwelle 20 und das Ventilelement 18 bewegt sich abhängig von der Bewegung des Ankers 30 so nach oben, daß die Fluidpassage zwischen dem Einlaß 14 und der Brennkammer 16 geschlossen wird.
Nachfolgend wird eine Position des Ventilelementes 18, in der das Ventilelement 18 die Fluidpassage vollständig verschließt, als "Ventil-geschlossen-Position" bezeichnet. Auf ähnliche Weise wird eine Position des Ventilelementes 18, in der das Ventilelement 18 die Fluidpassage voll öffnet als "Ventil-offen-Position bezeichnet.
Bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform treten während der Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position die folgenden Phänomene nacheinander auf:

(1) Das Ventilelement 18 bewegt sich zusammen mit der Ventilwelle 20 und der Ankerwelle 28 nach oben.
(2) Der untere Halter 24 an der Ventilwelle 20 schlägt auf das Gelteil 64 auf.
(3) Das Ventilelement 18 bewegt sich in die Ventilgeschlossen-Position, wobei das Gelteil 64 durch den unteren Halter 24 verformt wird und die Ankerwelle 28 wird von der Ventilwelle 20 getrennt und bewegt sich weiter nach oben, bis der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert.

Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ein geeigneter Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt wird, kann sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position in der oben beschriebenen Weise bewegen.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 10 das Gelteil 64 verformt wird, nachdem der untere Halter 24 auf das Gelteil 64 aufschlägt, wird die mechanische Energie des Aufpralls wirksam aufgrund der Verformung des Gelteils 64 aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes 18 wird rasch verringert durch die Aufnahme der Aufprallenergie und es ist bei der Magnetventilvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Aufprallgeräusch wirksam zu verringern, wenn das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht.
Wenn das Gelteil 64 verformt wird, nachdem der untere Halter 24 auf das Gelteil 64 aufschlägt, wandelt das Gelteil 64 einen Teil der mechanischen Energie des Aufpralls in eine thermische Energie um. In dem Gelteil 64 wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Aufprallenergie wird aufgrund der Verformung des Gelteils 64 aufgenommen. Die auf das Gelteil 64 durch den unteren Halter 24 aufgebrachte mechanische Energie wird aufgrund der Verteilung der thermischen Energie im Gelteil 64 wirksam verringert. Somit ist es nicht notwendig, die untere Feder 26 mit einer hohen Federkonstante auszustatten, da das Gelteil 64 vorhanden ist und die untere Feder 26, welche eine relativ geringe Stellkraft erzeugt, kann für die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist wirksam dahingehend, das Ventilelement 18 stabil in der Ventil-geschlossen-Position zu halten.
wenn bei der Magnetventilvorrichtung 10 der Anker 30 den oberen Kern 32 erreicht, wird eine Aufprallenergie durch den Anker 30 auf den oberen Kern 32 aufgebracht. Wie oben beschrieben ist der obere Kern 32 leicht innerhalb des Kernbefestigungsabschnittes 54 in Axialrichtung der Vorrichtung 10 beweglich. Das Gelteil 62 wird zu diesem Zeitpunkt durch die Aufwärtsbewegung des Ankers 30 verformt. Somit wird die Aufprallenergie, die erzeugt wird, wenn der Anker 30 den oberen Kern 32 berührt, aufgrund der Verformung des Gelteils 62 wirksam aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ankers 30 wird durch Aufnahme der Aufschlagenergie rasch verringert und es ist in der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Aufprallgeräusche zu verringern, wenn der Anker 30 den oberen Kern 32 erreicht.
Nachdem der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert, wirkt nur die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 in eine Richtung nach unten zu schieben, um den Anker 30 vom oberen Kern 32 zu trennen. Die Gelteile 62 und 64 wirken dahingehend, die Aufprallenergie des Ankers 30 am oberen Kern 32 aufzunehmen. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der oberen Spule 36 zuzuführen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der aufprallaufneh menden Feder zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung.
Wenn eine elektromagnetische Kraft, die größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 ausgeübt wird, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 32 ist, ist es für die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. In der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann die obere Feder 72, welche eine relativ geringe Stellkraft schafft, aufgrund des Gelteils 62 verwendet werden. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur wirksam hinsichtlich einer Verringerung des Aufprallgeräusches sondern auch wirksam beim Verringern des Energieverbrauchs.
Wenn der Erregerstrom, der der oberen Spule 38 zugeführt wird, unterbrochen wird, wobei das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position gehalten wird, beginnt der Anker 30 sich in 1 nach unten zusammen mit der Ankerwelle 28 und der Ventilwelle 20 aufgrund der Stellkraft der unteren Feder 72 zu bewegen. Bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beginnt die Zufuhr des Erregerstroms an die untere Spule 38 zu einem geeigneten Zeitpunkt. Eine elektromagnetische Kraft zum Schieben des Ankers 30 in 1 nach unten wird zwischen dem Anker und dem unteren Kern 34 aufgebracht und die Bewegung des Ankers 30 kann fortgeführt werden, bis der Anker 30 den unteren Kern 34 kontaktiert.
Bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform treten während der Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-offen-Position die folgenden Phänomene nacheinander auf: (1) Das Ventilelement 18 bewegt sich zusammen mit der Ventilwelle 20 und der Ankerwelle 28 nach unten.
(2) Der obere Halter 70 an der Ankerwelle 28 schlägt auf das Gelteil 62 auf.
(3) Das Ventilelement 18 bewegt sich nach unten in die Ventil-offen-Position, wobei das Gelteil 62 durch den oberen Halter 70 verformt wird. Die Ankerwelle 28 kontaktiert die Ventilwelle 20 und der Anker 30 bewegt sich weiter nach unten, bis der Anker 30 auf den unteren Kern 34 aufschlägt.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ein geeigneter Erregerstrom der unteren Spule 38 zugeführt wird, kann sich das Ventilelement 18 nach unten auf die oben beschriebene Weise in die Ventil-offen-Position bewegen.
wenn bei der Magnetventilvorrichtung 10 das Gelteil 62 verformt wird, nachdem der obere Halter 70 auf das Gelteil 62 aufgeschlagen hat, wird die mechanische Energie des Aufpralls aufgrund der Verformung des Gelteils 62 wirksam aufgenommen. Die Geschwindigkeit der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 wird durch die Aufnahme der Aufschlagenergie rasch verringert und es ist möglich mit der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform, wirksam Aufprallgeräusche zu verringern, wenn das Ventilelement 18 die Ventil-offen-Position erreicht.
Wenn das Gelteil 62 verformt wird, nachdem der obere Halter 70 auf das Gelteil 62 aufschlägt, wandelt das Gelteil 62 einen Teil der mechanischen Energie des Aufpralls in thermische Energie um. In dem Gelteil 62 wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Auf prallenergie wird aufgrund der Verformung des Gelteils 62 aufgenommen. Die dem Gelteil 62 durch den oberen Halter 70 auferlegte mechanische Energie wird wirksam aufgrund der Verteilung der thermischen Energie im Gelteil 62 verringert. Somit ist es nicht notwendig, die obere Feder 72 aufgrund des Gelteils 62 mit einer hohen Federkonstanten auszustatten und die obere Feder 72, welche eine relativ geringe Stellkraft bereitstellt, kann für die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden. Die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform ist wirksam dahingehend, das Ventilelement 18 stabil in der Ventil-offen-Position zu halten.
Wenn in der Magnetventilvorrichtung 10 der Anker 30 den unteren Kern 34 erreicht, wird dem unteren Kern 34 durch den Anker 30 eine Aufprallenergie verliehen. Wie oben beschrieben, so ist der untere Kern 34 leicht innerhalb des Kernbefestigungsabschnittes 58 in axialer Richtung der Vorrichtung 10 beweglich. Das Gelteil 64 wird zu diesem Zeitpunkt durch die nach unten gerichtet Bewegung des Ankers 30 verformt. Somit wird die Aufprallenergie, die erzeugt wird, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 34 aufschlägt, aufgrund der Verformung des Gelteils 64 wirksam aufgenommen. Die Geschwindigkeit der nach unten gerichteten Bewegung des Ankers 30 wird durch die Aufnahme der Aufschlagenergie rasch verringert und es ist möglich, bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung die Aufprallgeräusche wirksam zu verringern, wenn der Anker 30 den unteren Kern 34 erreicht.
Nachdem der Anker 30 den unteren Kern 34 kontaktiert hat, wirkt die Stellkraft der unteren Feder 26 dahingehend, den Anker 30 in eine Richtung nach oben zu schieben, um den Anker 30 von dem unteren Kern 34 zu trennen. Die Gelteile 62 und 64 wirken dahingehend, die Aufprall energie des Ankers 30 auf den unteren Kern 34 aufzunehmen. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der unteren Spule 38 zuzuführen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position zu halten.
Wenn eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der unteren Feder 26 ist, zwischen Anker 30 und unterem Kern 34 aufgebracht wird, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem unteren Kern 34 ist, ist es bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position zu halten. Bei der Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann eine untere Feder 28, welche eine relativ geringe Stellkraft aufbringt, aufgrund des Gelteiles 64 verwendet werden. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, daß sie Aufprallgeräusche verringert, sondern auch wirksam dahingehend, daß sie den Energieverbrauch verringert.
Wenn in der oben beschriebenen Ausführungsform sich das Ventilelement 18 in die Ventil-geschlossen-Position bewegt, wandeln die Gelteile 62 und 64 einen Teil der mechanischen Energie des Aufpralls des Ankers 30 auf einen der oberen und unteren Kerne 32 und 34 in thermische Energie um. Die Gelteile 62 und 64 wandeln einen Teil der mechanischen Energie des Aufschlags der Halter 70 und 24 auf die Gelteile 62 und 64 in thermische Energie um. In den Gelteilen 62 und 64 wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Aufprallenergie wird aufgrund der Verformung der Gelteile 62 und 64 aufgenommen. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der oberen Spule 36 zuzuführen, um das Ventilelement in der Ventilgeschlossen-Position entgegen der Stellkraft der Aufprallaufnahmefeder zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der unteren Spule 38 zuzuführen, um das Ventilelement in der Ventil-offen-Position zu halten. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur effektiv hinsichtlich einer Verringerung von Aufprallgeräuschen, sondern auch effektiv hinsichtlich einer Verringerung des Energieverbrauchs.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung eines Gelteils, welches für die Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
2 ist eine Draufsicht auf ein Gelteil 74. 3 ist eine Querschnittsdarstellung durch das Gelteil 74 entlang einer Linie III–III in 2. Das Gelteil 74 in den 2 und 3 ist ein Beispiel, welches für die Gelteile 62 und 64 in der Magnetventilvorrichtung 10 geeignet ist.
Gemäß 2 ist das Gelteil 74 in Form einer runden Platte mit einer Durchgangsöffnung in der Mitte der runden Platte ausgebildet. Das Gelteil 74 hat eine Oberfläche, von der sich aus eine Mehrzahl von Vorsprüngen 76 radial von der Mitte des Gelteils 74 aus erstrecken. Das Gelteil 74 wird in der Magnetventilvorrichtung 10 so eingebaut, daß die Oberfläche des Gelteils 74 mit den Vorsprüngen 76 dem oberen Halter 70 oder dem unteren Halter 24 zuweist.
was das Gelteil 74 betrifft, wenn entweder der obere Halter 70 oder der untere Halter 24 auf das Gelteil 74 auftreffen, werden die Vorsprünge 76 an dem Gelteil 74 leicht und wirksam verformt. Die mechanische Energie des Aufpralls wird wirksam aufgrund der Verformung des Gelteils 74 aufgenommen. Die Aufprallenergie wird in hohem Maße in thermische Energie umgewandelt, was durch die Vorsprünge 76 erfolgt. Die Magnetventilvorrichtung 10 mit dem Gelteil 74 ist in der Lage, Aufprallgeräusche wirksam zu verringern und den Energieverbrauch wirksam zu verringern.
4 zeigt ein weiteres Beispiel eines Gelteils, welches für die Magnetventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
4 ist eine Draufsicht auf ein Gelteil 78. 5 ist eine Querschnittsdarstellung durch das Gelteil 78 entlang einer Linie IV–IV in 4. Das Gelteil 78 gemäß den 4 und 5 ist ein weiteres Beispiel, welches für die Gelteile 62 und 64 in der Magnetventilvorrichtung geeignet ist.
Wie in 4 gezeigt, ist das Gelteil 78 in Form einer runden Platte mit einer Durchgangsöffung in der Mitte der runden Platte ausgebildet Das Gelteil 78 hat eine Oberfläche, auf der eine Mehrzahl von Vorsprüngen 80 nebeneinander umfangsseitig um den Mittelpunkt des Gelteils 78 vorgesehen sind. Das Gelteil 78 wird in der Magnetventilvorrichtung 10 so eingebaut, daß die Oberfläche des Gelteils 78, welche die Vorsprünge 80 hat, dem oberen Halter 24 gegenüberliegt.
Ähnlich zu dem Gelteil 74 wird bei dem Gelteil 78, wenn entweder der obere Halter 70 oder der untere Halter 24 auf das Gelteil 78 aufschlägt, eine leichte und wirksame Verformung der Vorsprünge 80 am Gelteil 78 bewirkt. Die mechanische Energie des Aufpralls wird wirksam aufgrund der Verformung des Gelteils 78 aufgenommen. Die Aufprallenergie wird zum größten Teil in thermische Energie aufgrund der Vorsprünge 80 umgewandelt. Dies ist für die Magnetventilvorrichtung 10 möglich, da sie das Gel teil 78 hat, wirksam Aufprallgeräusche und wirksam Energieverbrauch zu verringern.
6 zeigt eine zweiten Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Grundsätze der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
In 6 sind Teile, welche gleich zu denjenigen in 1 sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht mehr.
Gemäß 6 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 90 dieser Ausführungsform das Gelteil 62, welches gleich zu demjenigen wie in der Magnetventilvorrichtung 10 von 1 ist. Die Magnetvorrichtung 90 beinhaltet ein Gelteil 92 anstelle des Gelteiles 64 in der Magnetventilvorrichtung von 1. Die Magnetventilvorrichtung 90 hat zusätzlich zu den Gelteilen 62 und 92 ein Gelteil 94.
Das Gelteil 92 ist in dem Gelbefestiungsabschnitt 60 des unteren Gehäuses 52 angeordnet. Das Gelteil 92 ist in Form einer ringförmigen Platte mit einer Durchgangsöffnung in der Mitte der Platte ausgebildet. Somit berührt in dieser Ausführungsform der untere Halter 24 nicht das Gelteil 92. Das Gelteil 92 ist so geformt, daß es sich an die Form des Gelbefestigungsabschnittes 60 anpaßt. Die Ankerwelle 28 läuft durch die Durchgangsöffnungen sowohl des Gelteils 62 als auch des Gelteils 92. Das Gelteil 94 ist oberhalb der Oberseite der Ankerwelle 28 (und unterhalb des Justierbolzens 68) so angeordnet, daß die Oberseite der Ankerwelle 28 das Gelteil 94 berührt, wenn das Ventilelement 18 nahe an der Ventil-geschlossen-Position ist.
Ähnlich zu der Magnetventilvorrichtung 10 von 1 wird in der Magnetventilvorrichtung 90, wenn ein geeigne ter Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt wird, eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 aufgebracht und das Ventilelement 18 kann sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegen.
Bei der Magnetventilvorrichtung 90 dieser Ausführungsform treten die nachfolgenden Phänomene nacheinander während der Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position auf:

(1) Das Ventilelement 18 bewegt sich zusammen mit der Ventilwelle 20 und der Ankerwelle 28 nach oben.
(2) Die Ankerwelle 28 schlägt auf das Gelteil 94 auf.
(3) Das Ventilelement 18 bewegt sich weiterhin nach oben, wobei das Gelteil 94 durch die Ankerwelle 28 verformt wird.
(4) Das Ventilelement 18 bewegt sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position. Die Ankerwelle 28 trennt sich von der Ventilwelle 20, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat und die Ankerwelle 28 bewegt sich weiter nach oben, wobei das Gelteil 94 verformt wird, bis der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert.

Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 90 dieser Ausführungsform ein geeigneter Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt wird, kann sich das Ventilelement 18 nach oben in der oben beschriebenen Weise in die Ventil-geschlossen-Position bewegen.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 90 das Gelteil 94 durch die Ankerwelle 28 verformt wird, wird die mecha nische Energie des Aufpralls wirksam aufgrund einer Verformung des Gelteils 94 aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes 18 wird rasch durch die Aufnahme der Aufschlagenergie verringert und es ist bei der Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform möglich, Aufschlaggeräusche wirksam zu verringern, wenn das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht.
Bei der Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform wird die Ankerwelle 28 von der Ventilwelle 20 getrennt, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat und die Ankerwelle 28 bewegt sich weiter nach oben, wobei das Gelteil 94 verformt wird, bis der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert. Nachdem der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert hat, wird die Aufprallenergie im oberen Kern 32 durch den Anker 30 übergeben. Diese Aufprallenergie wird aufgrund der Verformung des Gelteiles 94, sowie durch die Verformung des Gelteiles 62 wirksam aufgenommen. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform möglich, noch weiter Aufprallgeräusche zu verringern, nachdem der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert.
Nachdem der Anker 30 den oberen Kern 32 kontaktiert hat, wirkt nur die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 in eine Richtung nach unten zu schieben, um den Anker 30 vom oberen Kern 32 zu trennen. Die Gelteile 62 und 94 wirken dahingehend, die Aufprallenergie des Ankers 30 am oberen Kern 32 aufzunehmen, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 32 ist. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der oberen Spule 36 zuzuführen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der Auf prallaufnahmefeder zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung.
Wenn eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 aufgebracht wird, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 32 ist, ist es der Magnetventilvorrichtung 90 dieser Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Bei der Magnetventilvorrichtung 90 dieser Ausführungsform kann die obere Feder 72, welche eine relativ geringe Stellkraft erzeugt, aufgrund der Gelteile 62 und 94 verwendet werden. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam hinsichtlich einer Verringerung des Aufprallgeräusches, sondern auch wirksam hinsichtlich einer Verringerung des Energieverbrauchs.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform der Erregerstrom der oberen Spule 36 unterbrochen wird und die Zufuhr des Erregerstroms an die untere Spule 38 mit einem entsprechenden Zeitverhalten begonnen wird, wird eine elektromagnetische Kraft zum Schieben des Ankers 30 in 6 nach unten zwischen dem Anker 30 und dem unteren Kern 34 erzeugt und das Ventilelement 18 kann sich nach unten in die Ventil-offen-Position bewegen. während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-offen-Position wirken die Gelteile 62 und 92 dahingehend, die Aufprallenergie des oberen Halters 70 aufzunehmen und das Gelteil 62 nimmt die Aufprallenergie des Ankers 30 und des unteren Kerns 34 auf gleiche Weise wie die Gelteile 62 und 64 in der Magnetventilvorrichtung 10 von 1 auf. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventil-offen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, daß Aufprallgeräusche verringert werden, sondern auch wirksam dahingehend, daß der Energieverbrauch verringert wird.
Demzufolge ist es bei der Magnetventilvorrichtung 90 der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt möglich, Aufprallgeräusche wirksam zu verringern und den Energieverbrauch wirksam zu verringern.
7 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Grundsätze der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 7 sind Elemente, welche gleich entsprechender Elemente in 1 sind, mit gleichem Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 7 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 100 dieser Ausführungsform das Gelteil 62, welches gleich wie das in der Magnetventilvorrichtung 10 von 1 ist. Die Magnetventilvorrichtung 100 beinhaltet das Gelteil 92 anstelle des Gelteils 64 in der Magnetventilvorrichtung 10 von 1. Die Magnetventilvorrichtung 100 beinhaltet eine Feder 102 und ein Gelteil 104 zusätzlich zu den Gelteilen 62 und 92.
Das Gelteil 92 in der Magnetventilvorrichtung 100 von 7 ist das gleiche wie das Gelteil 92 in der Magnetventilvorrichtung 90 von 6 und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht. Die Feder 102 liegt unterhalb des Justierbolzens 68 und das Gelteil 104 liegt zwischen der Feder 102 und der Oberseite der Ankerwelle 28. Die Oberseite der Ankerwelle 28 kontaktiert das Gelteil 104, wenn das Ventilelement 18 nahe an der Ventil-geschlossen-Position ist.
Die Magnetventilvorrichtung 100 dieser Ausführungsform hat den gleichen Aufbau wie die Ausführungsform von 6 mit der Ausnahme, daß die Magnetventilvorrichtung 100 die Feder 102 und das Gelteil 104 enthält. Bei der Magnetventilvorrichtung 100 der vorliegenen Ausführungsform haben die Feder 102 und das Gelteil 104 die gleiche Funktion wie das Gelteil 94 in der Ausführungsform von 6 .
Demzufolge, wenn bei der Magnetventilvorrichtung 100 dieser Ausführungsform das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt, ist es möglich, wirksam Aufprallgeräusche zu verringern und wirksam den Energieverbrauch zu verringern.
8 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 8 sind Elemente, welche gleich entsprechenden Elementen in 1 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 8 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 110 dieser Ausführungsform einen oberen Kern 112 und einen unteren Kern 114. Der obere Kern 112 beinhaltet die obere Spule 36, die im oberen Kern 112 enthalten ist und der untere Kern 114 beinhaltet die untere Spule 38, welche in dem unteren Kern 114 enthalten ist. In der Magnetventilvorrichtung 110 sind ein Gelteil 116 zwischen der oberen Spule 36 und dem Anker 30 und ein Gelteil 118 zwischen der unteren Spule 38 und dem Anker 30 zusätzlich zu den Elementen der Ausführungsform von 1 vorgesehen.
9 ist eine vergrößerte Darstellung der unteren Spule 38 in dem unteren Kern 114 der Magnetventilvorrichtung 110 in B. Wie in 9 gezeigt, beinhaltet der untere Kern 114 einen Gelbefestigungsabschnitt 120 oberhalb der unteren Spule 38. Der Gelbefestigungsabschnitt 120 hat eine Breite, die etwas größer als eine Breite der unteren Spule 38 ist. In dem Gelbefestigungsabschnitt 120 sind das Gelteil 118 und eine nichtmagnetische Metallplatte 122 aufgenommen. Das Gelteil 118 ist auf dem unteren Kern 114 so angeordnet, daß das Gelteil 118 etwas über die Oberseite des unteren Kerns 114 vorsteht. Somit nimmt das Gelteil 118 wirksam die Aufprallenergie auf, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 114 trifft. Die Metallplatte 122 ist ein ringförmiges Bauteil aus einem nichtmagnetischen Metallmaterial und die Magnetplatte 122 liegt zwischen dem Gelteil 118 und der unteren Spule 138.
Bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform enthält die untere Spule 38 einen Spulenkörper (nicht gezeigt) aus Kunststoffmaterial. Es ist wünschenswert, zu vermeiden, daß die untere Spule 38 einer hohen Druckbelastung ausgesetzt wird, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 114 auftrifft. Die Metallplatte 122 ist zwischen dem Gelteil 118 und der unteren Spule 38 vorgesehen. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform möglich, zu verhindern, daß die untere Spule 38 des unteren Kerns 114 durch den Anker 30 stark zusammengedrückt wird, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 114 auftrifft und es ist dem Gelteil 118 möglich, wirksam die Aufprallenergie aufzunehmen, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 114 auftrifft.
Bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenen Ausführungsform ist der obere Kern 112 in gleicher weise wie der untere Kern 114 von 9 ausgebildet. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 110 dieser Ausführungsform möglich, zu verhindern, daß die obere Spule 36 des oberen Kerns 112 durch den Anker 30 stark zusammenge drückt wird, wenn der Anker 30 auf den oberen Kern 112 auftrifft und es ist dem Gelteil 116 möglich, wirksam die Aufprallenergie aufzunehmen, wenn der Anker 30 auf den oberen Kern 112 aufschlägt.
Ähnlich zur Ausführungsform von 1 wird in der Magnetventilvorrichtung 110 von 8, wenn ein geeigneter Erregerstrom der oberen Spule 36 zugeführt wird, eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 112 aufgebracht und das Ventilelement 18 kann sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegen.
Bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform treten die folgenden Phänomene während der Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position nacheinander auf:

(1) Das Ventilelement 18 bewegt sich zusammen mit der Ventilwelle 20 und der Ankerwelle 28 nach oben.
(2) Der Anker 30 schlägt auf das Gelteil 116 auf.
(3) Das Ventilelement 18 bewegt sich weiter nach oben, wobei das Gelteil 116 durch den Anker 30 verformt wird.
(4) Das Ventilelement 18 bewegt sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position. Die Ankerwelle 28 wird von der Ventilwelle 20 getrennt, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat und die Ankerwelle 28 und der Anker 30 bewegen sich weiterhin nach oben, wobei das Gelteil 116 verformt wird, bis der Anker 30 den oberen Kern 112 kontaktiert.

Wenn bei der Magnetvorrichtung 110 das Gelteil 116 durch den Anker 30 deformiert wird, wird die mechanische Energie des Aufpralls wirksam aufgrund der Verformung des Gelteils 116 aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes 18 wird rasch verringert aufgrund der Aufnahme der Aufprallenergie und es ist bei der Magnetventilvorrichtung 110 dieser Ausführungsform möglich, wirksam Aufprallgeräusche zu verringern, wenn das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht und wenn der Anker 30 auf den oberen Kern 112 aufschlägt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 110 dieser Ausführungsform wirkt, nachdem der Anker 30 den oberen Kern 112 kontaktiert, nur die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 nach unten zu schieben, um den Anker 30 vom oberen Kern 112 zu trennen. Das Gelteil 116 wirkt dahingehend, die Aufprallenergie des Ankers 30 am oberen Kern 112 aufzunehmen, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 112 ist. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom der oberen Spule 36 zuzuführen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der aufprallaufnehmenden Feder zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung.
Wenn eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 zwischen Anker 30 und oberem Kern 112 aufgebracht wird, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 112 ist, ist es der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Bei der Magnetventilvorrichtung 110 dieser Ausführungsform kann eine obere Feder 72 mit einer relativ geringen Stellkraft aufgrund des Gelteils 116 verwendet werden. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, Aufprallgeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn der Erregerstrom, der der oberen Spule 36 zugeführt wird, unterbrochen wird, und die Zufuhr des Erregerstroms an die untere Spule 38 mit einem geeigneten Zeitvehalten begonnen wird, eine elektromagnetische Kraft zum Schieben des Ankers 30 in 8 nach unten zwischen dem Anker und dem unteren Kern 114 ausgeübt und das Ventilelement 18 kann sich nach unten in die Ventil-offen-Position bewegen. Während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventiloffen-Position wirkt das Gelteil 118 dahingehend, die Aufschlagenergie des oberen Halters 70 aufzunehmen und das Gelteil 62 nimmt die Aufschlagenergie des Ankers 30 und des unteren Kerns 114 auf gleiche Weise wie die Gelteile 62 und 64 in der Magnetventilvorrichtung von 1 auf. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventiloffen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Aufprallgeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Wenn demzufolge bei der Magnetventilvorrichtung 110 der vorliegenden Ausführungsform das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt, ist es möglich, wirksam die Aufprallgeräusche und wirksam den Energieverbrauch zu verringern.
10 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 10 sind Elemente, welche gleich zu entsprechenden Elementen in 1 sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 10 beinhaltet die Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform einen oberen Kern 132 und einen unteren Kern 134. Der obere Kern 132 beinhaltet eine obere Spule 136, die im oberen Kern 132 aufgenommen ist und beinhaltet eine untere Spule 138, welche in dem unteren Kern 134 aufgenommen ist. In der Magnetventilvorrichtung 130 sind ein Gelteil 140 an der Oberseite der oberen Spule 136, ein Gelteil 142 an der Unterseite der oberen Spule 136, ein Gelteil 146 an der Oberseite der unteren Spule 138 und ein Gelteil 148 an der Unterseite der unteren Spule 138 vorgesehen.
11 ist eine vergrößerte Darstellung der unteren Spule 138 im unteren Kern 134 der Magnetventilvorrichtung 130 von 10. Wie in 11 gezeigt, beinhaltet der untere Kern 134 die untere Spule 138, das Gelteil 146 und das Gelteil 148. Das Gelteil 146 ist auf der Oberseite des unteren Kerns 134 so angeordnet, daß das Gelteil 146 leicht über die Oberseite des unteren Kerns 134 vorsteht. Das Gelteil 148 ist an der Bodenseite der unteren Spule 138 innerhalb des unteren Kerns 134 vorgesehen. Somit nehmen die Gelteile 146 und 148 wirksam die Aufprallenergie auf, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 134 aufschlägt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform haben das Gelteil 146, die untere Spule 138 und das Gelteil 148 im wesentlichen die gleiche Breite. Wenn somit der Anker 30 auf den unteren Kern 134 aufschlägt, wird die Aufprallenergie vom Gelteil 146 auf das Gelteil 148 über die untere Spule 138 übertragen. Somit nehmen die Gelteile 146 und 148 wirksam die Aufprallenergie auf, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 134 aufschlägt.
In der Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform beinhaltet die untere Spule 138 einen Spulenkörper 150 aus nichtmagnetischem metallischem Material um die untere Spule 138 herum angeordnet. Der Spulenkörper 150 schafft einen geeigneten Wert an Steifigkeit und Haltbarkeit für die untere Spule 138, wenn der untere Kern 134 einer hohen Druckbelastung unterworfen wird, Der Spulenkörper 150 ist zwischen dem Gelteil 146 und der unteren Spule 138 und zwischen der unteren Spule 138 und dem Gelteil 148 angeordnet. Bei der Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform ist es somit möglich, zu verhindern, daß die untere Spule 138 des unteren Kerns 134 durch den Anker 30 stark zusammengedrückt wird, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 134 aufschlägt und es ist möglich, daß die Gelteile 146 und 148 wirksam die Aufschlagenergie aufnehmen, wenn der Anker 30 auf den unteren Kern 134 aufschlägt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform ist der obere Kern 132 auf gleiche Weise wie der untere Kern 134 von 11 aufgebaut. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform möglich, zu verhindern, daß die obere Spule 136 des oberen Kerns 132 durch den Anker 30 stark zusammengedrückt wird, wenn der Anker 30 auf den oberen Kern 132 aufschlägt und es ist für die Gelteile 140 und 142 möglich, die Aufschlagenergie wirksam aufzunehmen, wenn der Anker 30 auf den oberen Kern 132 aufschlägt.
Ähnlich zur Ausführungsform von 1 wird bei der Magnetventilvorrichtung 130 von 10, wenn ein geeigneter Erregerstrom der oberen Spule 136 zugeführt wird, eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 132 ausgeübt und das Ventilelement 18 kann sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegen.
Bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform treten die folgenden Phänomene nacheinander während der Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position auf:

(1) Das Ventilelement 18 bewegt sich zusammen mit der Ventilwelle 20 und der Ankerwelle 28 nach oben.
(2) Der Anker 30 schlägt auf das Gelteil 142 auf.
(3) Das Ventilelement 18 bewegt sich weiter nach oben, wobei die Gelteile 140 und 142 durch den Anker 30 verformt werden.
(4) Das Ventilelement 18 bewegt sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position. Die Ankerwelle 28 wird von der Ventilwelle 20 getrennt, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat und die Ankerwelle 28 und der Anker 30 bewegen sich weiter nach oben, wobei die Gelteile 140 und 142 verformt werden, bis der Anker 30 den oberen Kern 132 kontaktiert.

Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 130 die Gelteile 140 und 142 durch den Anker 30 verformt werden, wird die mechanische Energie des Aufpralls wirksam aufgrund der Verformung der Gelteile 140 und 142 aufgenommen. Die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes 18 wird durch die Aufnahme der Aufschlagenergie rasch verringert und es ist der Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform möglich, wirksam Aufschlaggeräusche zu verringern, wenn das Ventilelement 18 die Ventil-ge schlossen-Position erreicht und wenn der Anker 30 am oberen Kern 132 anschlägt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform wirkt nur, nachdem der Anker 30 den oberen Kern 132 kontaktiert, die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 nach unten zu schieben, um den Anker 30 vom oberen Kern 132 zu trennen. Die Gelteile 140 und 142 wirken dahingehend, die Aufschlagenergie des Ankers 30 auf den oberen Kern 132 aufzunehmen, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 132 ist. Es ist nicht notwendig, eine große Menge an Erregerstrom der oberen Spule 136 zuzuführen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der Aufprallaufnahmefeder zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung.
Wenn eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen Anker 30 und oberen Kern 132 ausgeübt wird, wenn der Anker 30 in Kontakt mit dem oberen Kern 32 ist, ist es der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Ventilelememt 18 stabil in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform kann die obere Feder 72 mit einer relativ geringen Rückstellkraft aufgrund der Gelteile 140 und 142 verwendet werden. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, Aufprallgeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Wenn bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform der der oberen Spule 136 zugeführte Erregerstrom unterbrochen wird und die Zufuhr von Erregerstrom an die untere Spule 138 zu einem geeigneten Zeitpunkt begonnen wird, wird eine elektromagnetische Kraft zum Schieben des Ankers 30 in 10 nach unten zwischen dem Anker und dem unteren Kern 134 aufgebracht und das Ventilelement 18 kann sich nach unten in die Ventil-offen-Position bewegen. Während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventiloffen-Position wirken die Gelteile 146 und 148 dahingehend, die Aufprallenergie des Ankers 30 und des unteren Kerns 134 auf gleiche Weise wie die Gelteile 140 und 142 aufzunehmen. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventil-offen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 130 dieser Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Wenn somit bei der Magnetventilvorrichtung 130 der vorliegenden Ausführungsform das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt, ist es möglich, die Aufschlaggeräusche wirksam zu verringern und auch wirksam den Energieverbrauch zu verringern.
Nachfolgend zeigt 12 eine sechste Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzpien der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 12 sind Elemente, welche gleich zu entsprechenden Elementen in 6 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 12 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 160 der vorliegenden Ausführungsform eine Ventilwelle 162 und eine Ankerwelle 164, welche einstöckig ausgebildet sind. Die Ventilwelle 162, die Ankerwelle 164 und der obere Kern 32 sind so ausgebildet, daß ein bestimmter Freiraum zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 er zeugt wird, wenn das Ventilelement 18 sich in die Ventilgeschlossen-Position hochbewegt. Somit kontaktiert in dieser Ausführungsform der Anker 30 nicht den oberen Kern 32, wenn das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 160 dieser Ausführungsform schlägt der Anker 30 nicht am oberen Kern 32 an, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt, so daß kein lautes Aufprallgeräusch erzeugt wird. Die Magnetventilvorrichtung 160 beinhaltet kein Element, das dafür vorgesehen ist, die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Ankers 30 zu verringern, bevor das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht. Es ist jedoch möglich, daß die Magnetventilvorrichtung 160 der vorliegenden Ausführungsoform Aufprallgeräusche verringert, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt.
Wenn in der Magnetventilvorrichtung 160 der vorliegenden Ausführungsform, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat, wirkt nur die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 in der 12 nach unten zu schieben. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom an die obere Spule 36 anzulegen, um das Ventilelement 18 entgegen der Stellkraft der aufprallaufnehmenden Feder in der Ventil-geschlossen-Position zu halten, wie bei einer herkömmlichen Magnetventilvorrichtung. Wenn in diesem Zustand eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 wirkt, ist es bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform möglich, stabil das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 160 der vor liegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Bei der Magnetventilvorrichtung 160 dieser Ausführungsform wirken das Gelteil 62 und das Gelteil 92 dahingehend, die Aufschlagenergie des Ankers 30 und des unteren Kerns 34 auf gleiche Weise entsprechend den Bauteilen in den Ausführungsformen der 6 und 7 während der Aufwärtsbewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position und während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-offen-Position aufzunehmen. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventil-offen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 160 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
13 zeigt nachfolgend eine siebte Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 13 sind diejenigen Elemente, welche gleich entsprechenden Elementen in 8 oder 12 sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 13 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform die Ventilwelle 162 und die Ankerwelle 164, welche gleich wie entsprechende Elemente in der Ausführungsform von 12 sind. Die Ventilwelle 162 und die Ankerwelle 164 sind einstöckig miteinander ausgebildet. Die Ventilwelle 162, die Ankerwelle 164 und der obere Kern 32 sind so ausgelegt, daß ein bestimmter Freiraum zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 erzeugt wird, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt. Somit berührt in dieser Ausführungsform der Anker 30 den oberen Kern 32 nicht, wenn das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt. In der Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform schlägt der Anker 30 nicht an dem oberen Kern 32 an, wenn sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt, so daß kein lautes Aufschlaggeräusch erzeugt wird. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform möglich, die Aufschlaggeräusche zu verringern, wenn sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt.
Nachdem bei der Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat, wirkt nur die Stellkraft der oberen Feder 72, um den Anker 30 in 13 nach unten zu schieben. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom an die obere Spule 36 anzulegen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der Aufprallaufnahmefeder zu halten, wie bei herkömmlichen Magnetventilvorrichtungen. Wenn in diesem Zustand eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 132 angelegt wird, ist es der Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 stabil in der Ventil-geschlossen-Position zu halten. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Abschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform ist das Gelteil 118 zwischen der unteren Spule 38 und dem Anker 30 am unteren Kern 114 vorgesehen. Das Gelteil 118 in dieser Ausführungsform wirkt dahingehend, die Aufschlagenergie des Ankers 30 und des unteren Kerns 114 auf gleiche Weise wie entsprechende Elemente in der Ausführungsform von 8 während der nach aufwärts gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position und während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-offen-Position aufzunehmen. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventil-offen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 170 dieser Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Aufprallgeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
14 zeigt eine achte Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet. In 14 sind Elemente gleich entsprechenden Elementen in 10 und 12 mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine Beschreibung hiervon erfolgt nicht.
Gemäß 14 beinhaltet eine Magnetventilvorrichtung 180 dieser Ausführungsform die Ventilwelle 162 und die Ankerwelle 64, welche gleich entsprechenden Elementen in den Ausführungsformen von 12 und 13 sind. Die Ventilwelle 162 und die Ankerwelle 164 sind einstöckig miteinander ausgebildet. Die Ventilwelle 162, die Ankerwelle 164 und der obere Kern 32 sind so ausgebildet, daß ein bestimmter Abstand zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 erzeugt wird, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt.
Somit berührt in dieser Ausführungsform der Anker 30 den oberen Kern 32 nicht, wenn das Ventilelement 18 die Fluidpassage öffnet und schließt.
Bei der Magnetventilvorrichtung 180 der vorliegenden Ausführungsform schlägt der Anker 30 nicht an dem oberen Kern 32 an, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt und somit wird kein lautes Aufschlaggeräusch erzeugt. Somit ist es bei der Magnetventilvorrichtung 180 dieser Ausführungsform möglich, das Aufschschlaggeräusch zu verringern, wenn sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt.
Nachdem in der Magnetventilvorrichtung 180 dieser Ausführungsform das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position erreicht hat, wirkt nur die Stellkraft der oberen Feder 72 dahingehend, den Anker 30 in 14 nach unten zu schieben. Es ist nicht notwendig, einen hohen Erregerstrom an die obere Spule 36 anzulegen, um das Ventilelement 18 in der Ventil-geschlossen-Position entgegen der Stellkraft der Aufprallaufnahmefeder zu halten, wie bei herkömmlichen Magnetventilvorrichtungen. Wenn in diesem Zustand eine elektromagnetische Kraft, welche größer als die Stellkraft der oberen Feder 72 ist, zwischen Anker 30 und oberem Kern 32 wirkt, ist es der Magnetventilvorrichtung 180 dieser Ausführungsform möglich, das Ventilelement 18 stabil in dem Ventil-geschlossen-Zustand zu halten. Somit ist die Magnetventilvorrichtung 180 der vorliegenden Erfindung nicht nur wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Bei der Magnetventilvorrichtung 180 der vorliegenden Ausführungsform sind das Gelteil 146 an der Oberseite der unteren Spule 138 und das Gelteil 148 an der Unterseite der unteren Spule 138 im unteren Kern 134 angeordnet. Die Gelteile 146 und 148 in dieser Ausführungsform wirken dahingehend, die Aufschlagenergie des Ankers 30 mit dem unteren Kern 134 auf gleiche Weise wie entsprechende Ele mente in der Ausführungsform von 10 während der nach oben gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-geschlossen-Position und während der nach unten gerichteten Bewegung des Ventilelementes 18 in die Ventil-offen-Position aufzunehmen. Wenn sich somit das Ventilelement 18 in die Ventil-offen-Position bewegt und das Ventilelement 18 in der Ventil-offen-Position gehalten wird, ist die Magnetventilvorrichtung 180 der vorliegenden Ausführungsform nicht nur wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern, sondern auch wirksam dahingehend, den Energieverbrauch zu verringern.
Nachfolgend erfolgt eine Beschreibung einer weiteren Ausführungsform einer Magnetventilvorrichtung, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beinhaltet, welche jedoch nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
Bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform ist eine Aufprallaufnahmeeinheit mit Silikonschaumteilen vorgesehen und die Silikonschaumteile sind anstelle der Gelteile in den Ausführungsformen der 1, 6 bis 8, 10 und 12 bis 14 vorgesehen.
Bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform werden die Silikonschaumteile dadurch hergestellt, daß ein bei Raumtemperatur aushärtendes Silikon mit einem Aufschäummittel gemischt wird und bewirkt wird, daß die Mischung und feine Luftbläschen hierin einen Silikonschaum bilden. Der sich ergebende Silikonschaum wird in einer Form ähnlich zur Form des Gelteils der 2 oder 5 ausgebildet.
Ähnlich zur Ausführungsform von 1 sind bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform der bewegliche Abschnitt mit dem Anker 30 und dem Ventilelement 18 und der feste Abschnitt mit dem oberen Kern 32 und dem unteren Kern 34 vorgesehen und das Ventilelement 18 öffnet und schließt die Fluidpassage zwischen dem Einlaß 14 und der Brennkammer 16, indem eine elektromagnetische Kraft entweder zwischen dem Anker 30 und dem oberen Kern 32 oder eine elektromagnetische Kraft zwischen dem Anker 30 und dem unteren Kern 34 aufgebracht wird. Bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform absorbiert, wenn das Ventilelement 18 sich nach oben in die Ventilgeschlossen-Position bewegt und wenn sich das Ventilelement 18 nach unten in die Ventil-offen-Position bewegt, die Aufprallaufnahmeeinheit mit den Silikonschaumteilen wirksam den Aufschlag von beweglichem Abschnitt auf festem Abschnitt.
Ähnlich zu den ersten bis achten Ausführungsformen ist es bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform möglich, Aufschlaggeräusche wirksam zu verringern, wenn sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt und wenn sich das Ventilelement 18 nach unten in die Ventil-offen-Position bewegt.
Wie oben beschrieben beinhalten die Silikonschaumteile der Aufprallaufnahmeeinheit in dieser Ausführungsform den Silikonschaum und die Luftblasen, die hierin enthalten sind. Im Falle der Gelteile 62 und 64 wie in der Ausführungsform von 1, so sind diese aus einem nicht aufgeschäumten Kunststoffmaterial im Gelzustand gebildet. Wenn die Gelteile 62 und 64 bei einem Aufschlag zwischen Anker und Kern einem Druck unterworfen werden, werden die Gelteile 62 und 64 verformt und wandeln einen Teil einer mechanischen Energie des Aufschlags in thermische Energie um. In den Gelteilen 62 und 64 wird die thermische Energie verteilt und die verbleibende Aufschlagenergie wird aufgrund der Verformung des nicht aufgeschäumten Kunststoffmaterials absorbiert. Im Gegensatz hierzu, wenn die Silikonschaumteile einem Druckaufschlag unterworfen werden, wird der Silikonschaum der Silikonschaumteile verformt und gleichzeitig werden die Luftbläschen im Silikonschaum zusammengedrückt. In den Silikonschaumteilen wird die Aufschlagenergie aufgrund einer Verformung des Silikonschaumes aufgenommen, sowie durch die Zusammendrückung der Luft im Silikonschaum.
Bei den Silikonschaumteilen der vorliegenden Ausführungsform ist die Rückstellkraft aufgrund der Zusammendrückung von Luft geringer als die Rückstellkraft aufgrund der Verformung des Silikonschaums. Die Silikonschaumteile dieser Ausführungsform stellen einen ausreichenden Betrag an Verformung und einen gesteuerten Betrag an Rückstellkraft sicher, wenn es zu einem Druckaufschlag kommt. Somit sind bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform die Silikonschaumkissen wirksam in der Lage, die Aufschlagenergie des Ankers und des Kerns aufzunehmen und einen gesteuerten Wert an Rückstellkraft zu erzeugen. Ähnlich zu den Ausführungsformen 1, 6 bis 8, 10 und 12 bis 14 ist es bei der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform möglich, wirksam Aufschlaggeräusche zu verringern und wirksam Energieverbrauch zu verringern.
Wenn in der Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform sich das Ventilelement 18 nach oben in die Ventil-geschlossen-Position bewegt oder wenn sich das Ventilelement 18 nach unten in die Ventil-offen-Position bewegt, wird der Silikonschaum in den Silikonschaumteilen verformt und die Luftbläschen im Silikonschaum werden zusammengedrückt. Wenn das Ventilelement 18 erneut mit seiner Bewegung beginnt und die Druckbelastung abgenommen wird, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position oder die Ventil-offen-Position erreicht hat, können die Silikonschaumteile schnell aus dem zusammengedrückten Zustand wieder die Ausgangsform annehmen.
Damit die Magnetventilvorrichtung dieser Ausführungsform in geigneter Weise die Aufprallaufnahme durchführen kann, ist es für die Aufprallaufnahmeeinheit notwendig, schnell die Ursprungsform wieder anzunehmen, bevor das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position oder die Ventil-offen-Position erreicht. Wie oben beschrieben, wenn das Ventilelement wieder mit seiner Bewegung beginnt und die Druckbelastung abgenommen wird, nachdem das Ventilelement 18 die Ventil-geschlossen-Position oder die Ventil-offen-Position erreicht, können sich die Silikonschaumteile aus dem zusammengedrückten Zustand schnell wieder in die Ursprungsform erholen. Selbst wenn somit der Motor mit hoher Drehzahl läuft, ist die Magnetventilvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform wirksam dahingehend, Energieverbrauch zu verringern und auch wirksam dahingehend, Aufschlaggeräusche zu verringern.
Die Aufprallaufnahmeeinheit der vorliegenden Ausführungsform kann aus einem der folgenden Silikonschaummaterialien gefertigt werden, welche von Rogers Corporation geliefert werden: HT-800, HT-820, HT-870 und BF-1000. Die Silikonschaummaterialien haben eine hohe Temperaturwiderstandsfähigkeit und erfüllen die Temperaturanforderungen bezüglich Temperatur gegenüber Kompressibilität etc.. Die Silikonschaummaterialien werden nicht durch Umgebungstemperaturänderungen beeinflußt und schaffen eine stabile Leistungsfähigkeit über eine lange Zeitdauer. Somit können Magnetventilvorrichtungen dieser Ausführungsform mit diesen Aufprallaufnahmeeinheiten wirksam Aufprallgeräusche verringern und auch wirksam den Energieverbrauch verringern, ohne durch Betriebszustände des Motors beeinflußt zu werden.
Weiterhin kann eine Aufprallaufnahmeeinheit eines anderen aufgeschäumten Materials in der Magnetventilvor richtung der vorliegenden Ausführungsform verwendet werden.

Claims

Magnetventilvorrichtung, bei der ein Ventilelement durch das Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft zwischen einem Anker und einem Kern eine Fluidpassage öffnet und schließt, wobei die Magnetventilvorrichtung aufweist: einen beweglichen Abschnitt mit dem Anker (30) und dem Ventilelement (18); einen feststehenden Abschnitt mit dem Kern (32, 34); und eine Aufprallaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Aufpralls des beweglichen Abschnitts auf dem feststehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallaufnahmeeinheit ein Gelteil (62, 64) zum Umwandeln der mechanischen Energie eines Aufpralls in Wärmeenergie aufweist.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelteil (116, 118) zwischen dem Anker (30) und dem Kern (112, 114) vorgesehen ist.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Abschnitt eine Betätigungsfeder (26, 72) zum Aufbringen einer Betätigungskraft auf den beweglichen Abschnitt (20, 28) aufweist, um den beweglichen Abschnitt in einer neutralen Position zu halten, sowie ein Rückhalteelement (24, 70) zum Halten der Betätigungsfeder im Rückhalteelement, und daß das Gelteil (62, 64) zwischen dem Rückhalteelement und dem Kern vorgesehen ist.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Abschnitt und der feststehende Abschnitt so gestaltet sind, daß ein Zwischenraum zwischen dem Anker (30) und dem Kern (32) gebildet wird, wenn sich das Ventilelement (18) in eine Schließposition des Ventils bewegt, und daß das Gelteil (92) in einer Position vorgesehen ist, in welcher der bewegliche Abschnitt auf den feststehenden Abschnitt auftrifft, wenn sich das Ventilelement (18) in eine offene Position des Ventils bewegt.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Abschnitt eine Ankerwelle (28) aufweist, und das Gelteil (94) oberhalb der Ankerwelle vorgesehen ist, so daß die Ankerwelle in Anlage an das Gelteil tritt, bevor das Ventilelement (18) während einer Aufwärtsbewegung des Ventilelements eine Schließposition des Ventils erreicht.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Abschnitt eine im Kern (134) enthaltene Spule (138) aufweist, und die Aufprallaufnahmeeinheit ein zwischen dem Anker (30) und dem Kern (134) vorgesehenes erstes Gelteil (146) und ein am Unterteil der Spule (138) im Inneren des Kerns (134) vorgesehenes zweites Gelteil (148) aufweist.
Magnetventilvorrichtung, bei der ein Ventilelement durch das Aufbringen einer elektromagnetischen Kraft zwischen einem Anker und einem Kern eine Fluidpassage öffnet und schließt, wobei die Magnetventilvorrichtung aufweist: einen beweglichen Abschnitt mit dem Anker (30) und dem Ventilelement (18); einen feststehenden Abschnitt mit dem Kern (32, 34) und einem Gehäuse (50, 52); und eine Aufprallaufnahmeeinheit zum Aufnehmen eines Aufpralls des beweglichen Abschnitts auf dem feststehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern von dem Gehäuse verschiebbar gehalten ist, so daß der Kern in einer Axialrichtung der Magnetventilvorrichtung beweglich ist; und die Aufprallaufnahmeeinheit ein zwischen dem Kern und dem Gehäuse vorgesehenes Gelteil (62, 64) zum Umwandeln der mechanischen Energie eines Aufpralls in Wärmeenergie aufweist.
Magnetventilvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Abschnitt eine Ankerwelle (28) aufweist, und das Gelteil (94) oberhalb der Ankerwelle vorgesehen ist, so daß die Ankerwelle in Anlage an das Gelteil tritt, bevor das Ventilelement (18) während einer Aufwärtsbewegung des Ventilelements eine Schließposition des Ventils erreicht.