EP2452345A2

EP2452345A2 - Elektromagnetantrieb für ein ventil

Info

Publication number: EP2452345A2
Application number: EP10724817A
Authority: EP
Inventors: Werner Buse; Alvito Fernandes
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2012-05-16
Also published as: DE102009032365B4; US20120104298A1; WO2011003687A3; US8579254B2; DE102009032365A1; WO2011003687A2

Abstract

Elektromagnetantrieb für ein Ventil mit einem Gehäuse (2) mit mindestens einem elektromagnetischen Kreis (3), der aus einer auf einen Spulenträger (4) gewickelten Spule (5), einem Anker (6), mindestens einem Kern (7) und mindestens einer magnetisierbaren Rückschlusseinrichtung (8) aufgebaut ist, wobei der Anker (6) zwischen zwei Endlagen (9, 10) beweglich gelagert ist und zumindest indirekt auf ein Ventilverschlussglied (11) einwirkt, wobei Mittel (12) vorgesehen sind, die den Anker (6) im nicht bestromten Zustand fixieren, wobei eine Bestromung der Spule (5) eine Bewegung des Ankers (6) in die erste (9) oder die zweite Endlage (10) verursacht, wobei Mittel (13) zum Justieren der Magnetkraft vorgesehen sind, wobei der Anker (6) zumindest an der vom Ventilverschlussglied (11) abgewandten Seite in Ringform ausgeführt ist und die Mittel zum Justieren (13) eine Justierschraube aufweisen, die durch die Rückschlusseinrichtung (8) oder den Kern (7) hindurch in den Anker (6) einführbar ist.

Description

B E S C H R E I B U N G Elektromagnetaπfrieb für ein Ventil

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnetantrieb für ein Ventil mit einem Gehäuse mit mindestens einem elektromagnetischen Kreis, der aus einer auf einen Spuienträger gewickelten Spule, einem Anker, mindestens einem Kern und mindestens einer magnetisicrbaren Rückschlusseinrichtung aufgebaut ist, wobei der Anker zwischen zwei Endlagen beweglich gelagert ist und zumindest indirekt auf ein Ventilverschiussgüed einwirkt, wobei Mittel vorgesehen sind, die den Anker im nicht- bestromten Zustand fixieren, wobei eine Besiromung der Spule eine Bewegung des Ankers in die erste oder die zweite Endlage verursacht, wobei Mittel zum Justieren der Magnetkraft vorgesehen sind.

Derartige Elektromagnetantriebe sind hinlänglich bekannt Die DE 10 2007 002 153 B3 beschreibt beispielsweise einen Elektromagnetantrieb für ein Druckregeiventii. Aufgrund von Bauteiltoieranzen, oder einer bestimmten Werkstoffauswahl kommt es zwangsläufig zu einer Streuung der Magnetkraft, die eine Justierung der Magnetkraft nach Montage des Elektromagnetantriebes notwendig macht. Die DE 10 2007 002 153 B3 zeigt eine mechanische Justierung, bei der durch eine Einsteilschraube die Vorspannkraft einer Feder derart eingestellt wird, dass eine bestimmte zusätzliche Magnetkraft erbracht werden muss, um den Anker aus einer ersten Endlage in eine zweite Endlage zu bewegen. Ein Nachteil dieser Art der Justierung ist, das einmal eine konstante Vorspannkraft eingestellt wird, die in jedem Beirlebszustand des Elektromagnetantriebes wirkt, unabhängig davon, wie hoch die jeweilige Magnetkraft ist. Des Weiteren wird für die Lösung gemäß der DE 10 2007 002 153 B3 ein weiteres Bauteil nämlich die Feder benötigt

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Elektromagnetantrieb bereit zu stellen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet um mit einer möglichst geringen Baufeilanzahl auf günstige Weise herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfiπdungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anker zumindest an der vom Ventüverschiussgiied abgewandten Seite in Ringform ausgeführt ist und die Mute! zum Justieren eine Justierschraube aufweisen, die durch die Rückschlusseinrichtung oder den Kern durch in den Anker einführbar ist. Somit kann auf einfache Weise durch eine Vergrößerung der Übergangsfiächen für die Magnetfeldiinien die Magnetkraft direkt beeinfjusst werden. Soli mit dem Elektromagπetantrieb ein Druckregelventii angesteuert werden, ist es vorteilhaft, dass der Kern am zum VentiischSussgiied gerichteten Ende des Elektromagnetantriebs vorgesehen ist. Um eine Streuung der Magnetfeldlinien im Übergangsbereich zwischen der Rύckschlusseinrichtung und dem Anker zu verhindern, ist es vorteilhaft, das die Rückschiusseinrichtung im Bereich des Übergangs der magnetischen Feldlinien zum Anker auf der zur Spule gerichteten Seite eine umlaufende Aussparung aufweist.

Zur Lagerung des Ankers kann die Rückschiusseinrichtung eine Gleitlagerbuchse aufweisen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Justierschraube über ein Gewinde oder eine Rändelung in der Rückschlusseinrichtung angeordnet.

Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das eine Membrane vorgesehen ist, die mit einer radial nach außen gerichteten Fläche im Gehäuse und mit einer radial nach innen gerichteten Fläche am Ventüverschiussgiied angeordnet ist, derart, dass der Elektromagnetantrieb gegenüber dem Ventil abgedichtet ist. Je nach verwendetem Medium im anzusteuernden Ventil, kann eine Verschmutzung des Elektromagnetantriebes auf diese Art und Weise wirksam verhindert werden. Sn einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Membrane eine Federkraft auf, die den Anker in eine Endlage fixiert

Eine Ausführungsforrn der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierin zeigen-

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Eiektromagnefantriebes mit der Justierschraube in einer ersten Stellung, und Figur 2 eine schematische Schnittdarsteüung eines erfindungsgemäßen Elektromagnetantriebes mit der Justierschraube in einer zweiten Stellung.

Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes erfindungsgemaßes Efektromagnetventil 1 , das im vorliegenden Ausfύhruπgsbeispiel auf ein Veπtilverschlussgiied 11 einwirkt, Das dazugehörige Ventil ist im vorliegenden Fall nicht näher dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die gezeigte Ausführungsform des Elektromagnetantriebs 1 besonders geeignet für ein Druckregelventi! ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Elektromagnetantrieb 1 ein Gehäuse 2 mit einen elektromagnetischen Kreis 3 auf. wobei eine Spule 5 auf einen Spuienträger 4 gewickelt ist. Des Weiteren ist ein am zum Ventilschlussglied 11 gerichteten Ende des Eiektromsgnetantriebs 1 angeordneter Kern 7 vorgesehen, der in einer Rückschlusseinrichtung 8 befestigt ist

Im vorliegenden Fall besteht die Rückschiusseinrichtung 8 im Wesentlichen aus drei Rückschiussblechen 16, 17. 18 und einem Rückschlussorgan 19 Das Rückschlussorgan 19 ist über nicht dargestellte Rasthaken im Spulenträger 4 angeordnet. Der Anker 6 ist zumindest an der vom Ventüverschlussglied 11 in Ringform ausgeführt und an der gegenüberliegenden Seite über einen VentÜstößei 20 mit dem Ventiiverschiussgiied 1 1 verbunden.

Im dargestellten Ausgangszustand ist der Anker β in einer ersten, unteren Endlage 9 fixiert. Diese Fixierung wird im vorliegenden Fall durch die Federkraft einer Membrane 12 erreicht, wobei die Membrane 12 mit einer radial nach außen gerichteten Fläche im Gehäuse 2 und mit einer radial nach innen gerichteten Fläche am Ventilverschlussgh^'ed 1 1 angeordnet ist. Es sollte jedoch deutlich sein, dass eine derartige Fixierung auch mittels geeigneter Federn erreicht werden kann.

Der in Axiairichtung bewegliche Anker 6 ist über eine Gleitlagerbuchse 15, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine DU-Buchse, im Rückschlussorgan 19 gelagert. Des Weiteren ist in der ersten Endlage 9 ein nicht-magnetisierbares Anschlageiemeπt 21 vorgesehen, gegen das der Anker 6 in der ersten Endlage 9 anliegt. Um eine Streuung der Magnetfeidlinien im Bereich des Übergangs von dem Rückschlussorgan 19 zum Anker 6 zu verhindern, ist eine umlaufende Aussparung 14 auf der zur Spule 5 gerichteten Seite des Rückschlussorgans 19 vorgesehen.

Wird nun eine Bestromung des Eiekiroroagnetantriebs 1 vorgenommen, werden die Magnetfeidlinioπ, den in Figur 1 dargestellten Verlauf nehmen und der Anker wird auf bekannte Weise vom Kern 7 in die zweite Endsteüung 10 gezogen.

Stellt sich nun nach Montage heraus, dass die zu einem vorgegebenen Steuerstrom resultierende Magnetkraft sich nicht im gewünschten Toleranzbereich befindet, ist über eine Justierschraube 13 eine FeinJustierung des Elektromagnetantriebes möglich. Hierzu kann die Justierschraube 13, die über ein Gewinde oder auch eine Rändefung im Rückschiussotgan 19 angeordnet ist, in Richtung des Ankers 6 bewegt werden Dadurch das der Anker 6 zumindest teilweise Ringform ausgeführt ist, kann die Justierschraube 13 in den Anker hineinreichen, wie es in Figur 2 dargestellt ist

Durch diese Maßnahme wird der Ubergangsbereich zwischen dem Rückschlussorgan 19 und dem Anker 6 wesentlich vergrößert, wodurch sich die Anzahl der magnetischen f-e!d[iπien erhöht, was wiederum zu einer höheren Magnetkraft bei einem gewissen Steuerstrom führt.

Nach Justierung dufch die Justierschraube 13 kann der Elektromagnetantrieb 1 durch einen hier nicht weiter dargestellten Deckel im Bereich des Rückschlussorgans 19 verschlossen werden

Um eine Verstellung der vorgenommenen Position der Justierschraube 13 im Rückschlussorgan zu verhindern, können beispielsweise Schwerpunkte im Bereich des Übergangs zwischen Justierschraube und Rückschlussorgan angebracht werden. Auch eine Fixierung mittels Stiften ist denkbar. insbesondere bei einer schneiten oszillierenden Bewegung des Ankers 8, ist es denkbar, dass die Justierschraube 13 eine, hier nicht dargestellte Druckausgleichsbohrung aufweist. Natürlich kann auch noch die Justierschraube 13 eine entsprechende Bohrung aufweisen.

Es sollte deutisch sein, dass die Justierschraube 13 nicht zwingend mit einem Gewinde oder einer Rändelung versehen sein muss.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Elektromagnetantrieb für ein Ventil mit einem Gehäuse (2) mit mindestens einem elektromagnetischen Kreis (3), der aus einer auf einen Spulenträger (4) gewickelten Spule (5), einem Anker (6), mindestens einem Kern {7} und mindestens einer magnetisterbaren Rückschlusseinrichtung (8) aufgebaut ist, wobei der Anker (6) zwischen zwei Endlagen (9, 10) beweglich gelagert ist und zumindest indirekt auf ein Ventiiverschlυssghed (11) einwirkt, wobei Mitte! (12) vorgesehen sind, die den Anker (6) im nicht bestromten Zustand fixieren, wobei ejne Bestromung der Spute (5) eine Bewegung des Ankers (6) in die erste (9) oder die zweite Endlage (10) verursacht, wobei Mittel (13) zum Justieren der Magnetkraft vorgesehen sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Anker (6j zumindest an der vom Ventilverschlussglied (11) abgewandten Seite in Ringform ausgeführt ist und die Mittel zum Justieren (13) eine Justierschraube aufweisen, die durch die Rückschlusseinrichtung (8) oder den Kern (7) hindurch in der, Anker (6) einführbar ist.

2, Elektromagnetantrieb nach Anspruch 1 _« dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (7) am zum Ventiischiussglied (11 ) gerichteten Ende des Elektromagnetantriebs (1 ) vorgesehen ist. 3. Elektromagnetantrieb nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, dass äie Rückschlusseinrichtung (8) im Bereich des Übergangs der magnetischen Feldlinien zum Anker (6) auf der zur Spule (5) gerichteten Seite eine umlaufende Aussparung (14) aufweist. , Elektromagnetantπeb nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlusseinrichtung (8) eine Gleitlagerbuchse (15) zum Lagern des Ankers (6) aufweist.

5. Eiektromagnetantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Justierschraube (13) über ein Gewinde oder eine Räπdelung in der Rückschlusseinrichtung (8) angeordnet ist

8. Eiektromagnetantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Membrane (12) vorgesehen ist, die mit einer radia! nach aussen gerichteten F läche tra Gehäuse (2) und mit einer radial nach innen gerichteten Fläche am Ventüverschiussglied (1 1 ) angeordnet ist, derart, dass der Eiektromagnetaritrieb (1) gegenüber dem Ventii abgedichtet ist.

7. Eiektromagnetantrieb nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane eine Federkraft aufweist, die den Anker (6) in einer ersten Endlage (9) fixiert.