WO2007003467A1 - Einrichtung zur dämpfung des ankerhubs in magnetventilen - Google Patents

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WO2007003467A1
WO2007003467A1 PCT/EP2006/062478 EP2006062478W WO2007003467A1 WO 2007003467 A1 WO2007003467 A1 WO 2007003467A1 EP 2006062478 W EP2006062478 W EP 2006062478W WO 2007003467 A1 WO2007003467 A1 WO 2007003467A1
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solenoid valve
damping element
valve according
damping
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PCT/EP2006/062478
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Inventor
Tilo Hofmann
Claus Fleig
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Robert Bosch Gmbh
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K27/00Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/029Electromagnetically actuated valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0689Braking of the valve element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16Rectilinearly-movable armatures

Definitions

  • the invention relates to a device for damping the armature stroke in solenoid valves, which z. B. used in the automotive sector as a controller.
  • DE 196 50 865 A1 relates to a solenoid valve.
  • This solenoid valve is used to control an injection valve of a fuel injection device with a valve needle whose opening and closing is controlled by a solenoid valve.
  • This has an electromagnet, an armature and an armature moved and acted upon by a valve spring in the closing direction valve member.
  • the valve member cooperates with a valve seat, wherein the armature is made in two parts with a first anchor member, which is displaceable relative to a second anchor member against the force of a return spring in the closing direction of the valve member under the action of its inertial mass.
  • a part of a hydraulic damping device is provided with which a ringing of the first anchor member is attenuated in its dynamic displacement.
  • the first anchor part is slidably guided on a second anchor part formed as an anchor bolt and the other part of the damping device is accommodated on a stationary part of the solenoid valve.
  • the stationary arranged part of the solenoid valve is a anchor bolt leading slider.
  • DE 102 49 161.5 discloses a device for adjusting the armature stroke of a solenoid valve.
  • the armature is operated upon actuation of a solenoid valve and includes a stop sleeve disposed relative to a main body of the solenoid valve in an axial guide and adjustable in axial position with respect to the main body of the solenoid valve. This forms a stop for limiting the armature stroke in an axial direction, wherein an adjustable adjusting element with two threaded sections of different thread pitch and the same thread direction is provided.
  • the position of the stop sleeve is adjustable, wherein the first threaded portion engages in a corresponding first threaded portion of the stop sleeve and engages the second threaded portion in a corresponding second threaded portion of the main body.
  • the armature stroke is adjusted by the threaded sections on stop sleeve and main body.
  • a solenoid valve with attenuated one-piece anchor element is known.
  • an injection valve of a fuel injection device is controlled, which comprises a nozzle needle / plunger arrangement whose opening and closing is brought about by pressurization / depressurization of a control chamber, wherein the solenoid valve comprises an electromagnet and an armature.
  • the armature is acted upon by a valve spring in the closing direction on a valve seat, which is released or closed by a taxraumtigentlastenden closing body.
  • the anchor is designed according to DE 101 31 125 Al as a one-piece component with anchor plate and anchor bolt, wherein the underside of the anchor plate is associated with a downward movement of the armature in the valve seat damping element.
  • the damping of the armature by hydraulically acting damping devices or by springs, which are arranged in a filled with oil interior of the solenoid valve.
  • the invention has for its object to present a device for damping the armature stroke in solenoid valves, which is very inexpensive to produce.
  • an example cup-shaped formable damping element which can be either directly on the anchor on this up or in this can be pressed or applied to an interacting with this axis.
  • the proposed damping element is characterized in that several functions are integrated in this. On the one hand can be done by the choice of material or geometry tuning of the damping.
  • the preferred cup-shaped damping element is in a floor surface a crosspoint z. B. formed as a dome-shaped elevation. Due to the small thickness of the bottom of the cup-shaped damping element, a good diaphragm function can be realized if in this soil eccentric openings, for. B. are introduced as holes that form ⁇ ffhungsquerexcellente through which a fluid such. As oil, is displaced. Due to the short length / diameter ratio of the inventively proposed damping element, the diaphragm function is adjustable within wide limits and very simple and inexpensive to implement.
  • the function of a Federaufhahme be integrated into the invention proposed Dämp maringselement what z. B. can be done by forming an annular projection on the open side of the proposed Dämp Stahlngsiatas.
  • a spring element can also be employed on the bottom surface of the damping element.
  • the proposed inventions, z. B. cup-shaped Dämp maringselement the function of a magnetic separation of the armature of the solenoid valve from a valve needle to be operated.
  • cup-shaped Dämpyogngselement can be produced very inexpensively by stamping or bending processes or - in the production of plastic - by way of injection molding.
  • the damping element proposed according to the invention can be attached directly to the armature or to an axis cooperating therewith by pressing, pressing, welding or caulking.
  • the proposed Dämp spangselement is distinguished in addition to its Mehrfach spantation Che by a good Aperture, as a short length / diameter ratio in relation to the introduced in the bottom ⁇ ffhungsquerête and can be very easily realize small aperture diameters.
  • the ⁇ ffhungsquerroughe can also be performed in the lateral surface of the pot-shaped or hat-shaped Dämp sleepngsiatas.
  • the ⁇ ffhungsquerête may be holes or slots through which the fluid contained in an interior of a solenoid valve, such as. As oil, overflowed and produces the damping effect.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the damping element proposed according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through the damping element shown in FIG. 1 according to section line II-II,
  • FIG. 3 shows a damping element attached to an armature of a solenoid valve, as shown in FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a damping element pressed into an armature of a solenoid valve
  • FIG. 5 shows a damping element proposed according to the invention with a spring element supported on a bearing of the valve needle
  • Figure 6 is a proposed inventions damping element which is supported in a double-mounted armature of a solenoid valve.
  • FIG. 1 shows the damping element proposed according to the invention in a perspective view.
  • the damping element 12 has a substantially cup-shaped geometry (see Figure 2) and is symmetrical to an axis of symmetry 10 constructed.
  • the damping element 12 comprises a bottom surface 14 and a lateral surface 16.
  • In the bottom surface 14 of the damping element 12 are several ⁇ ffhungsqueritese 24, which can be made, for example, as holes, inserted.
  • As oil also in the lateral surface 16 or in the bottom surface 14 and the lateral surface 16 of the damping element 12 may be executed.
  • the ⁇ ffhungsquerroughe 24 may be circular, oval, slot-shaped, rectangular, square or kidney-shaped or executed in any other geometry.
  • a coupling point 18 located in the bottom surface 14 of the damping element 12 is a coupling point 18, which is formed in the embodiment of the damping element 12 shown in Figure 1 as a dome-shaped elevation.
  • ⁇ ffhungsqueritese 24 are provided in the bottom surface 14 in the context of an eccentric opening arrangement (dimension a in FIG. 1) corresponding to the diaphragm function to be set, which is inherent in the damping element 12 proposed according to the invention.
  • Above the lateral surface 16 of the damping element 12 is a bead 20, which merges into a Federaufhahme 22.
  • the spring receiver 22 is essentially arranged as an annular shoulder at an open end 32 (see illustration according to FIG. 2) of the damping element 12 proposed according to the invention.
  • the annular surface of the Federetzhahme 22 can be formed according to an inserted spring element in a larger or smaller diameter.
  • FIG. 2 shows a section through the damping element according to FIG. 1 in accordance with section line II-II.
  • the damping element 12 is formed symmetrically with respect to the axis of symmetry 10 and has at its open end 32 the annular surface forming a spring receiver 22.
  • the substantially cup-shaped configured damping element 12 may, for. B. by way of a punching or bending process or by means of deep drawing.
  • the damping element 12 has a substantially constant material thickness.
  • the ⁇ ffhungsquer motherboard 24 the in an eccentric ⁇ ffiiungsan extract 30 (see measure a in Figure 1) in the bottom surface 14 of the damping element 12 are introduced.
  • a planar configuration of the bottom surface 14 can also be produced.
  • the thickness of the bottom surface 14 is marked by reference numeral 28, the axial length of the inventively proposed damping element 12 is indicated by reference numeral 26.
  • the inventively proposed damping element 12 can be produced as a stamped or bent part.
  • a material is selected which is difficult or impossible to magnetize, so that a magnetic separation by the damping element 12 can be achieved. This will be described in more detail below.
  • the damping element 12 shown in Figure 1 and Figure 2 has in addition to its functionality damping adjustment on the functionality of a spring receiving, as can be supported on the formed in annular spring receptacle 22 at the open end 32 of the damping element 12, a not shown in Figures 1 and 2 spring element. Furthermore, in the inventively proposed damping element 12, the functionality coupling point 18 is integrated, given by the dome-shaped elevation in the bottom surface 14 of the damping element 12. In addition, by the inventively proposed damping element 12 according to the representations in Figures 1 and 2, a magnetic separation between a Anchor and an actuator to be actuated by the armature.
  • the damping element 12 proposed according to the invention is preferably produced as a separate individual component.
  • FIG. 3 shows a solenoid valve with a damping element accommodated on an armature.
  • a solenoid valve 40 includes a housing 42 in which an electromagnet 44 is received.
  • an armature guide 46 is arranged, which encloses an armature 48.
  • assigning end face is at anchor 48 to a seat 66, the inventively proposed damping element 12 applied.
  • this is frictionally, positively or materially secured.
  • a cohesive connection can be made by welding, whereas a positive connection can be formed by a caulking; a press fit between the armature 48 and the damping element 12 represents a frictional connection possibility between the armature 48 and the damping element 12.
  • FIG. 4 shows a damping element pressed into an armature of a solenoid valve.
  • FIG. 4 shows that the armature 48 of the magnetic valve 40 has a bore made in a larger diameter at its end facing the valve needle 50 in comparison with the embodiment variant shown in FIG. In this hole on the armature 48, the damping element 12 is pressed. In this embodiment variant, the damping element 12 is formed in comparison to the illustrations in FIGS. 1 and 2 without the bead 20 shown there and the spring receptacle 22 likewise shown in FIGS. 1 and 2.
  • the seat 66 of the damping element 12 is according to the embodiment in Figure 4 within the armature 48 and not as shown in Figure 3 on the outer circumference of the armature 48th
  • the seat 66 by a non-positive connection, such as. B. a press fit, by a positive connection, such.
  • a positive connection such as.
  • a stemmung or by a cohesive connection, such.
  • a welded joint can be produced.
  • FIG. 5 shows a solenoid valve, to the armature of which the inventively proposed damping element 12 is accommodated, on which a spring element is supported.
  • a spring element 60 is supported on the annular spring receptacle 22 on the damping element 12.
  • the ring-shaped spring receptacle 22 can be formed at the open end 32 of the damping element 12 in a larger or smaller diameter, so that a secure abutment of the spring element 60 on the underside of the Federaufhahme 22 ensures the damping element 12 is.
  • the opposite end of the spring element 66 can - as shown in Figure 5 - are supported on the end face of the valve needle 54.
  • the other end of the spring element 60 opposite the spring receptacle 60 to be supported on the bearing receptacle 58 in the lower part of the solenoid valve 40.
  • the Dämp sleepngselement 12 shown in Figure 5 is also joined to a seat 66 on the armature 48.
  • the joining of the damping element 12 with the armature 48 may by way of a cohesive joining method, such.
  • the inventively proposed damping element 12 can be pressed with its open end 32 on the front side of the armature 48 or caulked at the armature 48.
  • the solenoid valve 40 shown in Figure 5 substantially corresponds to the solenoid valve 40 shown in Figure 3 and includes in an analogous manner, the housing 42, the solenoid 44, the armature guide 46 and the armature 48. Via the valve needle 50, which is guided in the valve needle bearing 54 , a flat seat 52 is operated. Instead of the flat seats 52 shown in Figures 3 and 5, another actuator, such. B. for a pressure-regulating valve, are actuated via the valve needle 50 by means of the electromagnet 44.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a solenoid valve, to the armature of which the damping element 12 proposed according to the invention is fastened.
  • the solenoid valves 40 shown in Figures 3 to 5 of the armature 48 is formed according to the embodiment of the solenoid valve 40 of Figure 6 in several parts and enclosed between a first bearing ring 62 and a second bearing ring 64 of a sleeve.
  • assigning end face of the armature 48 is seated 66 recorded the cup-shaped damping element 12.
  • the seat 66 may be made by a press fit, a cohesive connection, or caulking or the like.
  • the coupling point 18 formed in the bottom surface 14 of the damping element 12 is designed as a dome-shaped elevation which rests against the upper end side of the valve needle 50.
  • valve needle 50 At the valve needle 50 is a flat seat 52 designed as an actuator to be actuated.
  • the valve needle bearing 54 is received in a bore of the bearing seat 58, which is enclosed by the housing 42 of the solenoid valve 40.
  • first bearing ring 62 and the second bearing ring 64 of the armature 48 is mounted on the one hand in the armature guide 46 and on the other hand in the bearing seat 58.
  • damping element 12 which is preferably made of a material which is difficult or impossible to magnetize a magnetic separation (see illustration according to FIG 5) between the spring element 60 and the armature 48 can be realized in a cost effective manner.
  • the inventively proposed damping element 12 is characterized inter alia by the fact that in this the functionalities Federaid 22, damping adjustment, coupling point 18 to the valve needle 50 and the magnetic separation are combined in one component.
  • the damping element 12 proposed according to the invention has a good diaphragm function because, owing to the low material thickness in which the bottom surface 14 is formed, a favorable length to diameter ratio is established on the damping element 12 and an eccentric opening arrangement 30 is also provided for small diameters of the opening cross sections 24 production technology very easy to implement.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil (40) zur Betätigung eines Stellgliedes (52) mit einem Anker (48) und einem Elektromagneten (44). Der Hub des Ankers (48) wird mittels eines Übertragungselementes (50) an das Stellglied (52) übertragen. Der Anker (48) ist in einer Führung (46, 62, 64) eines Gehäuses (42) des Magnetventils (40) berichtlich aufgenommen. Zwischen dem Anker (48) und dem Übertragungselement (50) ist ein Dämpfungselement (12) angeordnet, in welchem mindestens ein Öffnungsquerschnitt (24) senkrecht oder koaxial zu einer Symmetrieachse (10) ausgebildet ist.

Description

Einrichtung zur Dämpfung des Ankerhubs in Magnetventilen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung des Ankerhubs in Magnet- ventilen, welche z. B. im Automobilbereich als Steller eingesetzt werden.
Stand der Technik
DE 196 50 865 Al bezieht sich auf ein Magnetventil. Dieses Magnetventil dient der Steue- rung eines Einspritzventils einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer Ventilnadel, deren Öffnen und Schließen durch ein Magnetventil gesteuert wird. Dieses weist einen Elektromagneten, einen Anker und ein mit dem Anker bewegtes und von einer Ventilfeder in Schließrichtung beaufschlagtes Ventilglied auf. Das Ventilglied wirkt mit einem Ventilsitz zusammen, wobei der Anker zweiteilig ausgeführt ist mit einem ersten Ankerteil, welcher relativ zu einem zweiten Ankerteil gegen die Kraft einer Rückstellfeder in Schließrichtung des Ventilgliedes unter Einwirkung seiner trägen Masse verschiebbar ist. Am ersten Ankerteil ist ein Teil einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung vorgesehen, mit der ein Nachschwingen des ersten Ankerteiles bei seiner dynamischen Verschiebung dämpfbar ist. Der erste Ankerteil wird auf einem als Ankerbolzen ausgebildeten zweiten Ankerteil gleitend geführt und der andere Teil der Dämpfungseinrichtung ist an einem ortsfest angeordneten Teil des Magnetventiles aufgenommen. Der ortsfest angeordnete Teil des Magnetventils ist ein den Ankerbolzen führendes Gleitstück.
DE 102 49 161.5 offenbart eine Vorrichtung zur Einstellung des Ankerhubs eines Magnet- ventils. Der Anker wird auf Betätigung eines Magnetventils betätigt und umfasst einen bezüglich einem Hauptkörper des Magnetventils in einer axialen Führung angeordneten und in axialer Position bezüglich des Hauptkörpers des Magnetventils einstellbare Anschlaghülse. Diese bildet einen Anschlag zur Begrenzung des Ankerhubs in einer axialen Richtung, wobei ein verstellbares Einstellelement mit zwei Gewindeabschnitten unterschiedlicher Gewin- desteigung und gleicher Gewinderichtung vorgesehen ist. Durch diese ist die Position der Anschlaghülse einstellbar, wobei der erste Gewindeabschnitt in einem entsprechenden ersten Gewindeabschnitt der Anschlaghülse eingreift und der zweite Gewindeabschnitt in einem entsprechenden zweiten Gewindeabschnitt des Hauptkörpers eingreift. Gemäß der Lösung aus DE 102 49 161 wird der Ankerhub durch die Gewindeabschnitte an Anschlaghülse und Hauptkörper eingestellt. Bei der Lösung gemäß DE 196 50 865 Al erfolgt eine Dämpfung des Ankerhubs durch eine hydraulische Dämpfüngseinrichtung.
Aus DE 101 31 125 Al ist ein Magnetventil mit gedämpftem einteiligen Ankerelement bekannt. Mittels des Magnetventils wird ein Einspritzventil einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gesteuert, welches eine Düsennadel/Stößel- Anordnung umfasst, deren Öffnen und Schließen durch eine Druckbeaufschlagung/Druckentlastung eines Steuerraums herbeigeführt wird, wobei das Magnetventil einen Elektromagneten und einen Anker umfasst. Der Anker ist von einer Ventilfeder in Schließrichtung auf einem Ventilsitz beaufschlagt, der von einem den steuerraumdruckentlastenden Schließkörper freigegeben oder verschlossen wird. Der Anker wird gemäß DE 101 31 125 Al als einteiliges Bauteil mit Ankerplatte und Ankerbolzen ausgeführt, wobei der Unterseite der Ankerplatte ein die Abwärtsbewegung des Ankers in den Ventilsitz dämpfendes Element zugeordnet ist.
Bei den oben skizzierten Lösungen gemäß des Standes der Technik erfolgt die Dämpfung des Ankers durch hydraulisch wirkende Dämpfungseinrichtungen bzw. durch Federn, die in einem mit Öl beiüllten Innenraum des Magnetventiles angeordnet sind. Daneben ist es auch möglich, die Dämpfung eines Ankers durch hydraulische Querschnitte zu erzeugen, die durch zerspanende Bearbeitung hergestellt werden und durch welche Öl verdrängt wird, was eine Dämpfungswirkung erzeugt. Hydraulische Querschnitte darstellende Bohrungen werden exzentrisch angebracht und verursachen dadurch relativ hohe Fertigungskosten. Da diese Bohrungen auch in relativ dickwandigen Bauteilen ausgebildet werden, um eine hydraulische Dämpfung zu erreichen, ist die Blendenfunktion dieser hydraulischen Querschnitte durch das ungünstig große Länge/Durchmesser- Verhältnis ungünstig.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Dämpfung des Ankerhubs in Magnetventilen darzustellen, welche sehr kostengünstig herstellbar ist.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird ein beispielsweise topfförmig ausbildbares Dämpfungselement vorgeschlagen, welches entweder unmittelbar auf den An- ker auf diesen auf- oder in diesen eingepresst werden kann oder an einer mit diesem zusammenwirkenden Achse aufgebracht werden kann. Das vorgeschlagene Dämpfungselement zeichnet sich dadurch aus, dass in dieses mehrere Funktionen integriert sind. Zum einen kann durch die Materialwahl bzw. die Geometrie eine Abstimmung der Dämpfung erfolgen. In dem bevorzugt topfförmig ausgebildeten Dämpfungselement ist in einer Boden- fläche ein Koppelpunkt z. B. als kuppenförmige Erhebung ausgebildet. Aufgrund der geringen Dicke des Bodens des topfförmig ausgebildeten Dämpfungselementes lässt sich eine gute Blendenfünktion realisieren, wenn in diesen Boden exzentrisch Öffnungen, z. B. als Bohrungen eingebracht werden, die Öffhungsquerschnitte bilden, durch welche ein Fluid, wie z. B. Öl, verdrängt wird. Aufgrund des kurzen Längen/Durchmesserverhältnisses am erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselement ist die Blendenfünktion in weiten Grenzen einstellbar und sehr einfach und kostengünstig realisierbar.
Daneben kann die Funktion einer Federaufhahme in das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfüngselement integriert werden, was z. B. durch Ausbildung eines ringförmigen Ansatzes an der offenen Seite des vorgeschlagenen Dämpfüngselementes erfolgen kann. Alternativ kann ein Federelement auch an die Bodenfläche des Dämpfüngselementes angestellt sein. Ferner bietet das erfindungsgemäß vorgeschlagene, z. B. topfförmig ausgebildete Dämpfüngselement die Funktion einer magnetischen Trennung des Ankers des Magnetven- tils von einer zu betätigenden Ventilnadel.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene, topfförmig ausgebildete Dämpfüngselement kann sehr kostengünstig durch Stanz- oder Biegeprozesse oder auch - bei Fertigung aus Kunststoff- im Wege des Spritzgießens hergestellt werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfüngselement kann unmittelbar am Anker oder an einer mit diesem zusammenwirkenden Achse durch Aufpressen, Einpressen, Aufschweißen oder Verstemmen befestigt werden.
Das vorgeschlagene Dämpfüngselement zeichnet sich neben seiner Mehrfachfünktionalität durch eine guten Blendenfünktion aus, da ein kurzes Längen/Durchmesser- Verhältnis in Bezug auf die im Boden eingebrachten Öffhungsquerschnitte vorliegt und sich kleine Blendendurchmesser sehr leicht realisieren lassen. Die Öffhungsquerschnitte können auch in der Mantelfläche des topf- oder hutförmig ausgebildeten Dämpfüngselementes ausgeführt sein. Die Öffhungsquerschnitte können Bohrungen oder Schlitze sein, durch welche das in einem Innenraum eines Magnetventils enthaltene Fluid, wie z. B. Öl, überströmt und die Dämp- füngswirkung erzeugt. Die bisher bei einem exzentrischen Einbringen der Öffhungsquerschnitte als Längsbohrungen auftretenden hohen Fertigungskosten lassen sich beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfüngselement erheblich senken. Neben einer magnetischen Trennung einer Ventilnadel vom Anker eines Magnetventils ist darüber hinaus eine magnetische Trennung einer Feder eines Federelementes vom Anker des Magnetventils möglich. Schließlich ist festzuhalten, dass sich eine sehr kostengünstige Realisierung des Koppelpunktes am Boden des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfüngselementes realisieren lässt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Koppelpunkt zwischen dem Anker und einer Ventilnadel oder zwischen dem Anker und einer mit dieser zusammenwirken- den Achse durch eine kuppenförmige Erhebung im Boden des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselementes oder durch eine Planfläche auszubilden. Beide Ausfuhrungsvarianten des Koppelpunktes lassen sich am erfindungsgemäß vorgeschlagenen, ein separates Bauteil darstellenden Dämpfungselement realisieren.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselementes,
Figur 2 einen Schnitt durch das in Figur 1 dargestellte Dämpfungselement gemäß des Schnittverlaufes II-II,
Figur 3 ein auf einen Anker eines Magnetventiles aufgestecktes Dämpfungselement ge- maß der Darstellung in Figur 1 ,
Figur 4 ein in einen Anker eines Magnetventils eingepresstes Dämpfungselement,
Figur 5 ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Dämpfungselement mit einem sich an einem Lager der Ventilnadel abstützenden Federelement und
Figur 6 ein erfindungsgemäß vorgeschlagenes Dämpfungselement, welches sich in einem doppelt gelagerten Anker eines Magnetventiles abstützt.
Ausfiihrungsbeispiele
In Figur 1 ist das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement in einer perspektivi- sehen Wiedergabe zu entnehmen.
Das Dämpfungselement 12 weist im Wesentlichen eine topfförmige Geometrie auf (vgl. Figur 2) und ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 10 aufgebaut. Das Dämpfungselement 12 umfasst eine Bodenfläche 14 sowie eine Mantelfläche 16. In die Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 sind mehrere Öffhungsquerschnitte 24, die beispielsweise als Bohrungen gefertigt werden können, eingelassen. Alternativ können die Öffhungsquerschnitte 24 für ein die Dämpfung erzeugendes, überströmendes Fluid, wie z. B. Öl, auch in der Mantelfläche 16 oder in der Bodenfläche 14 und der Mantelfläche 16 des Dämpfungselementes 12 ausgeführt sein. Die Öffhungsquerschnitte 24 können kreisförmig, oval, schlitzförmig, rechteckig, quadratisch oder auch nierenförmig oder in einer anderen beliebigen Geometrie ausgeführt sein. Des Weiteren befindet sich in der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 eine Koppelstelle 18, die im in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Dämpfungselementes 12 als kuppenförmige Erhebung ausgebildet ist. In der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 sind mehrere Öffhungsquerschnitte 24 vorge- sehen. Diese können im Rahmen einer exzentrischen Öffhungsanordnung (Maß a in Figur 1) entsprechend der einzustellenden Blendenfunktion, die dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselement 12 innewohnt, in die Bodenfläche 14 eingebracht werden. Oberhalb der Mantelfläche 16 des Dämpfungselementes 12 befindet sich ein Wulst 20, der in eine Federaufhahme 22 übergeht. Die Federaufhahme 22 ist im Wesentlichen als ein ringförmiger Absatz an einem offenen Ende 32 (vgl. Darstellung gemäß Figur 2) des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselementes 12 angeordnet. Die Ringfläche der Federaufhahme 22 kann entsprechend eines eingesetzten Federelementes in einem größeren oder geringeren Durchmesser ausgebildet werden.
Der Darstellung gemäß Figur 2 ist ein Schnitt durch das Dämpfungselement gemäß Figur 1 gemäß des Schnittverlaufes II-II zu entnehmen.
Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass das Dämpfungselement 12 symmetrisch zur Symmetrieachse 10 ausgebildet ist und an seinem offenen Ende 32 die eine Feder- aufnähme 22 bildende Ringfläche aufweist. Das im Wesentlichen topfförmig konfigurierte Dämpfungselement 12 kann z. B. im Wege eines Stanz- oder Biegeprozesses oder im Wege des Tiefziehens hergestellt werden. Das Dämpfungselement 12 weist eine im Wesentlichen konstante Materialstärke auf. In der Bodenfläche 14 und der Mantelfläche 16 befinden sich beidseits der kuppenförmig ausgebildeten Koppelstelle 18 die Öffhungsquerschnitte 24, die in einer exzentrischen Öffiiungsanordnung 30 (vgl. Maß a in Figur 1) in die Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 eingebracht werden. Anstelle der in Figur 2 als kuppenförmige Erhebung dargestellten Koppelstelle 18 kann auch eine plane Konfiguration der Bodenfläche 14 hergestellt werden. Die Dicke der Bodenfläche 14 ist durch Bezugszeichen 28 ge- kennzeichnet, die axiale Länge des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselementes 12 ist durch Bezugszeichen 26 kenntlich gemacht.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 kann als ein Stanz- oder Biegeteil hergestellt werden. Bevorzugt wird ein Material gewählt, welches nicht oder schwer magnetisierbar ist, so dass eine magnetische Trennung durch das Dämpfungselement 12 erreicht werden kann. Dies wird nachstehend noch eingehender beschrieben.
Das in Figur 1 und Figur 2 dargestellte Dämpfungselement 12 weist neben seiner Funktionalität Dämpfungsabstimmung die Funktionalität einer Federaufnahme auf, da sich an der in Ringform ausgebildeten Federaufnahme 22 am offenen Ende 32 des Dämpfungselementes 12 eine in den Figuren 1 und 2 nicht dargestelltes Federelement abstützen kann. Des Weiteren ist in das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 die Funktionalität Koppelstelle 18 integriert, gegeben durch die kuppenförmige Erhebung in der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12. Daneben ist durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 gemäß den Darstellungen in den Figuren 1 und 2 eine magnetische Trennung zwischen einem Anker und einem durch den Anker zu betätigenden Stellglied gegeben. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 wird bevorzugt als separates Einzelbauteil hergestellt.
Aufgrund der geringen Bodendicke 28 der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 lässt sich mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen, als separates Bauteil ausgebildeten Dämpfungselement 12 eine gute Blendenfunktion erreichen, da ein kurzes Längen- zu Durchmesserverhältnis aufgrund der geringeren Bodendicke 28 der Bodenfläche 14 im Verhältnis zum Durchmesser der Öffnungsquerschnitte 24 gegeben ist. Ferner lassen sich kleine Blendendurchmesser erzielen sowie in recht einfacher Weise exzentrische Bohrungsbilder 30 in der Bodenfläche 14 realisieren.
Der Darstellung gemäß Figur 3 ist ein Magnetventil mit einem an einem Anker aufgenommenen Dämpfungselement zu entnehmen.
Ein Magnetventil 40 umfasst ein Gehäuse 42, in welchem ein Elektromagnet 44 aufgenommen ist. Daneben ist im Gehäuse 42 des Magnetventiles 40 eine Ankerführung 46 angeordnet, welche einen Anker 48 umschließt. An der einer Ventilnadel 50 zuweisenden Stirnseite ist am Anker 48 an einem Sitz 66 das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 aufgebracht. Am Sitz 66 des Dämpfungselementes 12 am Anker 48 ist dieser kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig befestigt.
Eine stoffschlüssige Verbindung kann durch ein Verschweißen erfolgen, wohingegen eine formschlüssige Verbindung durch eine Verstemmung gebildet sein kann; ein Presssitz zwischen dem Anker 48 und dem Dämpfungselement 12 stellt eine kraftschlüssige Verbindungsmöglichkeit zwischen dem Anker 48 und dem Dämpfungselement 12 dar.
Aufgrund der Einbauposition des Dämpfungselementes 12 an der der Ventilnadel 50 zuwei- senden Stirnseite des Ankers 48 stellt sich zwischen der Stirnseite des Ankers 48 und der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 ein Hohlraum, gebildet durch die Mantelfläche 16 des Dämpfungselementes 12, ein. Die im Boden 14 des Dämpfungselementes 12 ausgebildete Koppelstelle 18 kontaktiert die Stirnseite der Ventilnadel 50, die ihrerseits in einem Ventilnadellager 54 geführt ist. Über die Ventilnadel 50 kann z. B. ein Flachsitz 52 oder dergleichen mehr betätigt werden.
Durch das Dämpfungselement 12 in seiner Einbaulage gemäß Figur 3 ist eine magnetische Trennung zwischen der Ventilnadel 50 zur Betätigung des Flachsitzes 52 und dem Anker 48 des Magnetventils 40 gegeben. Ferner kann durch die in der Bodenfläche 14 des Dämp- fungselementes 12 als kuppenförmige Erhebung ausgebildete Koppelstelle 18 diese sehr kostengünstig realisiert werden.
Figur 4 zeigt ein in einen Anker eines Magnetventils eingepresstes Dämpfungselement.
Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht hervor, dass der Anker 48 des Magnetventiles 40 an seinem der Ventilnadel 50 zuweisenden Ende im Vergleich zur in Figur 3 dargestellten Ausführungsvariante eine in einem größeren Durchmesser gefertigte Bohrung aufweist. In diese Bohrung am Anker 48 ist das Dämpfungselement 12 eingepresst. In dieser Ausführungsvariante ist das Dämpfungselement 12 im Vergleich zu den Darstellungen in den Figu- ren 1 und 2 ohne den dort dargestellten Wulst 20 und die ebenfalls in den Figuren 1 und 2 dargestellte Federaufnahme 22 ausgebildet.
Der Sitz 66 des Dämpfungselementes 12 liegt gemäß des Ausführungsbeispieles in Figur 4 innerhalb des Ankers 48 und nicht wie in Figur 3 dargestellt am Außenumfang des Ankers 48.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann der Sitz 66 durch eine kraftschlüssige Verbindung, wie z. B. einen Presssitz, durch eine formschlüssige Verbindung, wie z. B. eine Ver- stemmung, oder durch eine stoffschlüssige Verbindung, wie z . B. eine Schweißverbindung, hergestellt werden.
Der Darstellung gemäß Figur 5 ist ein Magnetventil zu entnehmen, an dessen Anker das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 aufgenommen ist, an dem sich ein Federelement abstützt.
Aus der Darstellung gemäß Figur 5 geht hervor, dass sich an der ringförmig ausgebildeten Federaufhahme 22 am Dämpfüngselement 12 ein Federelement 60 abstützt. Je nachdem, welchen Windungsdurchmesser das Federelement 60 aufweist, kann die ringförmig ausgebildete Federaufhahme 22 am offenen Ende 32 des Dämpfungselementes 12 in einem größeren oder kleineren Durchmesser ausgebildet werden, so dass eine sichere Anlage des Federelementes 60 an der Unterseite der Federaufhahme 22 am Dämpfungselement 12 gewährleistet ist. Das gegenüberliegende Ende des Federelementes 66 kann sich - wie in Figur 5 dargestellt - an der Stirnseite des Ventilnadellagers 54 abstützen. Alternativ ist es auch möglich, dass sich das andere, der Federaufhahme 22 gegenüberliegende Ende des Federelementes 60 an der Lageraufhahme 58 im unteren Teil des Magnetventiles 40 abstützt.
Das in Figur 5 dargestellte Dämpfüngselement 12 ist ebenfalls an einem Sitz 66 am Anker 48 gefügt. Das Fügen des Dämpfungselementes 12 mit dem Anker 48 kann im Wege eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens, wie z. B. dem Schweißen, erfolgen, daneben kann das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 mit seinem offenen Ende 32 an der Stirnseite des Ankers 48 auch aufgepresst werden oder am Anker 48 verstemmt werden.
Das in Figur 5 dargestellte Magnetventil 40 entspricht im Wesentlichen dem in Figur 3 dargestellten Magnetventil 40 und umfasst in analoger Weise das Gehäuse 42, den Elektromagneten 44, die Ankerführung 46 sowie den Anker 48. Über die Ventilnadel 50, die in dem Ventilnadellager 54 geführt ist, wird ein Flachsitz 52 betätigt. Anstelle der in Figuren 3 und 5 dargestellten Flachsitze 52 kann auch ein anderes Stellglied, so z. B. für ein Druckre- gelventil, über die Ventilnadel 50 mittels des Elektromagneten 44 betätigt werden.
Aus der Darstellung gemäß Figur 6 geht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetventils hervor, an dessen Anker das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 befestigt ist.
In Abwandlung von den in Figuren 3 bis 5 dargestellten Magnetventilen 40 ist der Anker 48 gemäß des Ausführungsbeispieles des Magnetventils 40 gemäß Figur 6 mehrteilig ausgebildet und zwischen einem ersten Lagerring 62 und einem zweiten Lagerring 64 von einer Hülse umschlossen. An der der Ventilnadel 50 zuweisenden Stirnseite des Ankers 48 ist am Sitz 66 das topfförmig ausgebildete Dämpfungselement 12 aufgenommen. Der Sitz 66 kann durch einen Presssitz, durch eine stoffschlüssige Verbindung oder durch eine Verstemmung oder dergleichen hergestellt werden. Die in der Bodenfläche 14 des Dämpfungselementes 12 ausgebildete Koppelstelle 18 ist im Ausfuhrungsbeispiel des Magnetventils 40 gemäß Figur 6 als eine kuppenförmige Erhebung beschaffen, welche an der oberen Stirnseite der Ventilnadel 50 anliegt. An der Ventilnadel 50 ist als zu betätigendes Stellorgan ein Flachsitz 52 ausgeführt. Das Ventilnadellager 54 ist in einer Bohrung der Lageraufnahme 58 aufgenommen, die vom Gehäuse 42 des Magnetventiles 40 umschlossen ist. Mittels des ersten Lagerringes 62 und des zweiten Lagerringes 64 ist der Anker 48 einerseits in der Ankerführung 46 und andererseits in der Lageraufnahme 58 gelagert.
Aus den Darstellungen der Magnetventile 40 gemäß der Figuren 3 bis 6 geht hervor, dass durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12, welches bevorzugt aus einem nicht oder schwer magnetisierbaren Werkstoff gefertigt wird, eine magnetische Tren- nung zwischen dem Anker 48 und der Ventilnadel 50 einerseits sowie eine magnetische Trennung (vgl. Darstellung gemäß Figur 5) zwischen dem Federelement 60 und dem Anker 48 auf kostengünstige Weise realisiert werden kann. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Dämpfungselement 12 zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass in diesem die Funktionalitäten Federaufnahme 22, Dämpfungsabstimmung, Koppelstelle 18 zur Ventilnadel 50 sowie die magnetische Trennung in einem Bauteil vereint sind. Ferner wohnt dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Dämpfungselement 12 eine gute Blendenfunktion inne, da aufgrund der geringen Materialstärke, in der die Bodenfläche 14 ausgebildet ist, sich ein günstiges Länge- zu Durchmesserverhältnis am Dämpfungselement 12 einstellt und sich eine exzentrische Öffnungsanordnung 30 auch für kleine Durchmesser der Öffnungsquerschnitte 24 fertigungstechnisch sehr einfach realisieren lassen.
Bezueszeichenliste
10 Symmetrieachse
12 Dämpfungselement
14 Bodenfläche
16 Mantelfläche
18 Koppelstelle
20 Wulst
22 Federaufhahme
24 Öffhungsquerschnitt
26 Axiallänge
28 Bodendicke
30 exzentrische Öffhungsanord- nung
32 offenes Ende
40 Magnetventil
42 Gehäuse
44 Elektromagnet
46 Ankerführung
48 Anker
50 Ventilnadel
52 Flachsitz
54 Ventilnadellager
56 Ankerachse
58 Lageraufhahme
60 Federelement
62 erster Lagerring
64 zweiter Lagerring
66 Sitz Dämpfungselement
Maß a Exzentrizität

Claims

Patentansprüche
1. Magnetventil (40) zur Betätigung eines Stellgliedes (52) mit einem Anker (48) und einem Elektromagneten (44), wobei der Hub des Ankers (48) mittels eines Übertra- gungselementes (50) an das Stellglied (52) übertragen wird und der Anker (48) in einer
Führung (46, 62, 64) eines Gehäuses (42) des Magnetventils (40) beweglich aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anker (48) und dem Übertragungselement (50) ein Dämpfungselement (12) angeordnet ist, in welchem mindestens ein Öffhungsquerschnitt (24) senkrecht oder koaxial zu dessen Symmetrieachse (10) ausgebildet ist.
2. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Anker (48) umgebender Raum im Gehäuse (42) mit einem Fluid beiüllt ist.
3. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfüngselement (12) im Wesentlichen topfförmig ausgebildet ist, eine Bodenfläche (14) und eine Mantelfläche (16) aufweist, die in einer im Wesentlichen gleichen Materialdicke (28) ausgeführt sind.
4. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfläche (14) mindestens einen Öffhungsquerschnitt (24) enthält oder eine Anzahl von Öffnungsquer- schnitten (24) enthält, die exzentrisch zur Symmetrieachse (10) des Dämpfungselementes (12) in der Bodenfläche (14) angeordnet sind.
5. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (16) des Dämpfungselementes (12) mindestens einen Öffhungsquerschnitt (24) oder eine Anzahl von Öffnungsquerschnitten (24) enthält.
6. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Materialdicke (28) der Bodenfläche (14) zu mittlerem Durchmesser des Öffnungsquerschnittes (24) oder der Öffnungsquerschnitte (24) kleiner als 1 ist und bevorzugt 0,5 beträgt.
7. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) aus einem nicht oder schwer magnetisierbaren Werkstoff gefertigt ist.
8. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bodenfläche (14) des Dämpfungselementes (12) die Koppelstelle (18) ausgebildet ist.
9. Magnetventil gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelstelle (18) als kuppenförmige Erhebung oder als Planfläche dargestellt ist.
10. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federaufhahme (22) als eine Ringfläche an einem offenen Ende (32) des Dämpfungselementes (12) ausgeführt ist.
11. Magnetventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (16) an die Bodenfläche (14) des Dämpfungselementes (12) angestellt ist.
12. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) an dem Anker (48) oder dem Übertragungselement (50) an einem Sitz (66) kraftschlüssig oder formschlüssig oder stoffschlüssig befestigt ist.
13. Magnetventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) den Anker (48) von dem Übertragungselement (50) oder den Anker (48) von einem Federelement (60) magnetisch trennt.
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