WO2011012638A2 - Magnetventil und verfahren zum betreiben eines magnetventils - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a solenoid valve, a method for operating a solenoid valve and a spring, which can be used for example in the commercial vehicle sector.
  • hydraulic shock absorbers For damping of commercial vehicles (commercial vehicles) are usually used hydraulic shock absorbers. Only for passenger cars and two-wheeled vehicles, in addition to hydraulic shock absorbers, there are also a few vehicles with which
  • Shock absorbers are equipped on the basis of air dampers.
  • shock absorbers based on compressed air offer the advantage of a lower body acceleration for higher frequencies, eg with regard to noise from cobblestone paving. This can lead to less damage to road surfaces. Also, there is no systematic wear of the damper, as is the case with hydraulic dampers that are worn after 3 to 4 years. It can also be an overload protection by measuring the valve current and thus a detection of thermal overload, with the possibility of reducing the damper performance guaranteed. Furthermore, a reduced emergency damping in case of failure of the electrical control can be realized.
  • the air suspension of commercial vehicles with the help of an air damper can be used simultaneously as a damper.
  • This can be achieved by connecting the air of one bellows with another external compressed air reservoir.
  • the vehicle axle and the air spring pot of the respective air spring can be used. If two antiparallel non-return valves are connected between the air spring and the external accumulator (in this case axle volume), damping of the vehicle body is achieved when the closing springs of the respective non-return valve are optimized.
  • This damper performance can be increased by placing two antiparallel electrically controllable solenoid valves instead of the antiparallel backflow preventer.
  • the valve form according to the invention can, with the use of only one solenoid, optionally be operated in both directions of flow.
  • the essential functional features of the antiparallel solenoid valves and in particular of the inventive solenoid valve are a switchable valve with flow in both directions, which allows an antiparallel operation and a large switchable cross section in the activated state, for example, with an effective cross-sectional area of about 1200 mm 2 and 1000 second mm, which corresponds to a diameter of about 40 mm or 35 mm. Further features include a short switching time until the valve is fully opened, high wear resistance due to low surface loading, simple and robust design, low-cost production and energy recovery when closing the valve.
  • the present invention provides a solenoid valve, comprising: a peripheral outer housing and a circumferential inner housing, which adjoin one another such that a first valve opening and a second valve opening are formed, wherein the outer housing has at least one outer passage opening, which via a first fluid channel with the first valve opening wherein the inner housing has at least one inner passage opening which is connected via a second fluid passage with the second valve opening; a first closure member movably disposed to allow closure and opening of the first valve opening and a second closure member movably disposed to permit closure and opening of the second valve opening; and an electric coil disposed between the outer case and the inner case, the outer case, the inner case, the first movable shutter member, and the second movable shutter member respectively form part portions of a magnetic circuit when an electric current flows through the coil.
  • the solenoid valve may be disposed between an outer pressure region and an inner pressure region.
  • the outer pressure region may be separated from the inner pressure region by the outer casing and the inner casing.
  • the valve When closed, the valve may be configured to maintain a pressure differential between the outer and inner pressure regions by closing both closure elements.
  • the current can flow through the coil.
  • the valve In the open state, the valve may be designed to allow a compensation of a pressure difference between the outer and the inner pressure region by depending on the direction of the pressure difference, a fluid flow through the first fluid passage or a fluid flow through the second fluid passage is made possible.
  • one of the closure elements is open and the other is closed. When open, no current can flow through the coil.
  • the fluid may be, for example, air or another gas or a liquid.
  • the coil may have an inner side, an outer side, an upper side and a lower side.
  • the inner housing may have on the inside of the coil a circumferential inner wall and a connection surface which may extend over an inner diameter of the coil.
  • the connection surface may define the outer pressure region inside the coil in a fluid-tight manner from the outer pressure region.
  • the outer housing may be arranged outside the coil and have on the outside of the coil a peripheral outer wall.
  • the coil may have at least one circumferential conductor loop, which may be arranged between the circumferential inner wall and the circumferential outer wall. All around can be self-contained, for example - A - se mean, wherein a shape of the outer wall, the coil and the inner wall can be adapted to each other.
  • the outer housing and the inner housing can form a, for example, tubular sheath for the at least one conductor loop of the coil.
  • the first valve openings may be located on top of the spool and the second valve opening on the bottom of the spool, or vice versa.
  • the valve openings can each be designed as a circumferential gap, which can be formed in each case by end regions of the outer housing and of the inner housing.
  • the fluid channels may be formed by regions of the outer housing, the inner housing and the coil.
  • the first fluid channel may be a fluid flow from the outer
  • the second fluid passage may allow fluid flow from the inner pressure range to the outer pressure range when the second valve port is opened.
  • the valve openings can be closed by the respective closure element moves towards the corresponding valve opening and rests on edges of the valve openings and closes them fluid-tight.
  • the valve openings can be opened by moving the respective closure element away from the corresponding valve opening and thus allowing fluid flow out of the valve opening.
  • the closure elements can be pressed or pulled by a return force, for example by a spring in the direction of the valve openings. If the closure element is closed, the closure elements together with the outer housing and the inner housing can form a closed or partially interrupted circle around the at least one conductor loop of the coil.
  • the electric coil can be traversed by the electric current and thereby generate a magnetic field.
  • the closure elements, the outer housing and the inner housing may be formed of a material, for example of a ferromagnetic material, which has a substantially higher magnetic conductivity than a fluid which can be arranged in the pressure areas.
  • magnetic field lines of a magnetic field that can be generated by the coil can preferably lead through the closure elements, the outer housing and the inner housing.
  • a magnetic flux can flow through the closure elements, the outer housing and the inner housing, which endeavors to minimize the magnetic resistance through the magnetic circuit. This leads to an additional
  • the additional force can be adjusted by adjusting the current through the coil, an embodiment of the coil and by an arrangement, shaping and choice of material of the closure elements, the outer housing and the inner housing, application-specific.
  • the solenoid valve may include a first spring element configured to provide a spring force directed to close the first valve port to the first closure element. Accordingly, the solenoid valve may include a second spring member configured to provide a spring force directed to close the second valve opening to the second closure member.
  • the spring elements can pull or push the respective closure elements against the respective valve openings and thus provide a restoring force. The spring elements allow a
  • the first spring element may be formed from a first plate spring, which is coupled in an outer region with the first closure element and in an inner region has a plurality of passage openings.
  • the second spring element may be formed from a second plate spring, which is coupled in an outer region with the second closure element and having a plurality of through openings in an inner region. Coupled can mean that the respective spring element is connected to the respective closure element so that the spring element can transmit the restoring force to the closure element.
  • Spring element and closure element may constitute a single element, which may be formed of the same or different materials. Alternatively, spring element and closure element can represent two separate elements.
  • the closure element can be formed from a material having a high magnetic conductivity, ie a high magnetic permeability or permeability. has a number.
  • the spring element may be formed from a material which is optimized with respect to the elasticity, for example spring steel.
  • At least one of the spring elements may be formed as a disc spring according to the invention, which has a plurality of radially extending webs, each having an S-shaped bend between a first and a second parallel plane when the plate spring is relaxed.
  • the diaphragm spring according to the invention has a low probability of failure even with a large number of actuation.
  • the first closure member may be formed as a first support ring
  • the second closure member may be formed as a second support ring. This is suitable for circulating valve openings.
  • the first closure element can be arranged so that upon opening a first fluid flow from the first fluid channel can flow past on both sides of the first closure element.
  • the second closure element can be arranged so that upon opening a second fluid flow from the second fluid channel can flow past on both sides of the second closure element.
  • the fluid flow can be caused in each case by a pressure difference between the inner and the outer pressure region. On both sides can mean that the fluid flow can flow past both at one end of the closure element facing the outside of the coil and at one end of the closure element facing the inside of the coil.
  • the solenoid valve may have a first drainage channel, which is designed to discharge a leakage flow flowing along the first closure element, when the first closure element closes the first valve opening.
  • the solenoid valve may have a second drainage channel, which is designed to discharge a leakage flow flowing along the second closure element when the second closure element closes the second valve opening.
  • the drainages can be executed on one of the valve opening facing surface of the closure elements and / or on a, the closure element facing surface of an edge region of the valve openings.
  • the drainages may have branches and areas that are radially or parallel to the valve opening. The drainage can prevent infiltration of the closure elements by a fluid and thus avoid unwanted valve opening.
  • the solenoid valve may have a first valve layer which is arranged between the first closure element and the outer housing and the inner housing when the first closure element closes the first valve opening.
  • the solenoid valve may have a second valve layer, which is arranged between the second closure element and the outer housing and the inner housing, when the second closure element closes the second valve opening.
  • the first and the second valve layer may have a lower magnetic conductivity than the first and the second closure element.
  • the valve layers can each be arranged on the closure element or on edges of the valve opening and consist for example of Teflon or rubber.
  • the valve layers may prevent or reduce residual magnetism retention of the closure elements on the valve openings. Further, the valve layers can provide surface protection and noise reduction. Further, the solenoid valve, a means for providing a through the valve
  • Coil flowing current which is designed to adjust a magnitude of the current depending on a pressure difference between an outer pressure region on the side of the outer casing and an inner pressure region on the side of the inner casing.
  • the pressure difference can be provided by a pressure sensor.
  • the flow can be proportional to the pressure difference.
  • the force with which the closure elements close the valve openings can be adjusted pressure-dependent.
  • the power consumption can be minimized and on the other hand the opening time of the valve can be reduced.
  • Due to the pressure difference a closure element can already release a valve opening, although a residual magnetic field is still present. For example, it may be sufficient to reverse the magnetic field less than a quarter to already reach a valve opening.
  • the current can be provided via an H-bridge.
  • a power amplifier based on this can work almost lossless, ie there is no cut-off energy that is converted into heat in the final stage. Furthermore, a complete recovery of energy in the coil is possible. Furthermore, they are very short
  • Quantity can be used.
  • the present invention further provides a method of operating a solenoid valve according to any one of the preceding claims, comprising the steps of: providing the current flowing through the coil to prevent opening of the first valve opening and the second valve opening; and interrupting the current flowing through the coil to allow opening of the first valve opening or the second valve opening depending on a pressure difference between an outer pressure area on the outer housing side and an inner pressure area on the inner housing side.
  • the method can be implemented, for example, in a control unit that can regulate a current flow through the coil. When the current is interrupted, a current can also be briefly supplied in the opposite direction in order to dissolve residual magnetization and achieve a faster valve opening.
  • the inventive method may include a step of reversing the current flowing through the coil to accelerate the opening of the first valve opening or the second valve opening.
  • the current flowing through the coil can be pulse width modulated.
  • a corresponding PWM drive signal for example, to an output stage for providing the current flowing through the coil current can be provided.
  • an individual adjustment of the spring closing force be performed by a light continuous current by means of PWM drive signals.
  • the present invention further provides a spring having the following features: a bellows; a spring pot; a solenoid valve according to the present invention, which is arranged between a volume region of the bellows and a volume region of the spring cup.
  • a spring having the following features: a bellows; a spring pot; a solenoid valve according to the present invention, which is arranged between a volume region of the bellows and a volume region of the spring cup.
  • the inventive approach can also be used advantageously as an air damper, for example in the commercial vehicle sector.
  • the present invention further provides a disc spring, comprising: a central attachment point disposed in a first plane; a circumferential outer ring disposed in a second plane, the first plane being parallel to and spaced from the second plane when the cup spring is relaxed; and a plurality of radially extending ones
  • the diaphragm spring can be advantageously used in connection with valves and in particular in connection with the solenoid valve according to the invention.
  • the plate spring is in
  • Fig. 1 is a longitudinal view of an air spring damping, according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a side view of the invention air spring damping
  • FIG. 3 is an illustration of a solenoid valve according to an embodiment of the present invention
  • 4 is an illustration of a valve spring ring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 shows a further illustration of a solenoid valve according to the invention
  • FIG. 6 shows a further illustration of a solenoid valve according to the invention
  • FIG. 7 shows a further illustration of a solenoid valve according to the invention
  • 8 is an illustration of a support ring according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 shows a flow diagram of a method according to the invention for operating a solenoid valve
  • FIG. 10 shows a further illustration of a solenoid valve according to the invention.
  • FIG. 1 1 is a further illustration of a solenoid valve according to the invention
  • FIG. 12 shows a further illustration of a solenoid valve according to the invention
  • 13 is an illustration of an air spring damper according to an embodiment of the present invention
  • 14 shows an illustration of an output stage for actuating the solenoid valve, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Fig. 15 is a representation of a plate spring, according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 1 and 2 show in a sectional view of a vehicle body 101 with a directly mounted on the axis 103 air spring 1 1 1, one at the
  • FIG. 1 shows a longitudinal view of a portion of a vehicle with a spring according to one embodiment of the present invention.
  • the spring is arranged between a longitudinal member or a vehicle body 101 of a vehicle and a round vehicle axle 103.
  • the spring may be an air spring with an air spring bellows 1 1 1 and a Lucasfeder- pot 1 13 act.
  • a volume of the air spring bellows 1 1 1 is separated from a volume of the air spring pot 1 13 so by a solenoid valve 1 15, that a pressure equalization between air spring bellows 1 1 1 and air spring pot 1 13 via the solenoid valve 1 15 can be done.
  • a connecting hole 1 17 exist, which can allow pressure equalization between the axle and the air spring pot 1 13.
  • Fig. 2 shows a transverse view of the spring shown in Fig. 1, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a representation of a cross section through a solenoid valve, according to an embodiment of the present invention.
  • the solenoid valve has an electrical coil 320 which is arranged between a peripheral outer housing 322 and a circumferential inner housing 324.
  • the outer casing 322 has a wall portion on an outer side of the coil 320.
  • the inner housing 324 has a wall area on the inside of the coil. The two wall areas can be aligned parallel to each other. Windings of the coil 320 extend between the wall regions.
  • the coil 320 can connect in a fluid-tight manner to the wall region of the outer housing 322 as well as the wall region of the inner housing 324, whereby conductor loops of the coil 320 can be electrically insulated from the wall regions.
  • the outer housing 322 may be different from the
  • the inner housing 324 may have a surface area extending from the wall area into the interior of the coil 320, which may span an inner diameter of the coil 320 and thus connect opposite sections of the wall area of the inner housing 324 with one another.
  • an outer pressure region 330 can be separated from an inner pressure region 332.
  • the outer casing 322 has a plurality of outer through holes
  • the inner housing 324 has a plurality of inner through openings 342, which allow a connection between the inner pressure region 330 and a second valve opening. Opposite end portions of the wall portions of the outer housing 322 and the inner housing 324 may form a first gap on the upper side of the solenoid valve which forms the first valve opening and forms a second gap on the underside of the solenoid valve which forms the second valve opening.
  • the valve openings may be located directly above or below an imaginary extension of the coil 320 or offset therefrom.
  • a first fluid channel which according to this embodiment may be bounded by the outer housing 322, the inner housing 324 and an upper side of the spool 320, may connect the outer passage openings 340 to the first valve port.
  • a second fluid passage which according to this embodiment may be bounded by the outer housing 322, the inner housing 324, and a lower side of the spool 320, may connect the inner passages 340 to the second valve port.
  • the first fluid channel and the second fluid channel can be closed off from each other in a fluid-tight manner.
  • the first valve opening and the second valve opening can each be covered by a movable closure element 344 and thus closed.
  • the closure element 344 may be a circumferential ring.
  • the closure elements 344 can each be pressed by a spring 346 against the valve openings.
  • the springs 346 are formed as coil springs or disc springs, which together with the closure elements 344 each form an annular disc.
  • the coil springs 346 may have a plurality of through holes.
  • the annular discs 344, 346 may be mounted in an axis located in the center of the solenoid valve.
  • the annular disc 344, 346 on the top can be arranged parallel to the annular disc 344, 346 on the underside of the solenoid valve.
  • the annular disc 344, 346 on the underside may be adjacent and parallel to the spool interior spanning surface area of the inner housing 324 may be arranged.
  • the surface area of the inner housing 324 is arranged on the underside of the solenoid valve according to this exemplary embodiment.
  • the inner pressure area 332 can extend into the interior of the coil.
  • the lower annular disc 344, 346 is disposed below the surface area of the inner housing 324 and thus in the outer pressure region 330.
  • the inner through holes 342 may be disposed offset from the outer through holes 340. According to this embodiment, the inner through holes 342 are disposed in a lower portion of the spool 320 and above the surface portion of the inner case 324. On the other hand, the outer through holes 340 are disposed in an upper portion of the spool 320 and below the outwardly extending extension of the outer case 322. Thus, the inner through holes 342 are disposed in the inner pressure portion 332 and the outer through holes 340 are disposed in the outer pressure portion 330.
  • the wall regions of the Inngengekoruses 322 and the outer housing 324 may form a closed magnetic circuit around the coil together with the closure elements 344. According to this embodiment, the
  • the outer housing 324 and the closure elements 344 form a tubular ring or jacket around the turns of the coil 320.
  • the resulting magnetic field causes a magnetic flux through the inner case 322, the outer case 324 and the shutter members 344, so that closing elements 344 are pulled against the valve openings in addition to the force exerted by the springs 346 force.
  • valve openings can each form a circumferential gap, which can be covered by the closure elements 344.
  • Through holes 340, 342 may be formed as round holes.
  • the outer housing 322 of the solenoid valve may be a first housing part (housing part 1) and the inner housing 324 may be a second housing part (housing part 2).
  • the coil 320 may be a solenoid, and the upper and lower closure members 344 may each be formed as a valve spring ring.
  • a pressure p 2 and in the inner pressure region 332, a pressure P 1 exist in the outer pressure region 330.
  • valve ring disk shows a valve ring disk according to an embodiment of the present invention.
  • the valve ring disk has an outer annular portion which can act as a closure member 344 for the solenoid valve shown in FIG. 3. Furthermore, the valve ring disc has an inner spiral
  • the spring 346 has a plurality of through holes 460 through the shape of which a plurality of spiral arms are formed.
  • 5 shows an illustration of the solenoid valve shown in FIG. 3 in a first open position, according to an embodiment of the present invention.
  • a pressure P 1 in the inner pressure region 332 is greater than a pressure p 2 in the outer pressure region 330, so that pi> p 2 holds.
  • the upper closure element 344 Due to the pressure difference between the inner pressure region 332 and the outer pressure region 330, the upper closure element 344, which closes the first valve opening, is pressed against the first valve opening and closes it. In contrast, the lower shutter member 344 is pushed away from the second valve opening, thus giving the second valve opening free.
  • an opening behavior of the lower closure element 344 can be adjusted. The lower closure element 344 will thus release the second valve opening when the force acting on the lower closure element 344 by the pressure difference is greater than the restoring force of the lower spring 346.
  • the coil 320 can not be flowed through or only by a residual current. If the coil 320 still flows through a residual current, the resulting magnetic field can bring about a further closing force on the lower closure element 344, which additionally has to be overcome by the force acting on the lower closure element 344 by the pressure difference around the lower closure element 344 to open.
  • the fluid flow 555 may extend from the inner pressure region 332 through the through-holes of the helical spring 346 shown in FIG.
  • FIG. 6 shows an illustration of the solenoid valve shown in FIG. 3 in a second open position, according to an embodiment of the present invention.
  • a pressure P 1 in the inner pressure region 332 is greater than a pressure p 2 in the outer pressure region 330 (p 2 > pi).
  • a fluid flow 655, indicated by arrows, from the outer pressure region 330 into the inner pressure region 332 enables a pressure equalization.
  • the lower closure element 344 Due to the pressure difference between the inner pressure region 332 and the outer pressure region 330, the lower closure element 344, which closes the second valve opening, is pressed against the second valve opening. In contrast, the upper closure member 344 is pushed away from the first valve opening and thus releases the first valve opening. About a suitable adjustment of the spring force of the spring 346, an opening behavior of the upper closure member 344 can be adjusted in turn, the restoring force in turn can be supported by a Restrom through the coil 320.
  • the fluid flow 655 may flow from the outer pressure region 330 through the outer passage openings 340 and through the first valve opening into the inner pressure region 332. In the area of the first valve opening, the fluid flow 655 can divide and flow through a gap between the upper closure element 344 and the outer housing 322 on the one hand and through a gap between the upper closure element 344 and the inner housing 324 and through the through holes of the upper spring 346 ,
  • a circularly arranged annular coil 320 is enclosed by an electromagnetically conductive steel housing 322, 324.
  • the two annular discs 344 are pressed above and below the housing 322, 324 against the housing 322, 324 and close the annular gap.
  • no air can e.g. from the bottom of the valve to the top. So the pressure rises below the
  • Mass of the annular disc 344 is comparatively low, while the pressure in the annular gap accelerates the valve opens even before the magnetic field is removed from the coil 320.
  • On the underside of the valve is a functionally identical arrangement of circumferential bores 342, annular gap and annular disc 344, so that even in the opposite direction of flow, an overpressure on the top of the valve can be equally degraded.
  • This can be operated with only one annular coil of this valve in both directions, the unused ring disk 344 acts as a backflow preventer in the reverse direction.
  • the magnetic flux flows through both annular discs 344 and closes the valve in both directions of flow.
  • a return spring 346 may be a circular, provided in its surface with openings 460 plate spring used.
  • a valve spring to be pressed spring force can be generated, while on the other hand, a mechanical fixation takes place, through which the annular disc 344 can be moved only in the vertical direction.
  • Sheet thickness and shape of this plate spring 346 are designed so that in the closed state, the valve is locked with the desired spring force, while an elastic and durable wear resistant annular disc guide consists with a Maximalhubbegrenzung.
  • both valve ring disks 344 are pressed onto the valve seat. Since the internal pressure increase increases the metallic sealing surfaces of the valve disc 344 can infiltrate, the force on the valve disc 344 increases continuously.
  • Residual magnetism after switching off the coil 320 causes the valve ring 344 to stick to the housing 322, 324.
  • a small air gap is usually provided in solenoid valves. Although this reduces the maximum holding force of the valve, but on the other hand, it can prevent unintentional non-opening of the valve.
  • This air gap may be in the form of a thin e.g. Teflon or rubber-like layer on the respective valve seat on the housing 322, 324 or the two valve rings 344 be realized.
  • FIG. 7 A corresponding coating is shown in FIG. 7.
  • Fig. 7 shows a solenoid valve according to another embodiment of the present invention.
  • the coil 320 has no diamond-shaped but a rectangular cross-section.
  • the coil 320 may extend over an entire height of the outer housing 322 or the inner housing 324 and be formed as a toroidal coil.
  • an end region of the wall region of the outer housing 322 facing the first valve opening can protrude from the coil 320, so that a gap is formed between the outer housing 322 and the coil 320, which can be used as the first fluid channel.
  • the portion of the outer case having the outer through holes 340 extends
  • the inner housing 324 may be over a extend lower portion of the coil 320 and thus form a lower termination for the coil 320.
  • the first valve opening may be arranged offset to the coil 320.
  • the first valve opening terminates with an outer edge of the coil 320.
  • the first fluid channel may be laterally attached to an outer side of the spool
  • the first valve opening can be closed by a closure element 344 in the form of a lower support ring or valve plate, which is pressed by a lower spring element 346 against the first valve opening.
  • an end region of the wall region of the inner housing 324 facing the second valve opening can protrude from the coil 320, so that a gap is formed between the inner housing 324 and the coil 320, which can be used as a second fluid channel
  • the portion of the inner case 322 having the inner through holes 342 extends obliquely away from the coil 320.
  • the outer housing 322 may extend over an upper portion of the coil 320 and form an upper termination for the coil 320.
  • the second valve opening may be arranged offset to the coil 320. According to this embodiment, an edge portion of the second valve opening terminates with an inner edge of the spool 320.
  • the second fluid channel leads laterally past an inner side of an upper edge region of the coil 320.
  • the second fluid channel between the coil 320 and the surface region of the inner housing 322, which extends according to this embodiment in an upper region of the solenoid valve 320 via the coil interior extend.
  • the second valve opening can be closed by a closure element 344 in the form of an upper support ring or valve plate, which is pressed by an upper spring element 346 against the first valve opening.
  • FIG. 8 shows the cutout 350 of one of the closure elements 344 indicated in FIG. 3. Shown is the outer pressure region 330 with a pressure p 2 and the inner pressure region 332 with a pressure P 1 . In a ring support surface 865, the higher pressure region 330 may slowly infiltrate the closure member 344 and result in a higher valve opening force. This can be an arbitrary transition pressure set, the value of which varies between p1 and p2.
  • a circumferential groove 867 and a plurality of grooves 867 which lead from the circumferential groove 867 radially outward.
  • leakage currents can be collected and discharged via the radially extending grooves 867.
  • FIG. 9 shows a flowchart of a method for operating a solenoid valve, as shown for example in the preceding figures.
  • a step 981 of the current flowing through the coil In order to prevent a release of the valve openings in a closed state, provision can be made in a step 981 of the current flowing through the coil.
  • a step 983 In order to enable the first valve opening or the second valve opening to be released in an open state, in a step 983 an interruption or reversal of the current flowing through the coil can take place.
  • the steps 981, 983 may be alternately performed repeatedly.
  • a reversal of the current direction can take place for a short time in order to release the corresponding current
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the contact pressure of the closure element 344 can be arbitrarily reinforced by permanently controlling a small valve current by PWM signals.
  • the closing force of the spring 346 can be artificially increased and thus it can be achieved that even without targeted movement-dependent valve open the valve automatically from a certain differential pressure opens the valve. This can be particularly important for cost-effective solutions, as this can be dispensed with the individual way / pressure sensing of the individual axes.
  • Figures 10 to 12 show a suitable for mass production valve, according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 10 shows a cross-sectional view of a solenoid valve with a coil 320, an outer housing 322, an inner housing 324, a fastening device 326, which may be an injection molded part, outer
  • FIG. 1 1 shows a further illustration of the solenoid valve shown in Fig. 10.
  • the area of the inner housing 324 located inside the coil 320 may have a plurality of radially extending webs which are at right angles to the
  • FIG. 12 shows a further illustration of the solenoid valve shown in FIG. 10. Shown are the outer passage openings 340 in the wall region of the Outer casing 322.
  • the solenoid valve 20 may include outer through-passages 340 and 20 have inner through-holes 342.
  • FIG. 13 shows the valve 115 according to the invention installed in an air spring 11 1 with the axle 103 arranged underneath.
  • the air spring has an air spring bellows
  • an air spring pot 1 13 a round vehicle axle 103, which may include air as a closed container 1303, a magnetic air damper 115, air 1313 located in the air spring pot 113, in the air spring 1 11 located air 1311, a side member or Vehicle body 101 and a connection bore 17 between axle volume 1303 and air pot 113.
  • FIG. 14 shows a block diagram of an output stage for driving the solenoid valve according to the invention and in particular the coil L1 320 of the solenoid valve, according to an embodiment of the present invention.
  • the output stage can be connected between a voltage supply input UB, to which a voltage of +24 volts can be applied, and a ground terminal GND.
  • the output stage may further comprise a first control input IH1 and a second control input IH2, which are designed to control a first switch 1491, a second switch 1492, a third switch 1493 and a fourth switch 1494.
  • the second switch 1491 may be connected to the first control input IH1 and the first switch 1492 to the second control input IH2.
  • the fourth switch 1494 can be connected to the first control input IH1 via an inverter, and the third switch 1493 can be connected to the second control input IH2 via an inverter.
  • Terminal of the first switch 1491 and a first terminal of the second switch 1492 may be connected to the input UB.
  • a second terminal of the first switch 1491 and a second terminal of the second switch 1492 may be connected to a first terminal Out 1 of the coil 320.
  • a first terminal of the third switch 1493 and a first terminal of the fourth switch 1494 may be connected to a second terminal Out 2 of the coil 320.
  • a second terminal of the third switch 1493 and a second terminal of the fourth switch 1494 may be connected to the ground terminal GND.
  • the coil 320 can be charged If the signal "00" is present at the control inputs IH1, IH2, the charge can be held in the coil 320 or Spool 320 can be easily discharged. If the signal "01" is present at the control inputs IH1, IH2, the coil 320 can be discharged.
  • the switches 1491, 1492, 1493, 1494 may be formed as low-resistance field-effect transistors.
  • Fig. 15 shows an illustration of a plate spring, according to an embodiment of the present invention.
  • the plate spring can be used in conjunction with the solenoid valve shown in the preceding figures, for example, instead of the valve ring disk shown in Fig. 4.
  • the plate spring has a circumferential outer ring 344 and a plurality of radially extending webs 346, between which respective through holes 460 are arranged.
  • the plate spring has a central attachment point 1550, which may have a central passage opening through which the plate spring can be attached.
  • the webs 346 connect the central attachment point 1550 with the circumferential outer ring.
  • the webs 346 have a rectilinear course in the horizontal direction. In the vertical direction, however, the webs 346 may be bent, as shown in Figures 16a to 16d. Instead of curved webs, as shown in Fig. 4, according to the in
  • rectilinear webs 346 are placed between the central attachment point 1550 and the outer ring 344 and their length is increased in an embossing process while impressing a height-related S-impact.
  • the disc spring according to the invention is characterized in the application as a valve closing spring by a small spring force in the working range, for example, 0 - 2 mm, from. For larger deflections there is a very progressive increase in force, which finally ends in a fixed stop limit. This movement should also be possible for a few hundred million operations.
  • FIG. 16a shows a sectional view of the plate spring shown in Fig. 15 in a non-biased position.
  • the cup spring extends between a first plane 1652 and a second plane 1654 offset and parallel thereto.
  • the central attachment point 1550 is arranged in the first plane 1652 and the outer ring 344 in the second plane 1654.
  • the webs 346 each have a bend.
  • the first plane 1652 is arranged higher than the second plane 1654 and the webs 346 have a downward bend accordingly on.
  • the central attachment point 1550 and the outer ring 344 may be aligned parallel to each other.
  • the outer ring 344 has an additional annular layer which can serve as a closure element for the valve opening.
  • Fig. 16b shows a sectional view of the plate spring shown in Fig. 15 in a rest position in a, for example, in the solenoid valve according to the invention, installed state.
  • the plate spring has a bias, so that the first plane 1652 and the second plane 1654 may be at the same height.
  • the webs 346 may have an upward bend.
  • the central attachment point 1550 and the outer ring 344 may be aligned parallel to each other.
  • Fig. 16c shows a sectional view of the plate spring shown in Fig. 15 in an open state, for example, with a nominal opening of, for example, 2.5 mm. This condition can be achieved by a pressure caused by a fluid flowing out through the valve opening.
  • the first level 1652 and the second level 1654 are offset in elevation, with the first level 1652 being lower than the second level 1654.
  • a working range of the disc spring may be limited by the positions of the disc spring shown in FIGS. 16b and 16c.
  • Fig. 16d shows a sectional view of the disc spring shown in Fig. 15 in an open state, for example, with a maximum possible opening of, for example, 5 mm.
  • the first level 1652 and the second level 1654 are offset in elevation, with the first level 1652 being lower than the second level 1654.
  • the webs 346 have reached their yield point, resulting in a height stop for the plate spring. This leads to a limitation of the movement of the outer ring 344 upwards.

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Abstract

Es wird ein Magnetventil vorgeschlagen, das ein umlaufendes Außengehäuse (322) und ein umlaufendes Innengehäuse (324) aufweist, die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden. Das Außengehäuse weist mindestens eine äußere Durchgangsöffnung (340) auf, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöffnung verbunden ist. Das Innengehäuse weist mindestens eine innere Durchgangsöffnung (342) auf, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist. Das Magnetventil weist ferner ein erstes und ein zweites Verschlusselement (344) auf, die beweglich angeordnet sind, um ein Verschließen und Öffnen der ersten und zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen. Ferner weist das Magnetventil eine elektrische Spule (320) auf, die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom fließt. Trotz eines großen möglichen Öffnungsquerschnitts kann damit eine für elektrische Schaltventile außergewöhnlich kurze Öffnungszeit erreicht werden, da zum einen die bewegte Masse der Ringscheibe (344) vergleichsweise gering ist, während gleichzeitig der Überdruck im Ringspalt das Ventil beschleunigt öffnet, noch bevor das magnetische Feld aus der Spule (320) abgeführt ist.

Description

Magnetventil und Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil, ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils sowie auf eine Feder, die beispielsweise im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden können.
Zur Dämpfung von Nutzfahrzeugen (NFZ) werden üblicher weise hydraulische Stoßdämpfer verwendet. Lediglich für PKW und Zweiradfahrzeuge existieren ne- ben hydraulischen Stoßdämpfern auch einige wenige Fahrzeuge, welche mit
Stoßdämpfern auf Basis von Luftdämpfern ausgestattet sind.
Bisher existieren keine Luftdämpfer für Anwendungen im Nutzfahrzeug-Bereich. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Magnetventil, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils sowie eine verbesserte Feder zu schaffen, die auch im Nutzfahrzeug-Bereich eingesetzt werden können. Diese Aufgabe wird durch ein Magnetventil gemäß Anspruch 1 , durch ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß Anspruch 9 und eine Feder gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grund, dass Stoßdämpfer auf
Basis von Druckluft, im Gegensatz zu hydraulischen Stoßdämpfern, einige Vorteile bieten. Der erfindungsgemäße Ansatz ermöglicht den Einsatz von Luftdämpfern auch für Anwendungen im Nutzfahrzeugbereich. Beispielsweise bieten Stoßdämpfer auf Basis von Druckluft den Vorteil einer geringeren Aufbaube- schleunigung für höhere Frequenzen, z.B. bezüglich Geräusche von Kopfsteinpflastern. Dies kann zu einer geringeren Beschädigung von Straßenbelägen füh- ren. Auch erfolgt kein systematischer Verschleiß des Dämpfers, wie es bei hydraulischen Dämpfern der Fall ist, die nach 3 - 4 Jahren verschlissen sind. Es kann auch ein Überlastschutz durch Messung des Ventilsstromes und damit eine Erkennung von thermischer Überlast, mit der Möglichkeit der Reduzierung der Dämpferleistung, gewährleistet werden. Ferner ist eine reduzierte Notlaufdämpfung bei Ausfall der elektrischen Ansteuerung realisierbar.
Erfindungsgemäß kann die Luftfederung von Nutzfahrzeugen mit Hilfe eines Luftdämpfers gleichzeitig als Dämpfer benutzt werden. Dies kann erreicht wer- den, indem die Luft eines Luftfederbalgs mit einem weiteren externen Druckluftspeicher verbunden wird. Als Druckluftspeicher kann die Fahrzeugachse sowie der Luftfedertopf der jeweiligen Luftfeder verwendet werden. Werden zwischen die Luftfeder und den externen Speicher (hier Achsvolumen) zwei antiparallele Rückflussverhinderer geschaltet, so entsteht bei Optimierung der Schließfedern der jeweiligen Rückflussverhinderer eine Dämpfung des Fahrzeugaufbaus.
Diese Dämpferleistung kann erhöht werden, indem anstelle der antiparallelen Rückflussverhinderer zwei antiparallele elektrisch steuerbare Magnetventile platziert werden. Die erfindungsgemäße Ventilform kann, unter Benutzung nur einer Magnetspule, wahlweise in beide Durchflussrichtungen betrieben werden.
Die wesentlichen Funktionsmerkmale der antiparallelen Magnetventile und insbesondere des erfinderischen Magnetventils sind ein schaltbares Ventil mit Durchfluss in beide Flussrichtungen, das einen antiparallelen Betrieb ermöglicht sowie ein großer schaltbarer Querschnitt im aktivierten Zustand, beispielsweise mit einer wirksamen Querschnittsfläche von ca. 1200 mm2 bzw. 10002 mm, die einem Durchmesser von ca. 40 mm bzw. 35 mm entspricht. Weitere Funktionsmerkmale sind eine kurze Schaltzeit bis zum vollständigen Öffnen des Ventils, eine hohe Verschleißfestigkeit aufgrund einer geringen Flächenbelastung, ein einfacher und robuster Aufbau, eine preisgünstige Herstellung sowie eine Ener- gierückgewinnung beim Schließen des Ventils.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Magnetventil, mit folgenden Merkmalen: einem umlaufenden Außengehäuse und einem umlaufenden Innengehäuse, die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden, wobei das Außengehäuse mindestens eine äußere Durchgangsöffnung aufweist, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöff- nung verbunden ist und wobei das Innengehäuse mindestens eine innere Durchgangsöffnung aufweist, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist; einem ersten Verschlusselement, das beweglich angeordnet ist, um ein Verschließen und Öffnen der ersten Ventilöffnung zu ermögli- chen und einem zweiten Verschlusselement, das beweglich angeordneten ist, um ein Verschließen und Öffnen der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen; und einer elektrischen Spule, die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom fließt.
Das Magnetventil kann zwischen einem äußeren Druckbereich und einem inneren Druckbereich angeordnet sein. Der äußere Druckbereich kann durch das Außengehäuse und das Innengehäuse von dem inneren Druckbereich abgetrennt sein. Im geschlossenen Zustand kann das Ventil ausgebildet sein, um eine Druckdifferenz zwischen dem äußeren und dem inneren Druckbereich aufrechtzuerhalten, indem beide Verschlusselemente geschlossen sind. Im geschlossenen Zustand kann der Strom durch die Spule fließen. Im geöffneten Zustand kann das Ventil ausgebildet sein, um einen Ausgleich einer Druckdifferenz zwischen dem äußeren und dem inneren Druckbereich zu ermöglichen, indem je nach Richtung der Druckdifferenz ein Fluidstrom durch den ersten Fluidkanal oder ein Fluidstrom durch den zweiten Fluidkanal ermöglicht wird. Dazu ist eines der Verschlusselemente geöffnet und das jeweils andere geschlossen. Im geöff- neten Zustand kann kein Strom durch die Spule fließen. Bei dem Fluid kann es sich beispielsweise um Luft oder ein anderes Gas oder eine Flüssigkeit, handeln. Die Spule kann eine Innenseite, eine Außenseite, eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen. Das Innengehäuse kann auf der Innenseite der Spule eine umlaufende Innenwand und eine Verbindungsfläche aufweisen, die sich über einen inneren Durchmesser der der Spule erstrecken kann. Die Verbindungsfläche kann den äußeren Druckbereich im Inneren der Spule von dem äußeren Druckbereich fluiddicht abgrenzen. Das Außengehäuse kann außerhalb der Spule angeordnet sein und auf der Außenseite der Spule eine umlaufende Außenwand aufweisen. Die Spule kann mindestens eine umlaufende Leiterschleife aufwei- sen, die zwischen der umlaufenden Innenwand und der umlaufenden Außenwand angeordnet sein kann. Umlaufend kann in sich geschlossen, beispielswei- - A - se ringförmig bedeuten, wobei eine Form der Außenwand, der Spule und der Innenwand aneinander angepasst sein können. Somit können das Außengehäuse und das Innengehäuse eine, beispielsweise rohrförmige Ummantelung für die mindestens eine Leiterschleife der Spule ausbilden. Die erste Ventilöffnungen kann auf der Oberseite der Spule und die zweite Ventilöffnung auf der Unterseite der Spule angeordnet sein, oder umgekehrt. Die Ventilöffnungen können jeweils als umlaufender Spalt ausgebildet sein, der jeweils durch Endbereiche des Außengehäuses und des Innengehäuses gebildet werden kann. Die Fluidkanäle können durch Bereiche des Außengehäuses, des Innengehäuses und der Spule gebildet werden. Der erste Fluidkanal kann einen Fluidstrom von dem äußeren
Druckbereich in den inneren Druckbereich ermöglichen, wenn die erste Ventilöffnung geöffnet ist. Der zweite Fluidkanal kann einen Fluidstrom von dem inneren Druckbereich in den äußeren Druckbereich ermöglichen, wenn die zweite Ventilöffnung geöffnet ist. Die Ventilöffnungen können verschlossen werden, indem sich das jeweilige Verschlusselement zu der entsprechenden Ventilöffnung hin bewegt und auf Rändern der Ventilöffnungen aufliegt und diese fluiddicht abschließt. Die Ventilöffnungen können geöffnet werden, indem sich das jeweilige Verschlusselement von der entsprechenden Ventilöffnung weg bewegt und somit einen Fluidstrom aus der Ventilöffnung heraus ermöglicht. Die Verschlussele- mente können durch eine Rückstellkraft, beispielsweise von einer Feder in Richtung der Ventilöffnungen gedrückt oder gezogen werden. Sind die Verschlusselement geschlossen, so können die Verschlusselemente zusammen mit dem Außengehäuse und dem Innengehäuse einen geschlossenen oder teilweise unterbrochenen Kreis um die mindestens eine Leiterschleife der Spule ausbilden. Die elektrische Spule kann von dem elektrischen Strom durchflössen werden und dadurch ein Magnetfeld erzeugen. Die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse können aus einem Material, beispielsweise aus einem ferromagnetischen Stoff, ausgeformt sein, dass eine wesentlich höhere magnetische Leitfähigkeit aufweist, als ein sich in den Druckbereichen anordenbares FIu- id. Somit können Magnetfeldlinien eines von der Spule erzeugbaren Magnetfelds, aufgrund des geringeren magnetischen Widerstands, vorzugsweise durch die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse führen. Dadurch kann ein magnetischer Fluss durch die Verschlusselemente, das Außengehäuse und das Innengehäuse fließen, der bestrebt ist, den magnetischen Wi- dertand durch den Magnetkreis zu minimieren. Dies führt zu einer zusätzlichen
Kraft, die einem Entfernen der Verschlusselemente von der jeweiligen Ventilöff- nung entgegenwirkt und somit die Verschlusselemente gegen die Bereiche des Außengehäuses und des Innengehäuses zieht, die die Ventilöffnungen ausbilden. Die zusätzliche Kraft kann durch ein Einstellen der Stromstärke durch die Spule, eine Ausgestaltung der Spule sowie durch eine Anordnung, Ausformung und Materialwahl der Verschlusselemente, des Außengehäuses und des Innengehäuse, anwendungsspezifisch eingestellt werden.
Das Magnetventil kann ein erstes Federelement aufweisen, das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der ersten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das erste Verschlusselement bereitzustellen. Entsprechend dazu kann das Magnetventil ein zweites Federelement aufweisen, das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der zweiten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das zweite Verschlusselement bereitzustellen. Die Federelemente können die jeweiligen Verschlusselemente gegen die jeweiligen Ventilöffnungen ziehen oder drücken und somit eine Rückstellkraft bereitstellen. Die Federelemente ermöglichen ein
Verschließen des Ventils auch dann, wenn noch kein Strom durch die Spule fließt und somit keine zusätzliche Kraft durch das Magnetfeld auf die Verschlusselemente ausgeübt wird. Gleichzeitig ermöglichen die Federelemente eine horizontale Führung, so dass das Verschlusselement immer zentrisch auf die Ventil- Öffnung platziert ist.
Dabei kann das erste Federelement aus einer ersten Tellerfeder ausgeformt sein, die in einem äußeren Bereich mit dem ersten Verschlusselement gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen auf- weist. Das zweite Federelement kann aus einer zweiten Tellerfeder ausgeformt sein, die in einem äußeren Bereich mit dem zweiten Verschlusselement gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist. Gekoppelt kann bedeuten, dass das jeweilige Federelement mit dem jeweiligen Verschlusselement so verbunden ist, das das Federelement die Rück- stellkraft auf das Verschlusselement übertragen kann. Federelement und Verschlusselement können ein einziges Element darstellen, die aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien geformt sein können. Alternativ können Federelement und Verschlusselement zwei separate Elemente darstellen. Das Verschlusselement kann aus einem Material ausgeformt sein, das eine hohe magne- tische Leitfähigkeit, also eine hohe magnetische Permeabilität oder Permeabili- tätszahl aufweist. Dagegen kann das Federelement aus einem in Bezug auf die Elastizität optimierten Material, beispielsweise Federstahl, ausgeformt sein.
Insbesondere kann zumindest eines der Federelemente als eine erfindungsge- mäße Tellerfeder ausgebildet sein, die eine Mehrzahl radial verlaufender Stege aufweist, die jeweils eine S-förmige Biegung zwischen einer ersten und einer parallelen zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist. Die erfindungsgemäße Tellerfeder weist auch bei großer Betätigungszahl eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit auf.
Das erste Verschlusselement kann als ein erster Auflagering, und das zweite Verschlusselement kann als ein zweiter Auflagering ausgebildet sein. Dies bietet sich bei umlaufenden Ventilöffnungen an. Das erste Verschlusselement kann so angeordnet sein, das beim Öffnen ein erster Fluidstrom aus dem ersten Fluidkanal beidseitig an dem ersten Verschlusselement vorbeiströmen kann. Entsprechend kann das zweite Verschlusselement so angeordnet sein, das beim Öffnen ein zweiter Fluidstrom aus dem zweiten Fluidkanal beidseitig an dem zweiten Verschlusselement vorbeiströmen kann. Der Fluidstrom kann jeweils durch einen Druckunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Druckbereich hervorgerufen sein. Beidseitig kann bedeuten, dass der Fluidstrom sowohl an einem, der Außenseite der Spule zugewandten Ende des Verschlusselements als auch an einem, der Innenseite der Spule zugewandten Ende des Verschlusselements vorbeiströmen kann. Dies ermög- licht schon bei kleinen Öffnungsbewegungen des Verschlusselementes einen größeren Fluistrom. Dadurch kann sowohl das Ansprechverhalten des Magnetventils als ein Druckausgleich zwischen dem äußeren und inneren Bereich beschleunigt werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Magnetventil eine erste Drainagerinne aufweisen, die ausgebildet ist, um einen entlang des ersten Verschlusselements fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt. Entsprechend dazu kann das Magnetventil eine zweiten Drainagerinne aufweisen, die ausgebildet ist, um einen entlang des zweiten Verschlusselements fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt. Die Drainagerinnen können auf einer der Ventilöffnung zugewandten Oberfläche der Verschlusselemente und/oder auf einer, dem Verschlusselement zugewandten Oberfläche eines Randbereiches der Ventilöffnungen ausgeführt sein. Die Drainagerinnen können Verzweigungen aufweisen und Bereiche aufweisen, die radial oder parallel zu der Ventilöffnung geführt sind. Die Drainagerinnen können eine Unterwanderung der Verschlusselemente durch ein Fluid verhindern und somit eine unerwünschte Ventilöffnung vermeiden.
Gemäß einer weitern Ausführungsform kann das Magnetventil eine erste Ventil- schicht aufweisen, die zwischen dem ersten Verschlusselement und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeordnet ist, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt. Entsprechend dazu kann das Magnetventil eine zweite Ventilschicht aufweisen, die zwischen dem zweiten Verschlusselement und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeord- net ist, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt.
Dabei können die erste und die zweite Ventilschicht eine geringere magnetische Leitfähigkeit als das erste und das zweite Verschlusselement aufweisen. Die Ventilschichten können jeweils an dem Verschlusselement oder an Rändern der Ventilöffnung angeordnet sein und beispielsweise aus Teflon oder Gummi beste- hen. Die Ventilschichten können ein durch Restmagnetismus bewirktes Festhalten der Verschlusselemente an den Ventilöffnungen verhindern oder vermindern. Ferner können die Ventilschichten einen Oberflächenschutz und eine Lärmreduzierung bewirken. Ferner kann das Magnetventil eine Einrichtung zum Bereitstellen eines durch die
Spule fließenden Stroms aufweisen, die ausgebildet ist, um eine Größe des Stroms abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses einzustellen. Die Druckdifferenz kann von einem Drucksen- sor bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Strom proportional zur Druckdifferenz sein. Auf diese Weise kann die Kraft, mit der die Verschlusselemente die Ventilöffnungen verschließen, druckabhängig eingestellt werden. Dadurch kann zum einen der Stromverbrauch minimiert werden und zum anderen die Öffnungszeit des Ventils reduziert werden. Aufgrund der Druckdifferenz kann ein Verschlusselement eine Ventilöffnung bereits freigeben, obwohl noch ein Restmagnetfeld anliegt. Beispielsweise kann es ausreichend sein, das Magnetfeld um weniger als ein Viertel zu reduzieren, um bereits eine Ventilöffnung zu erreichen. Der Strom kann über eine H-Brücke bereitgestellt werden. Eine darauf basierende Endstufe kann nahezu verlustfrei arbeiten, d.h. es entsteht keine Abschaltenergie, die in der Endstufe in Wärme umgesetzt wird. Ferner ist ein komplettes Rückspeisen der Energie in der Spule möglich. Des Weiteren sind sehr kurze
Entladezeiten für das Magnetfeld des Magnetventils erzielbar, da ein vergleichsweise großer Entladestrom bis zum Schluss der Entladung fließen kann. Auch besteht die Möglichkeit der Beseitigung von Restmagnetismus durch eine verpolte Ansteuerung der Spule. Zudem sind solche Endstufen neuerdings vergleichs- weise preisgünstig, da sie in elektronisch kommutierten E-Motoren in großer
Stückzahl verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das die folgen- den Schritte umfasst: Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms, um ein Öffnen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung zu verhindern; und Unterbrechen des durch die Spule fließenden Stroms, um abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses ein Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen. Das Verfahren kann beispielsweise in einem Steuergerät umgesetzt werden, das einen Stromfluss durch die Spule regeln kann. Beim Unterbrechen des Stroms kann auch kurzzeitig ein Strom in umgekehrter Richtung bereitgestellt werden, um eine Restmagnetisierung aufzulösen und eine schnellere Ventilöff- nung zu erreichen.
Eine deutliche Beschleunigung des Öffnungsverhaltens des Magnetventils kann durch Umpolen des Ansteuerstromes erzielt werden. Demnach kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Umpolens des durch die Spule flie- ßenden Stroms umfassen, um das Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu beschleunigen.
Ferner kann der durch die Spule fließende Strom pulsweitenmoduliert werden. Dazu kann ein entsprechendes PWM-Ansteuersignal, beispielsweise an eine Endstufe zum Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein individuelles Einstellen der Federschließkraft durch ein leichtes Dauerbestromen mittels PWM-Ansteuersignalen durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Feder, die die folgenden Merkmale aufweist: einen Federbalg; einen Federtopf; ein Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung, das zwischen einem Volumenbereich des Federbalgs und einem Volumenbereich des Federtopfs angeordnet ist. Somit kann der erfindungsgemäße Ansatz auch vorteilhaft als Luftdämpfer, beispielsweise im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Tellerfeder, mit folgenden Merkmalen: einem zentralen Befestigungspunkt, der in einer ersten Ebene angeordnet ist; einem umlaufenden Außenring, der in einer zweiten Ebene angeordnet ist, wobei die erste Ebene parallel zu der zweiten Ebene und von dieser beabstandet ist, wenn die Tellerfeder entspannt ist; und einer Mehrzahl radial verlaufender
Stege die den zentralen Befestigungspunkt mit dem umlaufenden Ring verbinden, und jeweils eine S-förmige Biegung zwischen der ersten und der zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist. Die Tellerfeder kann vorteilhaft im Zusammenhang mit Ventilen und insbesondere im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Magnetventil eingesetzt werden. Die Tellerfeder ist im
Arbeitsbereich sehr leichtgängig und weist in einem über den Arbeitsbereich hinausgehenden Betätigungsbereich eine starke Progression auf, die in einem festen Höhenanschlag mündet. Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsansicht einer Luftfederdämpfung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Luftfederdämpfung
Fig. 3 eine Darstellung eines Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 eine Darstellung eines Ventilfederrings, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
Fig. 6 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
Fig. 7 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils; Fig. 8 eine Darstellung eines Auflagerings, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Magnetventils;
Fig. 10 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
Fig. 1 1 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils; Fig. 12 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Magnetventils;
Fig. 13 eine Darstellung eines Luftfederdämpfers, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 14 eine Darstellung einer Endstufe zum Ansteuern des Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 eine Darstellung einer Tellerfeder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Figuren 16a bis 16d
weitere Darstellungen der erfindungsgemäßen Tellerfeder.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vor- liegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Die Figuren 1 und 2 zeigen in einer Schnittzeichnung eine Fahrzeugaufbau 101 mit einer direkt auf der Achse 103 angebrachten Luftfeder 1 1 1 , einem an der
Oberseite des Luftfedertopfes 1 13 angebrachten Magnetventil 1 15 und einer Verbindung 1 17 zur direkt darunterliegenden Hohlachse 103, die als externer Speicher zur Luftdämpferfunktion benutzt wird. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine Längsansicht eines Bereichs eines Fahrzeugs mit einer Feder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Feder ist zwischen einem Längsträger bzw. einem Fahrzeugaufbau 101 eines Fahrzeugs und einer runden Fahrzeugachse 103 angeordnet. Bei der Feder kann es sich um eine Luftfeder mit einem Luftfederbalg 1 1 1 und einem Luftfeder- topf 1 13 handeln. Ein Volumen des Luftfederbalgs 1 1 1 ist von einem Volumen des Luftfedertopfs 1 13 so durch ein Magnetventil 1 15 getrennt, dass ein Druckausgleich zwischen Luftfederbalg 1 1 1 und Luftfedertopf 1 13 über das Magnetventil 1 15 erfolgen kann. Zwischen einem Achsvolumen der Fahrzeugachse 103 und dem Lufttopf kann eine Verbindungsbohrung 1 17 bestehen, die einen Druckausgleich zwischen dem Achsvolumen und dem Luftfedertopf 1 13 ermöglichen kann.
Fig. 2 zeigt eine Queransicht der in Fig. 1 gezeigten Feder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen in Schnittzeichnungen ein Ventil in verschiedener Ausführung und Schaltfunktion zur Luftdämpfung an einem Fahrzeug wie es in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Querschnitts durch ein Magnetventil, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Magnetventil weist eine elektrische Spule 320 auf, die zwischen einem umlaufenden Außengehäuse 322 und einem umlaufenden Innengehäuse 324 angeordnet ist. Das Außengehäuse 322 weist auf einer Außenseite der Spule 320 einen Wandbereich auf. Das Innengehäuse 324 weist auf der Innenseite der Spule einen Wandbereich auf. Die beiden Wandbereiche können parallel zueinander ausgereichtet sein. Zwischen den Wandbereichen verlaufen Wicklungen der Spule 320. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Spule 320 fluiddicht an den Wandbereich des Außengehäuses 322 als auch den Wandbereich des Innengehäuses 324 anschließen, wobei Leiterschleifen der Spule 320 gegenüber den Wandbereichen elektrisch isoliert sein können. Das Außengehäuse 322 kann einen sich von dem
Wandbereich, in Bezug auf die Spule 320, nach außen erstreckenden Befestigungsbereich aufweisen, der von einer Befestigungseinrichtung 326 gehalten werden kann. Das Innengehäuse 324 kann einen sich von dem Wandbereich ins innere der Spule 320 erstreckenden Flächenbereich aufweisen, der einen Innen- durchmesser der Spule 320 überspannen und somit gegenüberliegende Abschnitte des Wandbereichs des Innengehäuses 324 miteinander verbinden kann. Durch das Außengehäuse 322 und das Innengehäuse 324 kann ein äußerer Druckbereich 330 von einem inneren Druckbereich 332 abgetrennt werden. Das Außengehäuse 322 weist eine Mehrzahl von äußeren Durchgangsöffnungen
340 auf, die eine Verbindung zwischen dem äußeren Druckbereich 332 und einer erste Ventilöffnung ermöglichen. Das Innengehäuse 324 weist eine Mehrzahl von inneren Durchgangsöffnungen 342 auf, die eine Verbindung zwischen dem inneren Druckbereich 330 und einer zweiten Ventilöffnung ermöglichen. Einander ge- genüberliegenden Endabschnitte der Wandbereiche des Außengehäuses 322 und des Innengehäuses 324 können auf der Oberseite des Magnetventils einen ersten Spalt ausbilden, der die erste Ventilöffnung ausformt und auf der Unterseite des Magnetventils einen zweite Spalt ausbilden, der die zweite Ventilöffnung ausformt. Die Ventilöffnungen können direkt oberhalb beziehungsweise unterhalb einer gedachten Verlängerung der Spule 320 oder versetzt dazu angeordnet sein. Ein erster Fluidkanal, der gemäß diesem Ausführungsbeispiel von dem Außengehäuse 322, dem Innengehäuse 324 und einer oberen Seite der Spule 320 begrenzt werden kann, kann die äußeren Durchgangsöffnungen 340 mit der ersten Ventilöffnung verbinden. Ein zweiter Fluidkanal, der gemäß diesem Ausfüh- rungsbeispiel von dem Außengehäuse 322, dem Innengehäuse 324 und einer unteren Seite der Spule 320 begrenzt werden kann, kann die inneren Durchgangsöffnungen 340 mit der zweiten Ventilöffnung verbinden. Der erste Fluidkanal und der zweite Fluidkanal können fluiddicht voneinander abgeschlossen sein. Die erste Ventilöffnung und die zweite Ventilöffnung können jeweils von einem beweglichen Verschlusselement 344 abgedeckt und somit verschlossen werden. Bei dem Verschlusselement 344 kann es sich um einen umlaufenden Ring handeln. Die Verschlusselemente 344 können jeweils durch eine Feder 346 gegen die Ventilöffnungen gedrückt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Federn 346 als Spiralfedern oder Tellerfedern ausgebildet, die zusammen mit den Verschlusselementen 344 jeweils eine Ringscheibe ausbilden. Die Spiralfedern 346 können eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweisen. Die Ringscheiben 344, 346 können in einer, in der Mitte des Magnetventils angeordneten Achse befestigt sein. Die Ringscheibe 344, 346 auf der Oberseite kann parallel zu der Ringscheibe 344, 346 auf der Unterseite des Magnetventils angeordnet sein. Die Ringscheibe 344, 346 auf der Unterseite kann benachbart und parallel zu dem, das Spuleninnere überspannenden Flächenbereich des Innengehäuses 324 angeordnet sein. Der Flächenbereich des Innengehäuses 324 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel an der Unterseite des Magnetventils angeordnet Somit kann sich der innere Druckbereich 332 bis ins Innere der Spule erstrecken. Die untere Ringscheibe 344, 346 ist unterhalb des Flächenbereichs des Innengehäuses 324 und somit im äußeren Druckbereich 330 angeordnet.
Die inneren Durchgangsöffnungen 342 können versetzt zu den äußeren Durchgangsöffnungen 340 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die inneren Durchgangsöffnungen 342 in einem unteren Bereich der Spule 320 und oberhalb des Flächenbereichs des Innengehäuses 324 angeordnet. Dagegen sind die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in einem oberen Bereich der Spule 320 und unterhalb des sich nach außen erstreckenden Fortsatzes des Außengehäuses 322 angeordnet. Somit sind die inneren Durchgangsöffnungen 342 in dem inneren Druckbereich 332 und die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in dem äußeren Druckbereich 330 angeordnet.
Die Wandbereiche des Inngengehäuses 322 und des Außengehäuses 324 können zusammen mit den Verschlusselementen 344 einen geschlossenen Magnet- kreis um die Spule ausformen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können das
Inngengehäuse 322, das Außengehäuse 324 und die Verschlusselemente 344 ein röhrenförmigen Ring oder Mantel um die Windungen der Spule 320 ausformen. Wird an die Spule 320 ein Strom bereitgestellt, so bewirkt das daraus resultierende Magnetfeld einen magnetischen Fluss durch das Inngengehäuse 322, das Außengehäuse 324 und die Verschlusselemente 344, so dass die Ver- schlusselemente 344 zusätzlich zu der von den Federn 346 ausgeübten Kraft gegen die Ventilöffnungen gezogen werden.
Die Ventilöffnungen können jeweils einen umlaufenden Spalt bilden, der von den Verschlusselementen 344 abgedeckt werden kann. Die inneren und äußeren
Durchgangsöffnungen 340, 342 können als Rundlöcher ausgebildet sein.
Ein Bereich 350 des Verschlusselements 344 ist in Fig. 8 vergrößert dargestellt. Das Außengehäuse 322 des Magnetventils kann ein erstes Gehäuseteil (Gehäuseteil 1 ) und das Innengehäuse 324 kann ein zweites Gehäuseteil (Gehäuseteil 2) darstellen. Bei der Spule 320 kann es sich um eine Magnetspule handeln und die oberen und die unteren Verschlusselemente 344 können jeweils als Ventilfederring ausgebildet sein. In dem äußeren Druckbereich 330 kann ein Druck p2 und in dem inneren Druckbereich 332 ein Druck P1 bestehen.
Fig. 4 zeigt eine Ventilringscheibe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Ventilringscheibe weist einen äußeren ringförmigen Bereich auf, der als Verschlusselement 344 für das in Fig. 3 gezeigte Magnetventil fungieren kann. Ferner weist die Ventilringscheibe einen inneren spiralförmigen
Bereich auf, der als Feder 346 fungieren kann. Die Feder 346 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 460 auf, durch deren Form eine Mehrzahl von Spiralarmen ausgebildet wird. Fig. 5 zeigt eine Darstellung des in Fig. 3 gezeigten Magnetventils in einer ersten geöffneten Stellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall ist ein Druck P1 in dem inneren Druckbereich 332 größer als ein Druck p2 in dem äußeren Druckbereich 330, so dass p-i > p2 gilt. Ein durch Pfeile gekennzeichneter Fluidstrom 555 der aus dem inneren Druckbereich 332 in den äußeren Druckbereich 330 fliest, ermöglicht einen Druckausgleich.
Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem inneren Druckbereich 332 und dem äußeren Druckbereich 330 wird das obere Verschlusselement 344, das die erste Ventilöffnung verschließt, gegen die erste Ventilöffnung gedrückt und verschließt diese. Im Gegensatz dazu wird das untere Verschlusselement 344 von der zweiten Ventilöffnung weggedrückt und gibt auf diese Weise die zweite Ventilöffnung frei. Über eine geeignete Einstellung der Federkraft der Feder 346 kann ein Öffnungsverhalten des unteren Verschlusselements 344 eingestellt werden. Das untere Verschlusselement 344 wird somit die zweite Ventilöffnung frei geben, wenn die durch die Druckdifferenz auf das unteren Verschlusselements 344 wirkende Kraft größer als die Rückstellkraft der unteren Feder 346 ist.
In der geöffneten Ventilstellung kann die Spule 320 nicht oder nur noch von einem Reststrom durchflössen sein. Ist die Spule 320 noch von einem Reststrom durchflössen, so kann das daraus resultierende Magnetfeld eine weitere Schließ- kraft auf das unteren Verschlusselements 344 bewirken, die zusätzlich von der durch die Druckdifferenz auf das unteren Verschlusselements 344 wirkende Kraft überwunden werden muss, um das unteren Verschlusselements 344 zu öffnen.
Der Fluidstrom 555 kann von dem inneren Druckbereich 332 durch die in Fig. 4 gezeigten Durchgangsöffnungen der spiralförmigen Feder 346 in einen von der
Spule 320 umschlossenen Innenraum 332 des Magnetventils und durch die inneren Durchgangsöffnungen 342 sowie durch die zweite Ventilöffnung in den äußeren Druckbereich 330 strömen. Im Bereich der zweiten Ventilöffnung kann sich der Fluidstrom 555 aufteilen und zum einen durch einen Spalt zwischen dem un- teren Verschlusselement 344 und dem Außengehäuse 322 und zum anderen durch einen Spalt zwischen dem unteren Verschlusselement 344 und dem Innengehäuse 324 sowie durch die Durchgangsöffnungen der unteren Feder 346 fließen. Fig. 6 zeigt eine Darstellung des in Fig. 3 gezeigten Magnetventils in einer zweiten geöffneten Stellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall ist ein Druck P1 in dem inneren Druckbereich 332 größer als ein Druck p2 in dem äußeren Druckbereich 330 (p2 > pi). Ein durch Pfeile gekennzeichneter Fluidstrom 655 von dem äußeren Druckbereich 330 in den inne- ren Druckbereich 332 ermöglicht einen Druckausgleich.
Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem inneren Druckbereich 332 und dem äußeren Druckbereich 330 wird das untere Verschlusselement 344, das die zweite Ventilöffnung verschließt gegen die zweite Ventilöffnung gedrückt. Im Gegen- satz dazu wird das obere Verschlusselement 344 von der ersten Ventilöffnung weggedrückt und gibt auf diese Weise die erste Ventilöffnung frei. Über eine ge- eignete Einstellung der Federkraft der Feder 346 kann ein Öffnungsverhalten des oberen Verschlusselements 344 wiederum eingestellt werden, wobei die Rückstell kraft wiederum durch einen Restrom durch die Spule 320 unterstützt werden kann.
Der Fluidstrom 655 kann von dem äußeren Druckbereich 330 durch die äußeren Durchgangsöffnungen 340 sowie durch die erste Ventilöffnung in den inneren Druckbereich 332 strömen. Im Bereich der ersten Ventilöffnung kann sich der Fluidstrom 655 aufteilen und zum einen durch einen Spalt zwischen dem oberen Verschlusselement 344 und dem Außengehäuse 322 und zum anderen durch einen Spalt zwischen dem oberen Verschlusselement 344 und dem Innengehäuse 324 sowie durch die Durchgangsöffnungen der oberen Feder 346 fließen.
Anhand der in den Figuren 3 bis 6 gezeigten Magnetventile werden die Ventil- funktion und die Merkmale eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Magnetventils nun näher beschrieben.
Eine kreisförmig angeordnete Ringspule 320 ist umschlossen von einem elektromagnetisch leitfähigen Stahlgehäuse 322, 324.
Jeweils auf der oberen und unteren Seite befindet sich eine Ringscheibe 344, die durch Federn 346 gegen das Ventilgehäuse 322, 324 gedrückt wird.
Durch eine große Anzahl umlaufender Löcher 340 gelangt Luft in einen Ringspalt oberhalb der Ringspule 320.
Durch Bestromen der Ringspule 320 werden die beiden Ringscheiben 344 oberhalb und unterhalb des Gehäuses 322, 324 gegen das Gehäuse 322, 324 ge- presst und verschließen den Ringspalt. Damit kann keine Luft z.B. von der Un- terseite des Ventils zur Oberseite gelangen. Steigt also der Druck unterhalb des
Ventils, so kann bei ausreichendem Spulenstrom ein Aufdrücken der Ringscheibe 344 verhindert werden. Zum Öffnen des Ventils genügt es jedoch, den Spulenstrom zu verringern oder die Spule 320 ganz abzuschalten, so dass das magnetische Feld durch die Ringscheibe 344 verringert wird. Dadurch überwiegt die Kraft des im Ringspalt anliegenden Drucks, so dass die Ringscheibe 344 nach oben gedrückt wird und nun der im Ringspalt anliegende Überdruck innerhalb und außerhalb der Ringscheibe 344 in den oberen Luftfederraum 332 entweichen kann. Bei einem Ringscheibenaußendurchmesser von z.B. 126 mm sowie einer Spaltringbreite 350 von 3,5 mm kann ein Querschnitt geschaltet werden, der umgerechnet einem Rundloch von ca. 40 mm Durchmesser entspricht. Da die Ringscheibe 344 mittels einer Feder 346 leicht gegen den Ringspalt gedrückt wird, schließt das Ventil automatisch wieder, nachdem ein Druckausgleich geschaffen wurde.
Trotz des großen Öffnungsquerschnitts kann eine für elektrische Schaltventile außergewöhnlich kurze Öffnungszeit erreicht werden, da zum einen die bewegte
Masse der Ringscheibe 344 vergleichsweise gering ist, während gleichzeitig der Überdruck im Ringspalt das Ventil beschleunigt öffnet, noch bevor das magnetische Feld aus der Spule 320 abgeführt ist. An der Unterseite des Ventils befindet sich eine funktionsgleiche Anordnung von umlaufender Bohrungen 342, Ringspalt und Ringscheibe 344, so dass auch in entgegen gesetzter Flussrichtung ein Überdruck auf der Oberseite des Ventils gleichermaßen abgebaut werden kann. Damit kann mit nur einer Ringspule dieses Ventil in beide Flussrichtungen betrieben werden, wobei die jeweils nicht benützte Ringscheibe 344 als Rückflussverhinderer in Sperrrichtung wirkt. Im geschlossenen Zustand des Ventils fließt der magnetische Fluss durch beide Ringscheiben 344 und verschließt das Ventil in beide Flussrichtungen.
Als Rückholfeder 346 kann eine kreisrunde, in ihrer Fläche mit Öffnungen 460 versehene Tellerfeder verwendet. Damit kann einerseits eine das Ventil zudrückende Federkraft erzeugt werden, während andererseits eine mechanische Fixierung erfolgt, durch welche die Ringscheibe 344 sich nur in vertikaler Richtung bewegen lässt. Blechdicke und Formgebung dieser Tellerfeder 346 sind dabei so ausgelegt, dass im geschlossenen Zustand das Ventil mit gewünschter Federkraft zugehalten wird, während eine elastische und dauerverschleißfeste Ringscheibenführung mit einer Maximalhubbegrenzung besteht. Im bestromten Zustand der Spule 320 werden beide Ventilringscheiben 344 auf den Ventilsitz gepresst. Da die innen anliegende Druckerhöhung die metalli- schen Dichtflächen der Ventilscheibe 344 unterwandern kann, steigt die Kraft auf die Ventilscheibe 344 kontinuierlich an. Bei kompletter Unterwanderung der beiden Ränder links und rechts vom Ventilspalt steigt die Lösekraft der Ventilscheibe 344 um ein mehrfaches der Nennhaltekraft an. Ein zu frühes ungewolltes Öff- nen des Ventils wäre die Folge. Um dieses unerwünschte zu frühe Öffnen zu verhindern, können in einer kreisrund um den Ventilspalt angeordneten Nut diese Leckströme gesammelt und über nach außen führende Nuten abgeführt werden. Damit lässt sich die sich durch Luftunterwanderung vergrößernde Lösekraft des Ventilrings auf ein akzeptables Maß begrenzen. Solche Drainagerinnen werden in Fig. 8 gezeigt.
Durch Restmagnetismus nach Abschalten der Spule 320 kommt es zu einem festkleben des Ventilringes 344 auf dem Gehäuse 322, 324. Um dies zu verhindern, wird üblicherweise bei Magnetventilen ein kleiner Luftspalt vorgesehen. Dies verringert zwar die maximale Haltekraft des Ventils, kann aber andererseits ein unbeabsichtigtes Nicht-Öffnen des Ventils verhindern. Dieser Luftspalt kann in Form einer dünnen z.B. Teflon- oder gummiähnlichen Schicht auf dem jeweiligen Ventilsitz am Gehäuse 322, 324 oder den beiden Ventilringen 344 realisiert sein. Durch selektives Nichtauftragen können ggs. die Nuten zur Ableitung der Leakageluft in die Teflon- oder gummiähnliche Besichtung eingebracht werden.
Eine entsprechende Beschichtung ist in Fig. 7 gezeigt.
Fig. 7 zeigt ein Magnetventil, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zu dem in Fig. 3 gezeigten Magnetventil, weist die Spule 320 keinen rautenförmigen sondern einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Spule 320 kann sich über eine gesamte Höhe des Außengehäuses 322 bzw. des Innengehäuses 324 erstrecken und als Ringspule ausgebildet sein. Im Bereich der äußeren Durchgangsöffnungen 340 kann ein, der ersten Ventilöffnung zugewandter Endbereich des Wandbereichs des Außengehäuses 322 von der Spule 320 abstehen, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Außengehäuse 322 und der Spule 320 ausgebildet wird, der als erster Fluidkanal genutzt werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, erstreckt sich der, die äußeren Durchgangsöffnungen 340 aufweisende Bereich des Außengehäuses
322 schräg von der Spule 320 weg. Das Innengehäuse 324 kann sich über einen unteren Bereich der Spule 320 erstrecken und somit einen unteren Abschluss für die Spule 320 bilden. Somit kann die erste Ventilöffnung versetzt zu der Spule 320 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel schließt die erste Ventilöffnung mit einem äußeren Rand der Spule 320 ab. Somit kann der erste Fluid- kanal in einem unteren Endbereich der Spule seitlich an einer Außenseite der
Spule 320 vorbeiführen. Die erste Ventilöffnung kann von einem Verschlusselement 344 in Form eines unteren Auflagerings oder Ventilteller verschlossen werden, das von einem unteren Federelement 346 gegen die erste Ventilöffnung gedrückt wird.
Entsprechend dazu kann sich im Bereich der inneren Durchgangsöffnungen 342 ein, der zweiten Ventilöffnung zugewandter Endbereich des Wandbereichs des Innengehäuses 324 von der Spule 320 abstehen, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Innengehäuse 324 und der Spule 320 ausgebildet wird, der als zweiter Fluidkanal genutzt werden kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, erstreckt sich der, die inneren Durchgangsöffnungen 342 aufweisende Bereich des Innengehäuses 322, schräg von der Spule 320 weg. Das Außengehäuse 322 kann sich über einen oberen Bereich der Spule 320 erstrecken und einen oberen Abschluss für die Spule 320 bilden. Somit kann die zweite Ventilöffnung versetzt zu der Spule 320 angeordnet sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel schließt ein Randbereich der zweiten Ventilöffnung mit einem inneren Rand der Spule 320 ab. Somit führt der zweite Fluidkanal seitlich an einer Innenseite eines oberen Randbereichs der Spule 320 vorbei. Dabei kann der zweite Fluidkanal zwischen der Spule 320 und dem Flächenbereich des Innengehäuses 322, der sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem oberen Bereich des Magnetventils 320 über das Spuleninnere erstreckt, verlaufen. Die zweite Ventilöffnung kann von einem Verschlusselement 344 in Form eines oberen Auflagerings oder Ventilteller verschlossen werden, das von einem oberen Federelement 346 gegen die erste Ventilöffnung gedrückt wird.
Berührungsflächen der Verschlusselemente 344 und der Gehäuse 322, 324 können beschichtet sein. Eine entsprechende Beschichtung 760, beispielsweise aus Teflon oder Gummi, kann zur Geräuschdämpfung und/oder als Luftspalt dienen. Die Beschichtung 760 kann auf den Verschlusselementen 344 und/oder auf den entsprechenden Bereichen der Gehäuse 322, 324 angeordnet sein. Für den Fall, dass das Verschlusselement 344 beim Schließvorgang nicht ganz parallel auf- setzt, kann eine kleine Abrundung der äußeren Berührkante des Verschlusselements und/oder des Außengehäuses eine hinsichtlich Beschädigung empfindlichen Berührpunkt entschärfen. Fig. 8 zeigt den in Fig. 3 angedeuteten Ausschnitt 350 eines der Verschlusselemente 344. Gezeigt ist der äußere Druckbereich 330 mit einem Druck p2 und der innere Druckbereich 332 mit einem Druck P1. In einer Ringauflagefläche 865 kann der höhere Druckbereich 330 langsam das Verschlusselement 344 unterwandern und zu einer höheren Ventilöffnungskraft führen. Damit kann sich ein beliebiger Übergangsdruck einstellen, dessen Wert zwischen p1 und p2 variiert.
Gezeigt sind eine umlaufende Nut 867 und mehrere Nuten 867, die ausgehend von der umlaufenden Nut 867 radial nach außen führen. In der umlaufenden Nut 867 können Leckströme gesammelt und über die radial verlaufenden Nuten 867 abgeführt werden.
Fig. 9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Magnetventils, wie beispielsweise in den vorangegangenen Figuren gezeigt ist. Um in einem geschlossenen Zustand ein Freigeben der Ventilöffnungen zu verhindern, kann in einem Schritt 981 ein Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms erfolgen. Um in einem geöffneten Zustand ein Freigeben der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen, kann in einem Schritt 983 ein Unterbrechen oder umpolen des durch die Spule fließenden Stroms erfolgen. Die Schritte 981 , 983 können abwechselnd wiederholt ausgeführt werden. Vor dem Schritt 983 des Unterbrechens kann in einem weiteren Schritt kurzzeitig eine Umkehrung der Stromrichtung erfolgen, um ein Lösen des entsprechenden
Verschlusselements von der freizugebenden Ventilöffnung zu ermöglichen. Der Strom kann beispielsweise über die in Fig. 14 gezeigte Endstufe bereitgestellt werden. Dabei kann z.B. durch PWM-getaktetes Ansteuern (PWM = Pulsweitenmodulation) eine Höhe des Stroms fest vorgegeben oder einstellbar sein.
Neben dem zeitlich gezielten Öffnen des Ventils im Fall größerer Druckschwankungen zwischen dem Luftfederbehälter und dem externen Druckspeicher, kann durch permanentes Einsteuern eines geringen Ventilstromes durch PWM-Signale die Anpresskraft des Verschlusselements 344 beliebig verstärkt werden. Damit kann quasi die Schließkraft der Feder 346 künstlich vergrößert werden und somit kann erreicht werden, dass auch ohne gezieltes bewegungsabhängiges Ventil- öffnen das Ventil automatisch ab einem bestimmten Differenzdruck das Ventil öffnet. Dies kann insbesondere für kostengünstige Lösungen von Bedeutung sein, da hierdurch auf das individuelle Weg/Drucksensieren der einzelnen Achsen verzichtet werden kann.
Im Falle eines LKW-Aufliegers mit drei gedämpften Achsen könnte mittels eines einzigen Niveausensors eine Grobbewertung der Fahrbahnunebenheit vorgenommen werden, um damit ein optimiertes PWM-Ansteuersignal für alle Achsdämpfventile zu erzeugen.
Auf das Anbringen weiterer Sensoren zur individuellen Balgdruckmessung in den einzelnen Luftfederbälgen sowie deren Auswertung kann damit verzichtet werden. Die Figuren 10 bis 12 zeigen ein für die Serienfertigung geeignetes Ventil, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Magnetventils mit einer Spule 320, einem Außengehäuse 322, einem Innengehäuse 324, einer Befestigungs- einrichtung 326, bei der es sich um ein Spritzgussteil handeln kann, äußere
Durchgangsöffnungen 340, innere Durchgangsöffnungen 342 sowie ein umlaufendes oberes und ein umlaufendes unteres Verschlusselement 344 sowie eine obere und eine untere Feder 346. Fig. 1 1 zeigt eine weitere Darstellung des in Fig. 10 gezeigten Magnetventils.
Gezeigt sind die spiralförmig verlaufenden Durchgangsöffnungen der Feder 346. Dabei können die Durchgangsöffnungen eine größere Fläche einnehmen, als die verbleibenden Stege zwischen den Durchgangsöffnungen. Der sich im Inneren der Spule 320 befindliche Flächenbereich des Innengehäuses 324 kann eine Mehrzahl von radial verlaufenden Stegen aufweisen, die rechtwinklig von dem
Flächenbereich abstehen und sich über die Höhe der Spule 320 erstrecken können.
Fig. 12 zeigt eine weitere Darstellung des in Fig. 10 gezeigten Magnetventils. Gezeigt sind die äußeren Durchgangsöffnungen 340 in dem Wandbereich des Außengehäuses 322. Beispielsweise kann das Magnetventil 20 äußere Durchgangsöffnungen 340 und 20 innere Durchgangsöffnungen 342 aufweisen.
Figur 13 zeigt das erfindungsgemäße Ventil 115 eingebaut in einer Luftfeder 11 1 mit darunter angeordneter Achse 103. Die Luftfeder weist einen Luftfederbalg
1 11 , einen Luftfedertopf 1 13, eine runde Fahrzeugachse 103, die als ein geschlossener Behälter Luft 1303 beinhalten kann, ein magnetisches Luftdämpferventil 115, sich in dem Luftfedertopf 113 befindliche Luft 1313, sich in der Luftfeder 1 11 befindliche Luft 1311 , ein Längsträger oder Fahrzeugaufbau 101 und ei- ne Verbindungsbohrung 1 17 zwischen Achsvolumen 1303 und Lufttopf 113.
Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild einer Endstufe zum Ansteuern des erfindungsgemäßen Magnetventils und insbesondere der Spule L1 320 des Magnetventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Endstufe kann zwischen einen Spannungsversorgungseingang UB, an dem eine Spannung von +24 Volt anliegen kann, und einem Masseanschluss GND geschaltet sein. Die Endstufe kann ferner einen ersten Steuereingang IH1 und einen zweiten Steuereingang IH2 aufweisen, die ausgebildet sind, um einen ers- ten Schalter 1491 , einen zweiten Schalter 1492, einen dritten Schalter 1493 und einen vierten Schalter 1494 anzusteuern. Dabei können der zweite Schalter 1491 mit dem ersten Steuereingang IH1 und der erste Schalter 1492 mit dem zweiten Steuereingang IH2 verbunden sein. Der vierte Schalter 1494 kann über einen In- verter mit dem ersten Steuereingang IH1 und der dritte Schalter 1493 kann über einen Inverter mit dem zweiten Steuereingang IH2 verbunden sein. Ein erster
Anschluss des ersten Schalters 1491 und ein erster Anschluss des zweiten Schalters 1492 können mit dem Eingang UB verbunden sein. Ein zweiter Anschluss des ersten Schalters 1491 und ein zweiter Anschluss des zweiten Schalters 1492 können mit einem ersten Anschluss Out 1 der Spule 320 verbunden sein. Ein erster Anschluss des dritten Schalters 1493 und ein erster Anschluss des vierten Schalters 1494 können mit einem zweiten Anschluss Out 2 der Spule 320 verbunden sein. Ein zweiter Anschluss des dritten Schalters 1493 und ein zweiter Anschluss des vierten Schalters 1494 können mit dem Masseanschluss GND verbunden sein. Liegt an den Steuereingängen IH1 , IH2 das Signal„10" an, so kann die Spule 320 geladen werden. Liegt an den Steuereingängen IH 1 , IH2 das Signal„00" an, so kann die Ladung in der Spule 320 gehalten werden bzw. die Spule 320 leicht entladen werden. Liegt an den Steuereingängen IH1 , IH2 das Signal„01 " an, so kann eine Entladung der Spule 320 erfolgen.
Die Schalter 1491 , 1492, 1493, 1494 können als niederohmige Feldeffekttransistoren ausgebildet sein. Fig. 15 zeigt eine Darstellung einer Tellerfeder, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Tellerfeder kann im Zusammenhang mit den in den vorangegangenen Figuren gezeigten Magnetventil eingesetzt werden, beispielsweise an Stelle der in Fig. 4 gezeigten Ventilringscheibe. Die Tellerfeder weist einen umlaufenden Außenring 344 und eine Mehrzahl radial verlaufender Stege 346 auf, zwischen denen jeweils Durchgangsöffnungen 460 angeordnet sind. Ferner weist die Tellerfeder einen zentralen Befestigungspunkt 1550 auf, der eine mittige Durchgangsöffnung aufweisen kann, über die die Tellerfeder befestigt werden kann. Die Stege 346 verbinden den zentralen Befesti- gungspunkt 1550 mit dem umlaufenden Außenring. Die Stege 346 weisen in horizontaler Richtung einen geradlinigen Verlauf auf. In vertikaler Richtung können die Stege 346 dagegen gebogen sein, wie es in den Figuren 16a bis 16d gezeigt ist. Anstelle gebogener Stege, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, werden gemäß dem in
Fig. 15 gezeigten Ausführungsbeispiel geradlinige Stege 346 zwischen dem zentralen Befestigungspunkt 1550 und dem Außenring 344 platziert und diese in einem Prägeprozess in ihrer Länge vergrößert, bei gleichzeitiger Aufprägung eines höhenbezogenen S-Schlages.
Damit ergibt sich für die gestreckte Längendehnung der Stege 346 eine feste Höhenbegrenzung der Ringfeder. Gleichzeitig ergibt sich für den Bereich um die Nulllage, bei dem kein Höhenversatz besteht, eine geringe und im groben lineare Federkraftzunahme der Feder. Durch die Verwendung der Tellerfeder als Federscheibe für das erfindungsgemäße Magnetventil, entstehen große Federkräfte. Die erfindungsgemäße Tellerfeder zeichnet sich in der Anwendung als Ventilschließfeder durch eine geringe Federkraft im Arbeitsbereich, von z.B. 0 - 2 mm, aus. Für größere Auslenkungen erfolgt eine sehr progressive Kraftzunahme, die schließlich in einer festen Anschlagsbegrenzung endet. Dieser Bewegungsablauf soll auch für einige hundert Millionen Betätigungen möglich sein.
Fig. 16a zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 15 gezeigten Tellerfeder in einer nicht vorgespannten Lage. In dieser entspannten Stellung erstreckt sich die Tellerfeder zwischen einer ersten Ebene 1652 und einer dazu versetzt und parallel angeordneten zweiten Ebene 1654. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 ist dabei in der ersten Ebene 1652 und der Außenring 344 in der zweiten Ebene 1654 angeordnet. Um den Höhenunterschied zwischen der ersten Ebene 1652 und der zweite Ebene 1654 zu überwinden weisen die Stege 346 jeweils eine Biegung auf, Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Ebene 1652 höher als die zweite Ebene 1654 angeordnet und die Stege 346 weisen entsprechend dazu eine Biegung nach unten auf. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 und der Außenring 344 können parallel zueinander ausgerichtet sein. Gemäß diesem Aus- führungsbeispiel ist weist der Außenring 344 eine zusätzliche Ringschicht auf, die als Verschlusselement für die Ventilöffnung dienen kann.
Fig. 16b zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 15 gezeigten Tellerfeder in einer Ruhelage in einem, beispielsweise in dem erfindungsgemäßen Magnetventil, eingebauten Zustand. In dieser Ruhelage weist die Tellerfeder eine Vorspannung auf, so dass sich die ersten Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 auf gleicher Höhe befinden können. Die Stege 346 können eine Biegung nach oben aufweisen. Der zentrale Befestigungspunkt 1550 und der Außenring 344 können parallel zueinander ausgerichtet sein.
Fig. 16c zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 15 gezeigten Tellerfeder in einem geöffneten Zustand, beispielsweise mit einer nominalen Öffnung von beispielsweise 2,5 mm. Dieser Zustand kann durch einen Druck erreicht werden, der durch ein durch die Ventilöffnung ausströmendes Fluid hervorgerufen wird. Die erste Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 sind höhenmäßig versetzt, wobei die erste Ebene 1652 tiefer als die zweite Ebene 1654 liegt. Ein Arbeitsbereich der Tellerfeder kann durch die in den Figuren 16b und 16c gezeigten Stellungen der Tellerfeder begrenzt sein. Fig. 16d zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 15 gezeigten Tellerfeder in einem geöffneten Zustand, beispielsweise mit einer maximal möglichen Öffnung von beispielsweise 5 mm. Die erste Ebene 1652 und die zweite Ebene 1654 sind höhenmäßig versetzt, wobei die erste Ebene 1652 tiefer als die zweite Ebene 1654 liegt. Die Stege 346 haben ihre Streckgrenze erreicht wodurch sich ein Hö- henanschlag für die Tellerfeder ergibt. Dies führt zu einer Begrenzung der Bewegung des Außenrings 344 nach oben.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Insbesondere können auch gegenüberliegende Seiten des Magnetventils Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen aufweisen. Die Kennzeichnung„oben" und„unten" nur beispielhaft gewählt und kann sich bei einer andersartigen Lage des Magnetventils entsprechend ändern. Um- fasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
Bezugszeichenhste
101 Fahrzeugaufbau
103 Fahrzeugachse
11 1 Luftfederbalg
113 Luftfedertopf
115 Magnetventil
117 Verbindungsbohrung
320 Spule
322 Innengehäuse
324 Außengehäuse
326 Befestigungseinrichtung
330 äußerer Druckbereich
332 innerer Druckbereich
340 äußere Durchgangsöffnungen
342 innere Durchgangsöffnungen
344 Verschlusselement
346 Feder
350 Bereich des Verschlusselements
460 Durchgangsöffnungen
555 Fluidstrom
655 Fluidstrom
760 Beschichtung
865 Ringauflagefläche
867 Nut
981 Bereitstellen eines Stroms
983 Unterbrechen eines Stromfluss
1303 Luft
131 1 Luft
1313 Luft
1491 Schalter
1492 Schalter
1493 Schalter
1494 Schalter
1550 zentraler Befestigungspunkt 1652 erste Ebene 1654 zweite Ebene 1654

Claims

Patentansprüche
1 . Magnetventil (1 15) , mit folgenden Merkmalen: einem umlaufenden Außengehäuse (322) und einem umlaufenden Innengehäuse (324), die so aneinandergrenzen, dass eine erste Ventilöffnung und eine zweite Ventilöffnung ausgebildet werden, wobei das Außengehäuse mindestens eine äußere Durchgangsöffnung (340) aufweist, die über einen ersten Fluidkanal mit der ersten Ventilöffnung verbunden ist und wobei das Innengehäuse mindestens eine innere Durchgangsöffnung (342) aufweist, die über einen zweiten Fluidkanal mit der zweiten Ventilöffnung verbunden ist; einem ersten Verschlusselement (344), das beweglich angeordnet ist, um ein Verschließen und Öffnen der ersten Ventilöffnung zu ermöglichen und einem zweiten Verschlusselement (344), das beweglich angeordneten ist, um ein Verschließen und Öffnen der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen; und einer elektrischen Spule (320), die so zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse angeordnet ist, das das Außengehäuse, das Innengehäuse, das erste bewegliche Verschlusselement und das zweite bewegliche Verschlusselement jeweils Teilabschnitte eines Magnetkreises ausbilden, wenn durch die Spule ein elektrischer Strom fließt.
2. Magnetventil gemäß Anspruch 1 , mit einem ersten Federelement (346), das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der ersten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das erste Verschlusselement (344) bereitzustellen und mit einem zweiten Federelement (346), das ausgebildet ist, um eine zum Verschließen der zweiten Ventilöffnung ausgerichtete Federkraft auf das zweite Verschlusselement (344) bereitzustellen.
3. Magnetventil gemäß Anspruch 2, bei dem das erste Federelement (346) aus einer ersten Tellerfeder ausgeformt ist, die in einem äußeren Bereich mit dem ersten Verschlusselement (344) gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (460) aufweist, und bei dem das zweite Federelement (346) aus einer zweiten Tellerfeder ausgeformt ist, die in einem äußeren Bereich mit dem zweiten Verschlusselement (344) gekoppelt ist und in einem inneren Bereich eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (460) aufweist.
4. Magnetventil gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem zumindest eines der Federelemente (346) als Tellerfeder gemäß Anspruch 12 ausgebildet ist.
5. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das erste Verschlusselement (344) als ein erster Auflagering, und das zweite Verschlusselement (344) als ein zweiter Auflagering ausgebildet ist.
6. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das erste Verschlusselement (344) so angeordnet ist, das beim Öffnen ein erster
Fluidstrom aus dem ersten Fluidkanal beidseitig an dem ersten Verschlusselement vorbeiströmen kann, und bei dem das zweite Verschlusselement (344) so angeordnet ist, das beim Öffnen ein zweiter Fluidstrom aus dem zweiten Fluidkanal beidseitig an dem zweiten Verschlusselement vorbei- strömen kann.
7. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ersten Drainagerinne (367), die ausgebildet ist, um einen entlang des ersten Verschlusselements (344) fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt und mit einer zweiten
Drainagerinne (367), die ausgebildet ist, um einen entlang des zweiten Verschlusselements (344) fließenden Leckstrom abzuführen, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt.
8. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ersten Ventilschicht (760), die zwischen dem ersten Verschlusselement (344) und dem Außengehäuse (324) sowie dem Innengehäuse (324) angeordnet ist, wenn das erste Verschlusselement die erste Ventilöffnung verschließt und einer zweiten Ventilschicht (760), die zwischen dem zweiten Ver- Schlusselement (344) und dem Außengehäuse sowie dem Innengehäuse angeordnet ist, wenn das zweite Verschlusselement die zweite Ventilöffnung verschließt, wobei die erste und die zweite Ventilschicht eine geringere magnetische Leitfähigkeit als das erste und das zweite Verschlusselement aufweisen.
9. Magnetventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Ein- richtung zum Bereitstellen des durch die Spule fließenden Stroms, die ausgebildet ist, um eine Größe des Stroms abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses einzustellen.
10. Verfahren zum Betreiben eines Magnetventils gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen (981 ) des durch die Spule fließenden Stroms, um ein Öffnen der ersten Ventilöffnung und der zweiten Ventilöffnung zu verhindern; und
Unterbrechen (983) des durch die Spule fließenden Stroms, um abhängig von einer Druckdifferenz zwischen einem äußeren Druckbereich auf Seiten des Außengehäuses und einem inneren Druckbereich auf Seiten des Innengehäuses ein Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu ermöglichen.
1 1 . Verfahren gemäß Anspruch 10, mit einem Schritt des Umpolens des durch die Spule fließenden Stroms, um das Öffnen der ersten Ventilöffnung oder der zweiten Ventilöffnung zu beschleunigen.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , bei dem der durch die Spule fließende Strom pulsweitenmoduliert wird.
13. Feder, die die folgenden Merkmale aufweist: einen Federbalg (1 1 1 ); einen Federtopf (1 13); ein Magnetventil (115) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, das zwischen einem Volumenbereich (1311 ) des Federbalgs und einem Volumenbereich (1313) des Federtopfs angeordnet ist.
14. Tellerfeder, mit folgenden Merkmalen: einem zentralen Befestigungspunkt (1550), der in einer ersten Ebene (1652) angeordnet ist; einem umlaufenden Außenring (344), der in einer zweiten Ebene (1654) angeordnet ist, wobei die erste Ebene parallel zu der zweiten Ebene und von dieser beabstandet ist, wenn die Tellerfeder entspannt ist; und einer Mehrzahl radial verlaufender Stege (346) die den zentralen Befesti- gungspunkt mit dem umlaufenden Ring verbinden, und jeweils eine S- förmige Biegung zwischen der ersten und der zweiten Ebene aufweisen, wenn die Tellerfeder entspannt ist.
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