WO2011104116A1 - Magnetventil mit tauchstufe zum steuern eines fluids - Google Patents

Magnetventil mit tauchstufe zum steuern eines fluids Download PDF

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WO2011104116A1
WO2011104116A1 PCT/EP2011/051862 EP2011051862W WO2011104116A1 WO 2011104116 A1 WO2011104116 A1 WO 2011104116A1 EP 2011051862 W EP2011051862 W EP 2011051862W WO 2011104116 A1 WO2011104116 A1 WO 2011104116A1
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solenoid valve
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pole core
valve according
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Pascal Godbillon
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Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
    • B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
    • B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
    • B60T8/363—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems in hydraulic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F16K31/0665—Lift valves with valve member being at least partially ball-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature

Definitions

  • Solenoid valve with dipping stage for controlling a fluid The present invention relates to a normally closed solenoid valve with
  • Dipping stage for controlling a fluid.
  • Normally closed solenoid valves for controlling a fluid are known from the prior art in different configurations, in particular z. B. as exhaust valves for ABS / TCS / ESP devices in motor vehicles, known.
  • solenoid valves have a valve member connected to the armature and a pole core. Between the pole core and the anchor is a
  • valve member releases or closes a passage opening on a valve seat.
  • a solenoid valve is z. B. from DE 10 2007 031 981 A1.
  • Magnetic force profile is designed such that the solenoid valve is better adjustable over a large stroke range.
  • the solenoid valve for controlling a fluid, an armature, a pole core, wherein between the armature and the pole core, a working gap is provided, and a valve member which is connected to the armature and is movable together with the armature.
  • the solenoid valve further includes a valve body having a through hole on which a valve seat is formed, the valve member exposing and closing the through hole on the valve seat, and a return member exerting a restoring force on the valve member to return the valve member to a closed state. wherein the anchor has a central through hole for
  • the solenoid valve comprises one between the pole core and the armature trained diving level.
  • the immersion stage comprises a Tauchtrenaus simplifiedung and a dip stage element.
  • Tauchtrenaus originallyung is formed at the anchor by an end-side recess. This provides a compact armature assembly with integrated immersion level, which allows cost-effective installation and accurate adjustment to the
  • Dip level element as a cost-effective and pourable mass item produced.
  • the immersion stage element is connected to the pressure piece by means of a press connection. This will easily a
  • the concentricity tolerance between the outer diameter of the immersion stage element and the inner diameter of the Tauchtrenaus supraung is subject to the armature of a significantly shortened tolerance chain and is essentially only dependent on the leadership of the pressure piece.
  • a tilting or a radial offset of the armature to the pole core thus has no influence on the centering of the immersion stage element.
  • the pressure piece is also preferably made of a non-magnetizable material so as not to affect the magnetic circuit by a shunt between the pole core, pressure piece and anchor.
  • Solenoid valve further comprises a spring element which is between the pole core and the
  • the spring element may preferably be formed as a plate spring or disc spring.
  • the spring element is part of the preassembled armature assembly.
  • the dipping stage comprises a double-dipping stage or a
  • a contact surface of the pole core in the direction of the immersion stage element is spherical.
  • the solenoid valve comprises a
  • Baffle plate for deflecting fluid when the solenoid valve is open, wherein a portion of the valve member is passed through a central opening in the baffle plate.
  • the baffle plate causes a deflection of the fluid flow by 180 ° opposite to the direction of flow of the fluid and serves as
  • the TauchtrenausANSung is tapered, in particular conical, formed.
  • the immersion stage element has a concave surface facing the armature. These shapes provide enough space for the spring disc to open when the solenoid valve opens.
  • Gap thereby only slightly increased, thus significantly reducing a disturbance of the magnetic circuit of the solenoid valve.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a solenoid valve for
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a solenoid valve 1 for controlling a fluid according to an embodiment of the invention.
  • the solenoid valve 1 comprises a fixed to a valve sleeve 44 housing 40, inside which an armature 2, a valve member 3 and a housing 40 connected to the valve body 4 are arranged coaxially to a central axis X.
  • An armature assembly 60 comprises the armature 2, the valve member 3, a return element 7 and a pressure piece 50, which abuts against an adjusting device 12, wherein between the armature 2 and the pole core 41, a working gap 51 is formed.
  • the pole core 41 is fixed to the housing 40 by means of a weld 43.
  • a filter 45 is arranged on the outside of the valve body 4.
  • an inflow channel 46 formed in the valve body 4 perpendicular to the central axis X, a fluid passed through the filter 45 flows in the direction of an arrow P into a passage bore 49 formed coaxially with the central axis X.
  • a plurality of circumferentially coaxially arranged outflow channels are formed parallel to the passage bore 49 of which only one is visible in Figure 1 and designated by the reference numeral 47.
  • a bypass channel 52 for a bypass channel 52 for
  • Valve member 3 opposite end of the passage bore 49.
  • the valve member 3 facing the end of the passage bore 49 forms a through hole. 5 of the valve body 4 and has a valve seat 6.
  • At the valve seat 6 is located at one end of a portion 10 of the valve member 3 and closes in the de-energized operating state of the solenoid valve 1, the through hole 5 and lifts upon actuation of the solenoid valve 1 from the valve seat 6 and releases it again.
  • the portion 10 of the valve member 3 is through an opening 9 a
  • Baffle device 8 movably passed, wherein the baffle device 8 is fixed in the valve body 4. Between the baffle device 8 and the portion 10, an annular gap 23 for unimpeded movement of the valve member 3 is provided.
  • the baffle 8 causes a deflection of the fluid flowing through the passage opening 5 by 180 ° in the direction of the
  • the solenoid valve 1 further comprises a formed between the pole core 41 and the armature 2 immersion stage 12, which has a TauchtrenausANSung 14 and a dip stage element 13.
  • the immersion stage recess 14 is formed by an end-side recess on the armature 2 which has an outer cylindrical recess
  • the immersion stage element 13 has a pole core 41 directed in
  • Dip level element 13 has a concave surface.
  • Dip level element 13 is fixed to the pressure piece 50 by means of a press connection. Between the outer diameter of the immersion step element 13 and the
  • Inner diameter of the annular portion 18 of the Tauchtrenaus supraung 14 is provided a generous concentricity tolerance to the centering of the
  • the pressure piece 50 is movably arranged in the armature 2 in the axial direction, wherein the pressure piece 50 is secured to the armature 2 by means of a shoulder 17 in the central through-hole 16, so that a preassembled armature assembly 60, comprising the armature 2, the valve member 3, the return element. 7 and the
  • the armature assembly 60 also includes a spring element 1 1, which is arranged in the working gap 51 between the pole core 41 and the armature 2.
  • the spring element 1 which as a spring washer or is alternatively designed as a plate spring, has a central opening 24 through which an end portion 25 of the pressure piece 50 is passed.
  • the end portion 25 of the pressure piece 50 is in contact with a contact surface 15 of the pole core 41, which is spherical in order to compensate for a misalignment of the pole core 41 and to prevent a resulting tilting of the armature assembly 60.
  • the spring element 1 1 is, as further apparent from Figure 1, with a
  • the solenoid valve 1 has the advantage that, by means of the immersion stage 12 integrated in the armature assembly, in addition to a sufficiently high magnetic force with the solenoid valve 1 closed, a substantially linear magnetic force profile over the entire valve stroke range is achieved, which considerably increases the continuous (proportional) adjustability of the solenoid valve 1 improved and realized a more precise functional accuracy in all operating points.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1) zum Steuern eines Fluids, umfassend einen Anker (2), einen Polkern (41), wobei zwischen dem Anker (2) und dem Polkern (41) ein Arbeitsspalt (51) vorgesehen ist, ein Ventilglied (3), welches mit dem Anker (2) verbunden ist und gemeinsam mit dem Anker (2) bewegbar ist, einen Ventilkörper (4) mit einer Durchgangsöffnung (5), an welcher ein Ventilsitz (6) ausgebildet ist, wobei das Ventilglied (3) die Durchgangsöffnung (5) am Ventilsitz (6) freigibt und verschließt, ein Rückstellelement (7), welches eine Rückstellkraft auf das Ventilglied (3) ausübt, um das Ventilglied (3) in einen geschlossenen Zustand zurückzustellen, wobei der Anker (2) eine zentrale Durchgangsbohrung (16) zur Aufnahme des Ventilglieds (3) und des Rückstellelements (7) aufweist, und eine zwischen dem Polkern (41) und dem Anker (2) ausgebildete Tauchstufe (12).

Description

Beschreibung
Titel
Magnetventil mit Tauchstufe zum Steuern eines Fluids Die vorliegende Erfindung betrifft ein stromlos geschlossenes Magnetventil mit
Tauchstufe zum Steuern eines Fluids.
Stromlos geschlossene Magnetventile zum Steuern eines Fluids sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen, insbesondere z. B. als Auslassventile für ABS-/TCS-/ESP-Vorrichtungen in Kraftfahrzeugen, bekannt.
Diese Magnetventile weisen ein mit dem Anker verbundenes Ventilglied sowie einen Polkern auf. Zwischen dem Polkern und dem Anker ist ein
Rückstellelement vorgesehen. Das Ventilglied gibt eine Durchgangsöffnung an einem Ventilsitz frei bzw. verschließt diese wieder. Ein derartiges Magnetventil ist z. B. aus der DE 10 2007 031 981 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Magnetventil zum Steuern eines Fluids mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass das
Magnetkraftverlauf derart ausgebildet ist, dass das Magnetventil über einen großen Hubbereich besser stellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Magnetventil zum Steuern eines Fluids einen Anker, einen Polkern, wobei zwischen dem Anker und dem Polkern ein Arbeitspalt vorgesehen ist, und ein Ventilglied umfasst, welches mit dem Anker verbunden ist und gemeinsam mit dem Anker bewegbar ist. Das Magnetventil weist ferner einen Ventilkörper mit einer Durchgangsöffnung, an welcher ein Ventilsitz ausgebildet ist, wobei das Ventilglied die Durchgangsöffnung am Ventilsitz freigibt und verschließt, und ein Rückstellelement auf, welches eine Rückstellkraft auf das Ventilglied ausübt, um das Ventilglied in einen geschlossenen Zustand zurückzustellen, wobei der Anker eine zentrale Durchgangsbohrung zur
Aufnahme des Ventilglieds und des Rückstellelements aufweist. Darüber hinaus umfasst das Magnetventil eine zwischen dem Polkern und dem Anker ausgebildete Tauchstufe. Mittels der Tauchstufe wird neben einer ausreichend hohen Magnetkraft bei geschlossenem Magnetventil insbesondere ein im
Wesentlichen linearer Magnetkraftverlauf über den gesamten Ventilhub erreicht, der in einer deutlich verbesserten Stellbarkeit des Magnetventils resultiert.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Tauchstufe eine Tauchstufenausnehmung und ein Tauchstufenelement. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung bilden der Anker, das Ventilglied, das
Rückstellelement und ein Druckstück eine vormontierbare Ankerbaugruppe, wobei das Tauchstufenelement am Druckstück angeordnet ist und die
Tauchstufenausnehmung am Anker durch eine stirnseitige Ausnehmung gebildet ist. Hierdurch wird eine kompakte Ankerbaugruppe mit integrierter Tauchstufe bereitgestellt, die eine kosteneffiziente Montage sowie exakte Einstellung zum
Ausgleich von Toleranzen in kürzeren Taktzeiten ermöglicht. Aufgrund der einfachen Formgebung und großzügigen Toleranzvorgaben ist das
Tauchstufenelement als kostengünstiges und schüttgutfähiges Masseneinzelteil herstellbar.
Vorzugsweise ist das Tauchstufenelement mit dem Druckstück mittels einer Pressverbindung verbunden. Hierdurch wird auf einfache Weise eine
betriebssichere Fixierung mit zeit- und kostenminimiertem Vorrichtungs- und Werkzeugaufwand bereitgestellt. Ferner unterliegt die Rundlauftoleranz zwischen dem Außendurchmesser des Tauchstufenelements und dem Innendurchmesser der Tauchstufenausnehmung am Anker einer deutlich verkürzten Toleranzkette und ist im Wesentlichen lediglich von der Führung des Druckstücks abhängig. Eine Verkippung bzw. ein radialer Versatz des Ankers zum Polkern hat somit keinen Einfluss auf die Zentrierung des Tauchstufenelementes. Das Druckstück ist ferner vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Werkstoff hergestellt, um den Magnetkreis nicht durch einen Nebenschluss zwischen Polkern, Druckstück und Anker zu beeinträchtigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst das
Magnetventil ferner ein Federelement, das zwischen dem Polkern und dem
Anker angeordnet ist. Durch die Ventil schließende progressive Federkraft des Federelements kann im Zusammenspiel mit dem Rückstellelement die restliche Progressivität der Magnetkraft bei Betätigung des Magnetventils auf einfache Weise ausgeglichen werden. Hierdurch wird die Stellbarkeit des Magnetventils erheblich verbessert. Das Federelement kann vorzugsweise als Tellerfeder oder Scheibenfeder ausgebildet sein. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement Teil der vormontierten Ankerbaugruppe. Hierdurch werden eine gemeinsame Einstellung des Federelements im Zusammenspiel mit dem Rückstellelement sowie eine zeit- und kostenminimierte Endmontage des Magnetventils mit geringerem Vorrichtungs- und Werkzeugaufwand ermöglicht.
Vorzugsweise umfasst die Tauchstufe eine Doppeltauchstufe oder eine
Kegeltauchstufe. Diese Tauchstufengeometrien ermöglichen die gewünschte Tauchstufenfunktion in besonders kompaktem Bauvolumen ohne enge
Toleranzvorgaben der einzelnen Tauchstufenteile.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kontaktfläche des Polkerns in Richtung zum Tauchstufenelement sphärisch ausgebildet. Durch diese Formgebung kann ggf. eine Schiefstellung des Polkerns im Gehäuse kompensiert und eine daraus resultierende Verkippung der Ankerbaugruppe verhindert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das Magnetventil eine
Prallscheibe zur Umlenkung von Fluid bei geöffnetem Magnetventil, wobei ein Teilbereich des Ventilglieds durch eine zentrale Öffnung in der Prallscheibe hindurchgeführt ist. Die Prallscheibe bewirkt eine Umlenkung der Fluidstromung um 180° entgegengesetzt zur Einströmrichtung des Fluids und dient als
Prallschutz für den Anker.
Vorzugsweise ist die Tauchstufenausnehmung sich verjüngend, insbesondere konisch, ausgebildet. Weiterhin bevorzugt weist das Tauchstufenelement eine zum Anker gerichtete konkave Oberfläche auf. Durch diese Formgebungen werden die bei öffnendem Magnetventil ausreichend Freiräume zur Verformung der Federscheibe bereitgestellt. Darüber hinaus wird das Volumen des
Arbeitsspalts hierdurch nur geringfügig vergrößert und somit eine Störung des Magnetkreises des Magnetventils deutlich reduziert.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Magnetventils zum
Steuern eines Fluids gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsform der Erfindung
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 ein Magnetventil zum Steuern eines Fluids gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Magnetventils 1 zum Steuern eines Fluids gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Magnetventil 1 umfasst ein an einer Ventilbuchse 44 fixiertes Gehäuse 40, in dessen Innern ein Anker 2, ein Ventilglied 3 sowie ein mit dem Gehäuse 40 verbundener Ventilkörper 4 koaxial zu einer Mittelachse X angeordnet sind. Eine Ankerbaugruppe 60 umfasst den Anker 2, das Ventilglied 3, ein Rückstellelement 7 und ein Druckstück 50, das an einer Einsteilvorrichtung 12 anliegt, wobei zwischen dem Anker 2 und dem Polkern 41 ein Arbeitspalt 51 gebildet wird. Der Polkern 41 ist am Gehäuse 40 mittels einer Schweißnaht 43 befestigt. Bei Betätigung des Magnetventils 1 wird das Ventilglied 3 in Richtung der Mittelachse X zum Polkern 41 hin bewegt und beim Abschalten durch das Rückstellelement 7 wieder in die Ausgangsposition zurückgeführt.
Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich, ist auf der Außenseite des Ventilkörpers 4 ein Filter 45 angeordnet. Durch einen im Ventilkörper 4 senkrecht zur Mittelachse X ausgebildeten Zuströmkanal 46 strömt ein durch den Filter 45 hindurchgeleitetes Fluid in Richtung eines Pfeils P in eine koaxial zur Mittelachse X ausgebildete Durchlassbohrung 49. Im Ventilkörper 4 sind parallel zur Durchlassbohrung 49 mehrere in Umfangsrichtung koaxial angeordnete Ausströmkanäle ausgebildet, von denen in Figur 1 lediglich einer sichtbar und mit dem Bezugszeichen 47 gekennzeichnet ist. Im Ventilkörper 4 ist ferner ein Bypasskanal 52 zum
Druckausgleich zwischen dem Ausströmkanal 47 im Ventilkörper 4 und dem Anker 2 im Gehäuse 40 ausgebildet. Eine Kugel 48 verschließt ein dem
Ventilglied 3 abgewandtes Ende der Durchlassbohrung 49. Das dem Ventilglied 3 zugewandte Ende der Durchlassbohrung 49 bildet eine Durchgangsöffnung 5 des Ventilkörpers 4 und weist einen Ventilsitz 6 auf. Am Ventilsitz 6 liegt ein Ende eines Teilbereichs 10 des Ventilglieds 3 an und verschließt im stromlosen Betriebszustand des Magnetventils 1 die Durchgangsöffnung 5 bzw. hebt bei Betätigung des Magnetventils 1 vom Ventilsitz 6 ab und gibt diese wieder frei. Der Teilbereich 10 des Ventilglieds 3 ist durch eine Öffnung 9 einer
Pralleinrichtung 8 beweglich hindurchgeführt, wobei die Pralleinrichtung 8 im Ventilkörper 4 fixiert ist. Zwischen der Pralleinrichtung 8 und dem Teilbereich 10 ist ein ringförmiger Spalt 23 zur ungehinderten Bewegung des Ventilglieds 3 vorgesehen. Die Pralleinrichtung 8 bewirkt eine Umlenkung des durch die Durchgangsöffnung 5 einströmenden Fluids um 180° in Richtung zu den
Ausströmkanälen 47. Das erfindungsgemäße Magnetventil 1 umfasst ferner eine zwischen dem Polkern 41 und dem Anker 2 ausgebildete Tauchstufe 12, die eine Tauchstufenausnehmung 14 und ein Tauchstufenelement 13 aufweist. Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich, ist die Tauchstufenausnehmung 14 hierbei durch eine stirnseitige Ausnehmung am Anker 2 gebildet, die einen äußeren zylindrischen
Ringbereich 18 und einen daran anschießenden Innenbereich 19 aufweist, der sich in Richtung zur Mittelachse X verjüngt, bzw. insbesondere konisch ausgebildet ist. Das Tauchstufenelement 13 weist eine zum Polkern 41 gerichtete im
Wesentlichen plane Stirnseite 20 auf, die mit einer Stirnseite 21 des Druckstücks 50 bündig abschließt. Eine zum Anker 2 gerichtete Seite 22 des
Tauchstufenelements 13 weist eine konkave Oberfläche auf. Das
Tauchstufenelement 13 ist am Druckstück 50 mittels einer Pressverbindung fixiert. Zwischen dem Außendurchmesser des Tauchstufenelements 13 und dem
Innendurchmesser des Ringbereichs 18 der Tauchstufenausnehmung 14 ist eine großzügige Rundlauftoleranz vorgesehen, um die Zentrierung des
Tauchstufenelementes 13 in der Tauchstufenausnehmung 14 auch bei einer eventuell auftretenden Verkippung bzw. einem radialen Versatz des Ankers 2 zum Polkern 41 zu gewährleisten.
Das Druckstück 50 ist im Anker 2 in axialer Richtung beweglich angeordnet, wobei das Druckstück 50 am Anker 2 mittels eines Absatzes 17 in der zentralen Durchgangsbohrung 16 gesichert ist, so dass eine vormontierte Ankerbaugruppe 60, umfassend den Anker 2, das Ventilglied 3 das Rückstellelement 7 und das
Druckstück 50 ermöglicht wird. Die Ankerbaugruppe 60 umfasst außerdem ein Federelement 1 1 , das im Arbeitsspalt 51 zwischen dem Polkern 41 und dem Anker 2 angeordnet ist. Das Federelement 1 1 , welches als Federscheibe oder alternativ als Tellerfeder ausgebildet ist, weist eine mittige Öffnung 24 auf, durch die ein Endbereich 25 des Druckstücks 50 hindurchgeführt ist. Der Endbereich 25 des Druckstücks 50 ist mit einer Kontaktfläche 15 des Polkerns 41 in Kontakt, die sphärisch ausgebildet ist, um eine Schiefstellung des Polkerns 41 zu kompensieren und eine daraus resultierende Verkippung der Ankerbaugruppe 60 zu verhindern.
Das Federelement 1 1 liegt, wie aus Figur 1 weiter ersichtlich, mit einem
Innenumfang 1 1 a an der dem Anker 2 zugewandten Seite 22 des
Tauchstufenelements 13 auf und mit einem Außenumfang 1 1 b am Innenbereich
19 der Tauchstufenausnehmung 14 auf. Aufgrund der konkaven Oberfläche der zum Anker gerichteten Seite des Tauchstufenelements 13 und des konkaven Innenbereichs 19 der Tauchstufenausnehmung 14 sind ausreichend Freiräume zur Verformung des Federelements 1 1 bei öffnendem Magnetventil 1 vorhanden. Die spezifischen Auflagepositionen des Federelements 1 1 ergeben eine gewünschte, leicht progressive Federkennlinie, die Ventil schließend wirkt.
Zusammen mit der linearen Federkraftkennlinie des Rückstellelements 7 ergibt die Kennlinie des parallel geschalteten Federelements 1 1 somit eine insgesamt progressive Federkennlinie, die dem progressiven Magnetkraftverlauf entgegenwirkt.
Das erfindungsgemäße Magnetventil 1 weist den Vorteil auf, dass mittels der in der Ankerbaugruppe integrierten Tauchstufe 12 neben einer ausreichend hohen Magnetkraft bei geschlossenem Magnetventil 1 ein im Wesentlichen linearer Magnetkraftverlauf über den gesamten Ventilhubbereich erreicht wird, der die stetige (proportionale) Stellbarkeit des Magnetventils 1 erheblich verbessert und eine präzisere Funktionsgenauigkeit in allen Betriebspunkten realisiert.
Aufgrund der verwendeten Tauchstufengeometrie ist eine betriebssichere Funktion der Tauchstufe auch bei ggf. auftretenden Verkippungen bzw.
Achsversätzen der Ankerbaugruppe gewährleistet.

Claims

Ansprüche
1 . Magnetventil zum Steuern eines Fluids, umfassend
- einen Anker (2),
- einen Polkern (41 ), wobei zwischen dem Anker (2) und dem Polkern (41 ) ein Arbeitsspalt (51 ) vorgesehen ist,
- ein Ventilglied (3), welches mit dem Anker (2) verbunden ist und
gemeinsam mit dem Anker (2) bewegbar ist,
- einen Ventilkörper (4) mit einer Durchgangsöffnung (5), an welcher ein Ventilsitz (6) ausgebildet ist, wobei das Ventilglied (3) die
Durchgangsöffnung (5) am Ventilsitz (6) freigibt und verschließt,
- ein Rückstellelement (7), welches eine Rückstellkraft auf das Ventilglied (3) ausübt, um das Ventilglied (3) in einen geschlossenen Zustand zurückzustellen, wobei der Anker (2) eine zentrale Durchgangsbohrung (16) zur Aufnahme des Ventilglieds (3) und des Rückstellelements (7) aufweist, und
- eine zwischen dem Polkern (41 ) und dem Anker (2) ausgebildete
Tauchstufe (12).
2. Magnetventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Tauchstufe (12) eine Tauchstufenausnehmung (14) und ein
Tauchstufenelement (13) umfasst.
3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (2), das Ventilglied (3), das Rückstellelement (7) und ein Druckstück (50) eine vormontierbare Ankerbaugruppe (60) bilden, wobei das Tauchstufenelement
(13) am Druckstück (50) angeordnet ist und die Tauchstufenausnehmung
(14) am Anker (2) durch eine stirnseitige Ausnehmung gebildet ist.
4. Magnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Tauchstufenelement (13) mit dem Druckstück (50) mittels einer
Pressverbindung verbunden ist. Magnetventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Federelement (1 1 ), welches zwischen dem Polkern (41 ) und dem Anker (2) angeordnet ist.
Magnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Federelement (1 1 ) Teil der vormontierten Ankerbaugruppe (60) ist.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchstufe (12) eine Doppeltauchstufe oder eine Kegeltauchstufe umfasst.
Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktfläche (15) des Polkerns (41 ) in Richtung zum Tauchstufenelement (13) sphärisch ausgebildet ist.
9. Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Prallscheibe (8) zur Umlenkung von Fluid bei geöffnetem Magnetventil, wobei ein Teilbereich (10) des Ventilglieds (3) durch eine zentrale Öffnung (9) in der Prallscheibe (8) hindurchgeführt ist.
10. Magnetventil nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Tauchstufenausnehmung (14) sich verjüngend, insbesondere konisch, ausgebildet ist.
1 1 . Magnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tauchstufenelement (13) eine zum Anker (2) gerichtete konkave Oberfläche aufweist.
PCT/EP2011/051862 2010-02-23 2011-02-09 Magnetventil mit tauchstufe zum steuern eines fluids WO2011104116A1 (de)

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EP11705183A EP2539193A1 (de) 2010-02-23 2011-02-09 Magnetventil mit tauchstufe zum steuern eines fluids
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