WO2016083192A1

WO2016083192A1 - Magnetventil mit einer elektromagnetischen betätigungseinheit

Info

Publication number: WO2016083192A1
Application number: PCT/EP2015/076802
Authority: WO
Inventors: Jerome Thiery; Markus HARTINGER; Andreas Illmann; Georg Reeb; Ralph Engelberg; Andrew Pierson
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-06-02
Also published as: DE102014224223A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1), insbesondere zum Steuern eines Fluidstroms, mit einer elektromagnetischen Betätigungseinheit (22), die einen magnetischen Fluss erzeugt, einem Anker (20), der auf ein Schaltmittel (70, 87) wirkt, welches abhängig von seiner Stellung gegenüber einem Leitmittel (60, 88) den Fluidstrom durch das Magnetventil (1) steuert, und einem Führungselement (12). Es wird vorgeschlagen, dass der Anker (20) durch das Führungselement (12) axial beweglich geführt wird und der durch die magnetische Betätigungseinheit (22) erzeugte magnetische Fluss von dem Führungselement (12) zu dem Anker (20) geleitet wird um diesen zu bewegen.

Description

Beschreibung

Titel

Magnetventil mit einer elektromagnetischen Betätigungseinheit

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil nach Gattung des Hauptanspruchs.

Stand der Technik

Es ist schon ein Magnetventil bekannt, mit einer Spule, die einen magnetischen Fluss erzeugt, einem Anker, der auf ein Schaltmittel wirkt, welches abhängig von seiner Stellung gegenüber einem Leitmittel den Fluidstrom durch das

Magnetventil steuert, und einer Führungshülse.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass das Magnetventil gegenüber im Stand der Technik bekannter Magnetventile vereinfacht ist. Beispielsweise leitet das

Führungselement den magnetischen Fluss zum Anker und führt den Anker. Die Anzahl der separaten Bauteile, welche sonst diese Aufgaben übernehmen, ist minimiert, wodurch das Gewicht des Magnetventils geringer ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Besonders vorteilhaft ist, dass durch den magnetischen Fluss eine Kraft auf den Anker wirkt, wobei das Führungselement derart ausgestaltet ist, dass es den magnetischen Fluss zur Vergrößerung der Kraft bündelt. Durch das

Führungselement wird die Wirksamkeit, bzw. die Effizienz vergrößert. Somit lässt das Magnetventil einen erweiterten Einsatzbereich zu, insbesondere kann das Magnetventil bei einem höheren Fluiddruck eingesetzt werden. Weiter ist vorteilhaft, dass die Bündelung der Kraft zu einer verbesserten Bewegung des Ankers führt.

Weiterhin ist als vorteilhaft anzusehen, dass das Führungselement Mittel zur Steuerung, insbesondere Erhöhung, der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses und der Kraft auf den Anker aufweist. Die Mittel ermöglichen eine optimale Verstärkung der Flussdichte des magnetischen Flusses. Durch die Erhöhung der Flussdichte wird die mögliche Kraft, die auf den

Anker wirken kann, erhöht. Insbesondere kann der Anker trotz erhöhter Kräfte durch Reibung, das Fluid usw. dennoch bewegt werden. Auch ermöglicht eine Verbesserung des magnetischen Flusses eine Senkung der benötigten Energie. Ferner ermöglichen die Mittel ein Steuern, insbesondere Leiten des

magnetischen Flusses zum Anker.

Vorteilhaft ist, dass das Führungselement zur Steuerung der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses und der Kraft auf den Anker, eine Verengung aufweist. Das Mittel ist beispielsweise als Verengung ausgeführt. Die Verengung hat eine Verbesserung der Leitung des magnetischen Flusses zu

Folge. Die Verengung leitet den magnetischen Fluss von der Betätigungseinheit zum Anker und zurück. Als weiteren Vorteil ist anzusehen, dass durch die Verengung weniger Material benötigt wird, wodurch das Gewicht des

Magnetventils gesenkt werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, dass das Führungselement zylinderförmig ausgebildet ist. Ein zylinderförmiges Führungselement ist insbesondere einfach und kostengünstig herzustellen. Besonders vorteilhaft ist, dass das Führungselement einen Boden und einen, insbesondere zylinderförmigen, Mantel mit einer ersten Manteldicke aufweist, wobei insbesondere der Mantel und der Boden einteilig ausgebildet sind. Durch die einteilige Ausbildung kann die Herstellung vereinfacht werden. Ferner können die Kosten durch die Vereinfachung der Herstellung gesenkt werden.

Vorteilhaft ist, dass der magnetische Widerstand des Führungselements variiert. Durch die Variation des Widerstands des Führungselements kann der magnetische Fluss einfach geleitet werden. Es kann der Verlauf des

magnetischen Flusses gezielt durch das Führungselement geleitet werden. Auch wird die Bündelung der magnetischen Flussdichte verbessert. Vorteilhaft ist auch, dass das Führungselement Mittel aufweist, die einen gegenüber dem restlichen Führungselement erhöhten magnetischen Widerstand aufweisen, wobei die Mittel insbesondere als Verengungen ausgebildet sind. Die Mittel verbessern die Wirksamkeit und Effizienz des Magnetventils. Die

Verengung weist einen erhöhten magnetischen Widerstand auf. Insbesondere führt die Verengung somit zu einer Leitung des magnetischen Flusses über den nicht verengten Bereich des Führungselements. Als weiter vorteilhaft ist anzusehen, dass die Verengung den magnetischen Fluss aus ungewünschten Bereichen im Magnetventil fernhält. Insbesondere kann so verhindert werden, dass die Kraft aufgrund des Magnetfeldes aus einer ungeeigneten Richtung, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung auf den Anker wirkt.

Besonders vorteilhaft ist, dass das Führungselement fluidundurchlässig ist und insbesondere den Fluidbereich des Ventils begrenzt. Das Führungselement verhindert ein austreten des Fluids aus dem Magnetventil. Das Führungselement dichtet das Ventil gegenüber der Umgebung ab. Es trennt den Fluidbereich, insbesondere den Nassbereich und/oder Gasbereich vom Trockenbereich. Das Führungselement verschließt das Ventil.

Vorteilhaft ist, dass innerhalb des Führungselements ein

Magnetflussführungsmittel, insbesondere ein Innenpol angeordnet ist, wobei das

Magnetflussführungsmittel den magnetischen Fluss leitet und die Magnetkraft verbessert. Durch das Magnetflussführungsmittel wird die Kraft durch das Magnetfeld verbessert. Es führt insbesondere zu einer Kraft basierend auf dem magentischen Fluss in oder entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Ankers.2

Weiterhin ist vorteilhaft, dass innerhalb des Führungselements ein elastisch rückstellendes Element, insbesondere eine Feder, angeordnet ist, wobei die Feder auf den Anker einwirkt und der Kraft durch den magnetischen Fluss der Betätigungseinheit entgegenwirkt. Das rückstellende Element bewegt den Anker im unbestromten Zustand in eine definierte Stellung, insbesondere eine Endstellung.

Vorteilhaft ist, dass der Anker mittels eines Ventilschafts auf das Schaltmittel wirkt, wobei der Ventilschaft teilweise innerhalb des Führungselements axial beweglich angeordnet ist und insbesondere durch das Führungselement geführt wird. Durch den Ventilschaft kann der Anker einfach mit dem Schaltmittel des Ventils zusammenwirken. Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, dass das Führungselement mittels

Zugdruckumformen, insbesondere Tiefziehen oder Druckumformen,

insbesondere Fließpressen, und mittels Spanen, insbesondere Drehen, Fräsen, Schleifen, Schälen hergestellt wird. Die Herstellung des Magnetventils ist somit sehr einfach und kostengünstig möglich. Auch ist die Anzahl der Arbeitsschritte zur Herstellung sehr gering.

Ferner ist vorteilhaft, dass das Führungselement einen magnetisch leitenden, insbesondere ferromagnetischen, Werkstoff aufweist. Somit kann die Leitung des magnetischen Flusses verbessert werden.

Vorteilhaft ist, dass das Führungselement eine Schutzschicht, insbesondere eine Korrosionsschutzschicht aufweist, wodurch das Spektrum des Magnetventils an steuerbaren Fluiden vergrößert wird. Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden

Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein allgemein im Stand der Technik bekanntes Magnetventil, Figur 2 den Stellbereich eines erfindungsgemäßen Magnetventils,

Figur 3 ein erfindungsgemäßes Magnetventil und

Figur 4 den Verlauf der magnetischen Kraft In Figur 1 ist ein Magnetventil 80, zur Steuerung eines Fluidstroms dargestellt. Das Magnetventil 80 weist einen Stellbereich 90 und einen

Durchströmungsbereich 82 auf.

Das Magnetventil 80 weist im Durchströmungsbereich 82 ein Gehäuse 84 auf. Das Gehäuse 84 umfasst mindestens einen ersten Anschluss 85 und einen zweiten Anschluss 86. Die Anschlüsse 85, 86 sind insbesondere als Einlass und/oder Auslass ausgebildet.

Ferner weist das Magnetventil im Durchströmungsbereich ein Schaltmittel 87 und ein Leitmittel 88 auf. Das Schaltmittel 87 und das Leitmittel 88 wirken zusammen. Hierzu weist das Schaltmittel 87 eine auf das Leitmittel 88 angepasst Form und umgekehrt auf. Abhängig von der Stellung des Schaltmittels 87 zu dem Leitmittel 88 wird ein Fluidstrom durch den Durchströmungsbereich 82 des Magnetventils 80 reguliert, insbesondere gesteuert oder die Durchströmung gesperrt. Das Schaltmittel 87 ist gemäß Figur 1 beispielhaft als kegelförmiges Ventilglied ausgebildet. Das Leitmittel 88 ist als Ring ausgebildet. Das Leitmittel 88 und das Gehäuse 84 können insbesondere einteilig ausgebildet sein.

Der Stellbereich 90 des Magnetventils gemäß Figur 1 ist im Stand der Technik bekannt. Der Stellbereich weist eine Gehäuse 92 auf. Der Stellbereich 90 ist mittels einer O-Ring-Dichtung 94 und einer Dichtmanschette 96 von dem

Durchströmungsbereich getrennt. Einzig der Ventilschaft 98 stellt eine

Verbindung zwischen dem Durchströmungsbereich 82 und dem Stellbereich 90 her. Der Ventilschaft 98 verläuft innerhalb einer Öffnung der Dichtmanschette 96. Ferner weist das Ventil 80 im Stellbereich 90 eine Wicklung 100 auf. Die

Wicklung 100 ist um ein Spaltrohr 102 gewickelt. Innerhalb des Spaltrohres 102 ist eine Führungsbuchse 104 angeordnet. Die Führungsbuchse 104 führt den Ventilschaft 98. Die Führungsbuchse 104 ist naheliegend zu dem

Durchströmungsbereich 92 angeordnet.

Ferner ist ein beweglicher Anker 106 innerhalb des Spaltrohrs 102 angeordnet. Der Anker 106 und der Ventilschaft 98 sind gegenüber der Wicklung 100 beweglich innerhalb des Spaltrohres 102 angeordnet. Der Anker 102 wird durch die Führungshülse 108 geführt. Die Führungshülse 108 ermöglicht dem Anker eine Bewegung in Längsrichtung des Magnetventils 80.

Der Anker 106 ist über den Ventilschaft 98 mit dem Schaltmittel 87 verbunden. Wird die Wicklung 100 bestromt so wird ein magnetischer Fluss erzeugt, der zu einer Bewegung des Ankers 106 innerhalb der Führungshülse 108 führt.

Zwischen dem Durchströmungsbereich 82 und dem Stellbereich 90 ist eine Anschlussplatte 110 angeordnet. Die Anschlussplatte 110 erleichtert das Verbinden des Gehäuses 84 des Durchströmungsbereiches 82 mit dem

Gehäuse 92 des Stellbereiches 90.

Zur Abdichtung des Ventils gemäß Figur 1 wird eine Vielzahl von Dichtmittel 94, 96, 99a und 99b benötigt. Beispielsweise verhindert Dichtmanschette 96 das Eindringen von Fluiden in den Stellbereich 90. Die Dichtungen 99a und 99b sowie das Spaltrohr 102 verhindern das Eindringen von Fluiden in den Bereich der Wicklungen 100 des Ventils. Das Dichtmittel 94 und das Dichtmittel 99a verhindert ein Ausströmen des Fluids aus dem Ventil.

In Figur 2 ist der Stellbereich 10 eines erfindungsgemäßen Magnetventils 1 gezeigt. Der Stellbereich 10 des Magnetventils 1 kann insbesondere mit dem Durchströmungsbereich 82 gemäß Figur 1 verbunden werden, bzw. mit diesem zusammenwirken.

Der Stellbereich 10 des Magnetventils 1 dient zur Bewegung eines Ventilmittels, insbesondere eines Schaltmittels. Durch die Bewegung des Ventilmittels und damit die Veränderung des Ventilmittels gegenüber einem weiteren zweiten Ventilmittel, beispielsweise einem Leitmittel, kann die Durchströmung des Magnetventils 1 reguliert oder gesperrt werden.

Das Magnetventil 1 weist ein Führungselement 12 auf. Das Führungselement 12 ist insbesondere als Topf mit einer umlaufenden, insbesondere zylinderförmigen, Mantelfläche 13 und einem Boden 14 ausgebildet. Fern kann das

Führungselement 12 gemäß Figur 2 einen Kragen 15 aufweisen. Der Kragen 15 verbindet das Führungselement 12 mit dem Gehäuse des Durchströmungsbereichs. Insbesondere liegt das Führungselement 12 durch den Kragen 15 an dem Gehäuse des Durchströmungsbereichs an.

Das Führungselement 12 wird mittels Zugdruckumformen, insbesondere

Tiefziehen oder Druckumformen, insbesondere Fließpressen hergestellt. Das

Führungselement 12 ist insbesondere einteilig ausgebildet. Das

Führungselement 12, insbesondere der Mantel 13 des Führungselements 12 ist zylinderförmig ausgebildet und weist eine Manteldicke auf. Zur Bewegung des Ankers 20 ist ein magnetisches Betätigungsmittel 22 angeordnet. Das magnetische Betätigungsmittel 22 erzeugt einen magnetischen Fluss. Der magnetische Fluss wird insbesondere aufgrund einer Bestromung des magnetischen Betätigungsmittels 22 erzeugt. Das magnetische Betätigungsmittel 22 weist beispielsweise eine Wicklung 24, insbesondere einen Spulenkörper 24 mit Wicklungen auf. Der Spulenkörper wird von einem Strom durchflössen. Die stromdurchflossenen Wicklungen erzeugen ein magnetisches Feld, bzw. einen magnetischen Fluss.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das magnetische

Betätigungsmittel 22 mehrere Wicklungen oder Spulen 24 auf.

Die Wicklungen 24 bestehen aus einem Leiter. Die Wicklungen 24 sind insbesondere auf das Führungselement 12 aufgewickelt. Ferner weist der Leiter eine elektrisch isolierende Schutzschicht auf, die einen elektrischen Kurzschluss zwischen den sich berührenden Leitern der Wicklung verhindern sollen.

Insbesondere ist der Leiter auf einem Kunststoffträger aufgewickelt. Der

Kunststoffträger hat die Aufgabe den Leiter 24 vor Beschädigungen durch das Führungselement 12 zu schützen. Ferner ermöglicht der Kunststoffträger eine separate Herstellung der Spule 24 und Wicklungen. Die Spule 24 wird nach Herstellung auf das Führungselement 12 aufgeschoben.

Ferner weist das Magnetventil 1 ein Gehäuse 26 im Stellbereich 10 auf. Das Gehäuse 26 schützt insbesondere das magnetische Betätigungsmittel 22. Es ist mit dem Führungselement 12 verbunden, insbesondere mittels Fügen

verbunden. Das Gehäuse 26 umgibt das Betätigungsmittel 22. Das Betätigungsmittel ist zwischen dem Gehäuse 26 und dem Führungselement 12 angeordnet.

Das Führungselement 12 trennt den Fluidbereich, in welchem sich das Fluid befindet von dem Trockenbereich, der sich beispielsweise außerhalb des Ventils 1 befindet. Das Führungselement 12 ist fluidundurchlässig ausgebildet. Es verhindert ein Austreten des Fluids aus dem Fluidbereich. Durch die einteilige Ausgestaltung und die direkte Verbindung mit dem Gehäuse des

Durchströmungsbereichs 82 kann die Anzahl der Dichtstellen minimiert werden. Es wird nur noch ein Dichtmittel 44 zwischen dem Gehäuse des

Durchströmungsbereichs und dem Führungselement 12 benötigt. Somit werden weniger Dichtmittel als bei einem im Stand der Technik bekannten Magnetventil, insbesondere im Stellbereich, benötigt. Auch der Aufwand für Montage wird aufgrund der geringeren Anzahl von Dichtmitteln gesenkt.

Das Führungselement 12 erstreckt sich in Längsrichtung des Ventils 1 über die Länge des magnetischen Betätigungsmittels 22. Insbesondere erstreckt sich das Führungselement 12 in Längsrichtung über den gesamten Stellbereich des Magnetventils 1.

Gemäß einer Ausführungsform sind außerhalb des Führungselements 12 die elektrischen Elemente, wie das magnetische Betätigungsmittel 22 angeordnet.

Zur Verbesserung der magnetischen Kraft auf den Anker 20 ist innerhalb des Führungselements 12 ein Magnetflussführungsmittel 28, insbesondere ein Innenpol angeordnet. Das Magnetflussführungsmittel 28 ist insbesondere als Innenpol ausgebildet. Es leitet den magnetischen Fluss und verbessert die Kraft durch den magnetischen Fluss auf den Anker 20.

Zwischen dem Magnetflussführungsmittel 28 und dem Anker 20 ist ein Luftspalt. Innerhalb des Luftspalts bildet sich ein magnetisches Feld, welches eine magnetische Kraft auf den Anker 20 zur Folge hat. Die Kraft auf den Anker 20 ist abhängig von der Größe des Luftspaltes. Auch ist die Kraft von dem

magnetischen Fluss, bzw. der magnetischen Flussdichte abhängig. Die magnetische Flussdichte wird durch das Führungselement 12 beeinflusst, insbesondere verstärkt.

Das Führungselement 12 leitet den magnetischen Fluss zu dem

IVlagnetflussführungsmittel 28.

Der Magnetkreis des magnetischen Flusses verläuft von dem magnetischen Betätigungsmittel 22 über das Führungselement 12 zu dem

IVlagnetflussführungsmittel 28, zu dem Anker 20 und über das Führungselement 12 zurück zum magnetischen Betätigungsmittel 22. Das Führungselement 12 ist derart ausgestaltet das es den magnetischen Fluss bündelt. Die magnetische Bündelung des Flusses hat eine Erhöhung der, insbesondere magnetischen, Kraft auf den Anker 20 zur Folge.

Zur Bündelung des magnetischen Flusses weist das Führungselement 12 Mittel auf. Beispielsweise verhindern die Mittel einen magnetischen Kurzschluss oder ein Leiten des magnetischen Flusses vom Anker 20 weg. Insbesondere sind die Mittel gemäß Figur 2 als Verengung des Führungselements 12 ausgebildet. Insbesondere ist die Dicke des Mantels 13, also die Manteldicke des

Führungselements 12 im Bereich der Verengung geringer als die restliche Manteldicke. Die Verengung 17 ist umlaufend, insbesondere gleichmäßig, ausgebildet.

Das Führungselement 12 weist einen Verengung 17 der Manteldicke auf. Die Verengung 17 teilt den Mantel 13 in einen ersten Mantelbereich 18 und einen zweiten Mantelbereich 19. Die beiden Mantelbereiche 18, 19 sind mittels eines dünnen umlaufenden Stegs miteinander verbunden. Der zweite Mantelbereich 19 ist im Bereich des Magnetflussführungsmittels 28 angeordnet, insbesondere ist das Führungselement 12 im zweiten Mantelbereich 19 mit dem

Magnetflussführungsmittel 28 verbunden. Die Verengung 17 wird insbesondere mittels Spanen, insbesondere Drehen, Fräsen, Schleifen, Schälen aus dem Führungselement 12 hergestellt. Durch die unterschiedliche Manteldicke variiert der magnetische Widerstand. Der magnetische Widerstand auf einen

magnetischen Fluss ist im Bereich der Verengung 17 am höchsten. Der erste Mantel bereich 18 ist mit dem Boden 14 des Führungselements 12 verbunden. Gemäß Figur 2 ist beispielhaft die Dicke des Bodens 14 und die Dicke des Führungselements 12 im ersten Mantelbereich 18 im Wesentlichen gleich ausgebildet.

Der zweite Mantelbereich 19 ist mit dem Kragen 15 des Führungselements 12 verbunden. Gemäß Figur 2 ist beispielhaft die Dicke des Kragens 15 und die Dicke des Führungselements 12 im zweiten Mantelbereich 19 im Wesentlichen gleich ausgebildet.

Das Führungselement 12 weist einen magnetisch leitenden, insbesondere ferromagnetischen Werkstoff auf. Zum Schutz vor Korrosion oder anderen Beschädigung beispielsweise durch das Fluid weist das Führungselement 12 eine Schutzschicht auf. Die Schutzschicht ist an der Oberfläche des

Führungselements angebracht. Das Anbringen erfolgt insbesondere mittels aufdampfen.

Die Ausbildung des Führungselements 12 mit einem Mittel zur Führung des magnetischen Flusses ermöglicht eine vereinfachte Ausbildung des Ankers 20 und/oder des Magnetflussführungsmittels 28. Insbesondere ist der Anker 20 als Zylinder mit einer Öffnung für den Ventilschaft 30 ausgebildet. Auch das

Magnetflussführungsmittel 28 ist als Zylinder mit einer durchgehenden Öffnung für den Ventilschaft 30 ausgebildet.

Der Anker 20 wirkt über einen Ventilschaft 30 mit einem Schaltmittel 20 zusammen. Der Ventilschaft 30 ist als zylinderförmiges Element, insbesondere Stift, vorzugsweise Rohr ausgebildet. Gemäß Figur 2 weist der Ventilschaft unterschiedliche Durchmesser auf, insbesondere zwei unterschiedliche

Durchmesser. Durch die unterschiedlichen Durchmesser bildet sich eine umlaufende Kante 31 an dem Ventilschaft 30 aus. Die Kante 31 dient als Anschlag für den Anker 20. Der Anker 20 weist eine Öffnung auf. Innerhalb der Öffnung ist der Ventilschaft angeordnet. Der Ventilschaft 30 wird mittels einer Fixierelement, insbesondere einer Einsteckmutter, vorzugsweise einer Speednut 33 an dem Ventilschaft 30 arretiert, insbesondere fixiert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Anker 20 und der

Ventilschaft 30 einteilig ausgebildet sein. Auch eine Verbindung des Ankers 20 mit dem Ventilschaft 30 und umgekehrt mittels Fügen ist möglich.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Ventilschaft 30 ohne eine Kante 31 ausgebildet. Der Ventilschaft 30 weist insbesondere im Bereich des Ankers 20 und in Richtung des dem Anker 20 zugewandten Ventilschaftende einen insbesondere linear kleiner werdenden Durchmesser auf. Beispielsweise ist das Ventilschaftende als Kegel ausgebildet. Das Ventilschaftende korrespondiert mit dem Anker 20 wodurch ein Verschieben des Ankers 20 auf dem Ventilschaft 30 in Richtung des Schaltmittels verhindert wird. Ferner wird der Anker 20 mittels Fügen oder Aufpressen mit dem Ventilschaft 30 verbunden.

Der Ventilschaft 30 verläuft durch eine Öffnung im Magnetflussführungsmittel 28. Innerhalb des Magnetflussführungsmittels 28 ist ein Ventilschaftreinigungsmittel 37 angeordnet. Das Ventilschaftreinigungsmittel 37 umgibt den Ventilschaft 30. Es streift das Fluid vom Ventilschaft 30 ab.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Führung des Ventilschafts 30 im Stellbereich 10 nur über den Anker 20 und das Führungselement 12.

Ein rückstellendes Element 41, insbesondere eine Feder wirkt mit einer

Rückstellkraft auf den Anker 20. Durch die Rückstellkraft wird der Anker 20 in eine definierte Stellung, insbesondere eine Endstellung bewegt. Die Kraft des rückstellenden Elements 41 wird der Kraft durch das den magnetischen Fluss entgegen.

Gemäß Figur 2 weist der Ventilschaft 30 beispielhaft ein Verbindungsmittel 39 auf. Der Ventilschaft 30 wirkt über das Verbindungsmittel 39 auf das Schaltmittel 70, 87. Das Verbindungsmittel 39 verbindet den Ventilschaft 30 mit dem

Schaltmittel 70, 87. Das Verbindungsmittel weist eine umlaufende Kante auf, in die der Mitnehmer eines Schaltmittels 70, 87 eingreift.

In Figur 3 ist der Stellbereich 10 des Magnetventils 1 aus Figur 2 beispielhaft mit einem Durchströmungsbereich 50 verbunden. Der Durchströmungsbereich 50 weist insbesondere ein Gehäuse 55 mit einem Anschluss 57 und einem

Anschluss 58 auf. Das Magnetventil 1 mit dem Durchströmungsbereich 50 umfasst ein Leitmittel 60 und ein Schaltmittel 70. Das Leitmittel 60 ist

insbesondere in einer Ventilmittelführung 65 fixiert. Das Leitmittel 60 weist eine Durchströmungsöffnung 61 auf. Insbesondere weist das Leitmittel 60 in Figur 3 drei Durchströmungsöffnungen 61, 62 und 63 auf. Das Schaltmittel 70 weist in Figur 3 beispielhaft zwei Durchströmungsöffnungen 71 und 72 auf. Das

Leitmittel 60 leitet das Fluid zum Schaltmittel 70. Das Fluid durchströmt oder umströmt das Schaltmittel 70 und/oder das Leitmittel 60 abhängig von der Stellung des Schaltmittels 70 zu, bzw. gegenüber dem Leitmittel 60. In Figur 3 ist das Magnetventil 1 beispielhaft maximal freigegeben. Durch die Stellung des Schaltmittels 70 gegenüber dem Leitmittel 60 sind drei Durchströmungskanäle jeweils mit maximal möglicher Durchströmung gebildet. Der erste

Durchströmungskanal ist durch die Durchströmungsöffnung 61 des Leitmittels 60 und die Durchströmungsöffnung 71 des Schaltmittels 70 gebildet. Der zweite

Durchströmungskanal ist durch die Durchströmungsöffnung 62 des Leitmittels 60 und die Durchströmungsöffnung 72 des Schaltmittels 70 gebildet. Der dritte Durchströmungskanal ist durch die Durchströmungsöffnung 63 des Leitmittels 60 gebildet. Das den dritten Durchströmungskanal durchströmende Fluid strömt an dem Schaltmittel 70 vorbei, bzw. umströmt das Schaltmittel 70 teilweise. Ferner ist in dem Gehäuse 55 eine Dichtung 52 angeordnet. Die Dichtung 52 ist zwischen dem Leitelement 60 und dem Gehäuse 55 angeordnet. Die Dichtung 52 ist insbesondere ringförmig ausgebildet. Die Dichtung 52 liegt vorteilhaft an der Ventilmittelführung 65 an. Der Ventilschaft 30 des Stellbereichs 10 des Magnetventils 1 wirkt mit dem Schaltmittel 70 zusammen, insbesondere ist mit diesem verbunden.

In Figur 4 ist der Verlauf der magnetischen Kraft bezogen auf die Größe des Luftspaltes zwischen dem Anker 20 und dem Magnetflussführungsmittel 28 dargestellt. Die y- Achse entspricht der Kraft auf den Anker 20 in Newton. Die x-

Achse entspricht der Größe des Luftspalts in Millimeter. In Figur 4 ist ein gemessener Verlauf eingezeichnet. Mit größer werdendem Luftspalt sinkt die Kraft auf den Anker 20. Bei dem kleinsten Luftspalt ist die Kraft am größten. Zu Beginn der Bewegung des Ankers 20 muss die magnetische Kraft größer sein als beispielsweise die Reibkraft, die Kraft durch das Fluid und die Federkraft zusammen. Die Reibkraft besteht aufgrund der Reibung zwischen dem Anker 20 und dem Führungselement 12. Auch muss das Trägheitsmoment überwunden werden. Bewegt sich der Anker 20, so wird eine geringere Kraft benötigt. Mit zunehmendem Luftspalt steigt der magnetische Widerstand wodurch die Kraft auf den Anker 20 sinkt.

Führungselement 12 und das Gehäuse des Durchströmungsbereichs sind insbesondere mittels Fügen oder durch eine mechanisch lösbare Verbindung, beispielsweise Schrauben miteinander verbunden. Zur Abdichtung weist das Magnetventil 1 eine Dichtmittel 44 auf. Das Dichtmittel 44 ist zwischen dem Führungselement 12 und dem Gehäuse des Durchströmungsbereichs angeordnet. Insbesondere ist das Dichtmittel in einer Nut angeordnet. Die Nut verläuft beispielhaft in Figur 3 in dem Gehäuse 55 des Durchströmungsbereichs 50.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Führungselement 12 und das Gehäuse des Durchströmungsbereichs einteilig ausgebildet.

Vorteilhaft können die Anschlüsse 57, 58, 85, 86 beispielsweise mit einem Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugs verbunden werden. Durch das Magnetventil 1 kann die Durchströmung eines Fluids in dem Kühlkreislauf unterbrochen oder die Durchströmung, insbesondere die Durchströmungsmenge reguliert werden.

Claims

Ansprüche

1. Magnetventil (1), insbesondere zum Steuern eines Fluidstroms, mit einer

elektromagnetischen Betätigungseinheit (22), die einen magnetischen Fluss erzeugt, einem Anker (20), der auf ein Schaltmittel (70, 87) wirkt, welches abhängig von seiner Stellung gegenüber einem Leitmittel (60, 88) den

Fluidstrom durch das Magnetventil (1) steuert, und einem Führungselement (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (20) durch das

Führungselement (12) axial beweglich geführt wird und der durch die magnetische Betätigungseinheit (22) erzeugte magnetische Fluss von dem Führungselement (12) zu dem Anker (20) geleitet wird um diesen zu bewegen.

2. Magnetventil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, das durch den magnetischen Fluss eine Kraft auf den Anker (20) wirkt, wobei das Führungselement (12) derart ausgestaltet ist, dass es den magnetischen Fluss zur Vergrößerung der Kraft bündelt.

3. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) Mittel, insbesondere eine Verengung (17) zur Steuerung, insbesondere Erhöhung, der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses und der Kraft auf den Anker (20) aufweist.

4. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) zylinderförmig ausgebildet ist.

5. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) einen Boden (14) und einen, insbesondere zylinderförmigen, Mantel (13) mit einer Manteldicke aufweist, wobei insbesondere der Mantel (13) und der Boden (14) einteilig ausgebildet sind

6. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Widerstand des Führungselements (12) variiert.

7. Magnetventil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) Mittel (17) aufweist, die einen gegenüber dem restlichen Führungselement erhöhten magnetischen Widerstand aufweisen, wobei die Mittel (17) insbesondere als Verengungen (17) der Manteldicke des Führungselements (12) ausgebildet sind.

8. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) fluidundurchlässig ist und insbesondere den Fluidbereich des Magnetventils (1) begrenzt.

9. Magnetventil (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch

gekennzeichnet, das innerhalb des Führungselements (12) ein

Magnetflussführungsmittel (28), insbesondere ein Innenpol angeordnet ist, wobei das Magnetflussführungsmittel (28) den magnetischen Fluss leitet und die Magnetkraft verbessert.

10. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Anker (20) mittels eines Ventilschafts (30) auf das Schaltmittel (70, 87) wirkt, wobei der Ventilschaft (30) teilweise innerhalb des Führungselements (12) axial beweglich angeordnet ist und insbesondere durch das Führungselement (12) geführt wird.

11. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) mittels Zugdruckumformen, insbesondere Tiefziehen oder Druckumformen, insbesondere Fließpressen, und mittels Spanen, insbesondere Drehen, Fräsen, Schleifen, Schälen hergestellt wird.

12. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) einen magnetisch leitenden, insbesondere ferromagnetischen, Werkstoff aufweist.

13. Magnetventil (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (12) eine Schutzschicht, insbesondere eine Korrosionsschutzschicht aufweist.