WO2018162184A1 - Ventilanordnung für ein magnetventil und korrespondierendes magnetventil - Google Patents

Ventilanordnung für ein magnetventil und korrespondierendes magnetventil Download PDF

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WO2018162184A1
WO2018162184A1 PCT/EP2018/053538 EP2018053538W WO2018162184A1 WO 2018162184 A1 WO2018162184 A1 WO 2018162184A1 EP 2018053538 W EP2018053538 W EP 2018053538W WO 2018162184 A1 WO2018162184 A1 WO 2018162184A1
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valve
valve seat
closing body
sealing element
sealing lip
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PCT/EP2018/053538
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Edgar Kurz
Wolfgang Schuller
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
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    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
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    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0254—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves with conical shaped valve members

Definitions

  • the invention is based on a valve arrangement for a solenoid valve according to the preamble of independent claim 1.
  • Subject of the present invention is also a solenoid valve with such a valve assembly.
  • Solenoid valves with a magnet assembly and a valve cartridge and a valve arrangement are known from the prior art, which forms a fluid channel between at least one first fluid opening and at least one second fluid openings.
  • the flow cross section of the fluid channel is adjustable by the valve arrangement.
  • Such solenoid valves can be used for example in a hydraulic unit of a vehicle, in which an anti-lock braking system (ABS) and / or a traction control system (ASR system) and / or an electronic stability program system (ESP system) is implemented.
  • ABS anti-lock braking system
  • ASR system traction control system
  • ESP system electronic stability program system
  • the solenoid valves have the task to hold a pressure medium or to let flow. In this case, certain requirements are placed on the tightness of the solenoid valves in the closed state, which are dependent on the particular task of the solenoid valve in the system.
  • the valve cartridge includes an armature movably guided within a capsule, a valve core, a plunger movably guided within the valve core, which has a closing body with a main sealing element, and a valve body with a main valve seat. Between a fluid inlet and a fluid outlet, a first fluid channel is formed whose flow cross-section is adjustable by a main valve having the main seal member connected to the closure body and the main valve seat disposed in the valve body, a magnetic force generated by the magnet assembly moving the armature and the plunger, and Main sealing element for performing a sealing function sealingly immersed in the main valve seat.
  • a second fluid channel is formed between the fluid inlet and the fluid outlet in the valve lower part, whose flow cross-section is adjustable by a direction-oriented check valve.
  • a closing element for the check valve which has a sealing cone, a contact base with four outflow grooves formed on the edge and an elastic sealing ring arranged between the contact foot and the sealing cone, which is designed as an O-ring.
  • the outflow grooves each form a support edge for the elastic sealing ring in the case of sealing.
  • the sealing cone is entrained by the fluid flow and the O-ring designed as a seal ring can be pressed even at low system pressures in the designed as a hollow cone check valve seat.
  • the sealing cone With increasing system pressure, the sealing cone is pressed more strongly into the valve seat and seals with the O-ring sealing element in the valve seat and keeps with increasing pressure difference more dense. In the opening direction of the sealing cone is placed by the fluid flow against the system and the fluid can flow freely through the fluid channel and the outflow.
  • valve arrangement for a solenoid valve and a corresponding solenoid valve with the features of the independent claims have the advantage that the closing body by the sealing element with the elastic sealing lip high density and a pressure-assisted closing movement of the elastic see sealing lip allows.
  • the sealing lip is pressed flat by the pressure support to the valve seat and thus biased axially.
  • the closing body is thereby braked with the anchor, so that the closing noise can be reduced in an advantageous manner.
  • an armature is moved by means of a magnetic force with the closing body and the closing body is lifted off the valve seat.
  • the preloaded sealing lip is relieved and supported by the biasing force initiated by the magnetic force opening operation. This can be implemented a quick opening of the valve assembly.
  • Embodiments of the valve assembly according to the invention advantageously allow the implementation of a cost-effective, very dense and with little magnetic force to open solenoid valve in a small space.
  • the magnetic force could be reduced and thus the magnetic assembly of the solenoid valve can be reduced or stroke or air gap of the solenoid valve can be increased.
  • cost-effective solenoid valves with a large stroke or with reduced magnetic force can be implemented for special functions.
  • a high tightness can be implemented without a ground valve seat by the elastic sealing lip.
  • Embodiments of the present invention provide a valve assembly for a solenoid valve having a movable closure body and a valve seat disposed at the periphery of a throughbore.
  • the closing body has an elastic sealing element which, in a state lifted from the valve seat, releases a fluid flow through the through-hole and blocks the fluid flow through the through-hole in a state in which it bears sealingly against the valve seat.
  • the sealing element comprises a cylindrical base body with an elastic circumferential sealing lip, wherein between the base body and the sealing lip a V-shaped recess is formed, which is open against the fluid flow.
  • the sealing element acts as a spring element, which is axially biased during a closing operation by a reduction of an effective opening of the V-shaped recess and pressed against the valve seat and thereby the closing body off. brakes, wherein the sealing element is axially relaxed during an opening operation and lifted from the valve seat.
  • the main body of the sealing element can be inserted into a circumferential receiving groove in the closing body.
  • the closing body may for example have the shape of a truncated cone, in which the circumferential receiving groove is introduced.
  • the V-shaped recess can extend outside the receiving groove.
  • an undercut having a V-shaped cross section can be introduced into the base body to form the sealing lip. Due to the design and dimensions of the undercut, the biasing force or restoring force can be specified or adjusted.
  • V-shaped recess may extend within the receiving groove.
  • a circumferential bead can be formed at the open edge of the sealing lip, via which the biasing force or restoring force can be set or adjusted.
  • valve seat can be designed as a tapered bore to which the elastic sealing lip can create a surface for sealing.
  • the valve cartridge can comprise a valve sleeve, a pole core pressed into the valve sleeve at a first end, an armature with closing body movably guided within the valve sleeve and a valve body with valve seat, which can be pressed into a second end of the valve sleeve.
  • a return spring generated spring force and a hydraulic force to move the armature with closing body during the closing movement in the direction of the valve body, whereby the sealing lip of the sealing element is sealingly applied to the valve seat and then biased.
  • a magnetic force generated by the magnet assembly can lift the armature with the closing body during the opening movement against the force of the return spring from the valve seat, whereby the sealing lip can relax and support the magnetic force during the further opening movement.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective sectional view of an embodiment of a valve cartridge for a solenoid valve according to the invention.
  • Fig. 2 shows a schematic perspective sectional view of a first embodiment of a valve arrangement according to the invention for a solenoid valve.
  • FIG. 3 shows a detailed perspective view of a closing body with sealing lip of the valve arrangement according to the invention from FIG. 2.
  • Fig. 4 shows right perspective sectional views of the first embodiment of the valve assembly of the invention of FIG. 2 in the applied state and left a perspective sectional views of a second embodiment of a valve assembly according to the invention in the applied state.
  • FIG. 5 shows right perspective sectional views of the first embodiment of the valve assembly according to the invention of FIGS. 2 and 4 in the sealed state and left a perspective sectional view of the Second embodiment of the valve assembly according to the invention of Fig. 4 in the sealed state.
  • the illustrated exemplary embodiment of a valve cartridge 1 for a solenoid valve comprises a valve arrangement 20A, a valve sleeve 5, a pole core 3 pressed into the valve sleeve 5 at a first end, an armature movably guided within the valve sleeve 5 7 with closing body 24 and a valve body 11 with valve seat 26, which is pressed into a second end of the valve sleeve 5.
  • the valve seat 26 is introduced as a conical bore at the edge of a through hole 12 in the valve body 11, which opens into a first fluid opening 13, which is connected to at least one non-illustrated first fluid channel in a fluid block.
  • valve body 11 has a plurality of second fluid openings 15, which are connected via a filter 12 with not shown second fluid channels in the fluid block.
  • the valve cartridge 1 can be pressed via a valve sleeve 9 in a receiving bore of the fluid block, not shown.
  • the flow cross section between the first fluid opening 13 and the second fluid openings can be set between a minimum or sealed state and a maximum or open state.
  • the solenoid valve comprises a magnetic assembly, not shown, which is plugged onto the valve cartridge 1 and generates a magnetic force for moving the armature 7.
  • a cylindrical plunger 22, which carries a frustum-shaped closing body 24, is pressed into the armature 7.
  • the shooting body 24 is integrally formed on the plunger 22. Via an air gap LS between the pole core 3 and the armature 7, the stroke of the solenoid valve can be adjusted.
  • the exemplary embodiments of the valve arrangement 20A, 20B according to the invention for a solenoid valve comprise the movable closing body 24 and the valve seat 26 arranged at the edge of a through-bore 12.
  • the closing body 24 has an elastic sealing element 30A, 30B which is lifted off in a direction away from the valve seat 26. was a fluid flow through the through hole 12 releases and blocked in a sealingly applied to the valve seat 26 state, the fluid flow through the through hole 12.
  • the sealing element 30A, 30B comprises a cylindrical base body 32A, 32B with an elastic circumferential sealing lip 34A, 34B.
  • a V-shaped recess 36A, 36B is formed, which is opened against the flow of fluid.
  • the sealing element 30A, 30B acts as a spring element, which is axially biased during a closing operation by reducing an effective opening of the V-shaped recess 36A, 36B and pressed against the valve seat 26 and thereby decelerates the closing body 24, wherein the sealing element 30A, 30B is axially relaxed during an opening operation and lifted from the valve seat 26.
  • a spring force and a hydraulic force generated by a return spring 8 moves the armature 7 with closing body 24 during the closing movement in the direction of the valve body 15, whereby the sealing lip 34A, 34B of the sealing element 30A, 30B sealingly against the Valve seat 26 is applied and then biased, thereby slowing the closing body 24.
  • the sealing lip 34A, 34B shown in FIG. 4 the sealing lip 34A, 35B, with the aid of a corresponding sealing surface 31A, 31B, is pressed against the valve seat 26 in a pressure-supported manner and thereby prestressed.
  • the closing body 24 is thereby braked with the armature 7, so that the closing noise can be reduced in an advantageous manner.
  • a magnetic force generated by the magnetic assembly raises the armature 7 with the closing body 24 during the opening movement against the force of the return spring 8 from the valve seat 26, whereby the sealing lip 34A, 34B relaxes and generates a force support K, which supports the magnetic force during the opening movement.
  • the base body 32 A, 32 B of the sealing element 30 A, 30 B is inserted into a circumferential receiving groove 28 in the closing body 24.
  • the V-shaped recess 36A extends outside the receiving groove 28.
  • an undercut 38A having a V-shaped cross section is formed in the base body 32A.
  • the V-shaped recess 36B extends inside the receiving groove 28.
  • a circumferential bead 38B is formed on the open edge of the sealing lip 34B, which rests against the valve seat 26 in the applied state.
  • a cost-effective solenoid valve can be implemented in a small space, which has a high density and can be opened with low magnetic force.
  • the sealing lip is pressed by pressure support to the valve seat and thus biased axially.
  • the closing body is thereby braked with the anchor, so that the closing noise can be reduced in an advantageous manner.
  • the armature with plunger and closing element is pulled upwards via the magnetic force of the magnet assembly.
  • the preloaded sealing lip is relieved and supports the opening process with the preloading force. This allows a quick opening of the solenoid valve.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung (20A, 20B) für ein Magnetventil, mit einem beweglichen Schließkörper (24) und einem am Rand einer Durchgangsbohrung (12) angeordneten Ventilsitz (26), wobei der Schließkörper (24) ein elastisches Dichtelement (30A, 30B) aufweist, welches in einem vom Ventilsitz (26) abgehoben Zustand einen Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung (12) freigibt und in einem dichtend am Ventilsitz (26) anliegenden Zustand den Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung (12) blockiert. Hierbei umfasst das Dichtelement (30A, 30B) einen zylinderförmigen Grundkörper (32 A, 32 B) mit einer elastischen umlaufenden Dichtlippe (34A, 34B), wobei zwischen dem Grundkörper (32A, 32B) und der Dichtlippe (34A, 34B) eine V-förmige Vertiefung (36A, 36B) ausgebildet ist, welche gegen die Fluidströmung geöffnet ist, wobei das Dichtelement (30A, 30B) als Federelement wirkt, welches während eines Schließvorgangs durch eine Verkleinerung einer wirksamen Öffnung der V-förmigen Vertiefung (36A, 36B) axial vorgespannt und gegen den Ventilsitz (26) gedrückt wird und dabei den Schließkörper (24) abbremst, wobei das Dichtelement (30A, 30B) während eines Öffnungsvorgangs axial entspannt und aus dem Ventilsitz (26) gehoben wird.

Description

Beschreibung Titel
Ventilanordnung für ein Magnetventil und korrespondierendes Magnetventil
Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung für ein Magnetventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Magnetventil mit einer solchen Ventilanordnung.
Aus dem Stand der Technik sind Magnetventile mit einer Magnetbaugruppe und einer Ventilpatrone und einer Ventilanordnung bekannt, welche zwischen mindestens einer ersten Fluidöffnung und mindestens einer zweiten Fluidöffnungen einen Fluidkanal ausbildet. Der Strömungsquerschnitt des Fluidkanals ist durch die Ventilanordnung einstellbar. Solche Magnetventile können beispielsweise in einer Hydraulikeinheit eines Fahrzeugs eingesetzt werden, in welche ein Antiblo- ckiersystem (ABS) und/oder ein Antriebsschlupfregelsystem (ASR-System) und/oder ein elektronisches Stabilitätsprogrammsystem (ESP-System) implementiert ist. Die Magnetventile haben die Aufgabe ein Druckmittel zu halten oder abströmen zu lassen. Hierbei werden an die Dichtheit der Magnetventile im geschlossenen Zustand bestimmte Anforderungen gestellt, die von der jeweiligen Aufgabe des Magnetventils im System abhängig sind. Bei bekannten Magnetventilen wird die Dichtheit über eine Kombination eines als Kugel oder Kugelabschnittes ausgeführten Schließkörpers mit einem als kegelige Bohrung ausgeführten Ventilsitzes realisiert. Im geschlossenen Zustand ergibt sich somit eine Dichtlinie, bei welcher in Abhängigkeit des verwendeten Materials Stahl auf Stahl oder Stahl auf Kunststoff trifft. Diese Linienberührung ist für die Dichtheit zuständig und abhängig von der Qualität des Dichtsitzes, wie beispielsweise Herstellung, Oberflächenbeschaffenheit, Formabweichungen und Rundheit usw. Auch Schmutzpartikel im Fluid können die Dichtheit beeinflussen. Aus der DE 10 2007 042 717 AI ist ein Magnetventil mit einer Magnetbaugruppe einer Ventilpatrone und einem Ventilunterteil bekannt. Die Ventilpatrone umfasst einen innerhalb einer Kapsel beweglich geführten Anker, einen Ventileinsatz, einen innerhalb des Ventileinsatzes beweglich geführten Stößel, welcher einen Schließkörper mit einem Hauptdichtelement aufweist, und einen Ventilkörper mit einem Hauptventilsitz. Zwischen einem Fluideinlass und einem Fluidauslass ist ein erster Fluidkanal ausgebildet, dessen Strömungsquerschnitt von einem Hauptventil einstellbar ist, welches das mit dem Schließkörper verbundene Hauptdichtelement und den im Ventilkörper angeordneten Hauptventilsitz aufweist, wobei eine von der Magnetbaugruppe erzeugte Magnetkraft den Anker und den Stößel bewegt und das Hauptdichtelement zur Ausführung einer Dichtfunktion dichtend in den Hauptventilsitz eintaucht. Zudem ist zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass im Ventilunterteil ein zweiter Fluidkanal ausgebildet, dessen Strömungsquerschnitt durch ein richtungsorientiertes Rückschlagventil einstellbar ist. Zudem wird ein Schließelement für das Rückschlagventil offenbart, welches einen Dichtkegel, einen Anlagefuß mit vier am Rand ausgebildeten Abströmnuten und einen zwischen dem Anlagefuß und dem Dichtkegel angeordneten elastischen Dichtungsring aufweist, welcher als O-Ring ausgeführt ist. Die Abströmnuten bilden jeweils eine Auflagekante für den elastischen Dichtungsring im Abdichtungsfall aus. Der Dichtkegel wird durch die Fluidströmung mitgenommen und der als O-Ring ausgeführte Dichtungsring kann auch bei niedrigen Systemdrücken in den als Hohlkegel ausgeführten Rückschlagventilsitz gedrückt werden. Mit zunehmendem Systemdruck wird der Dichtkegel stärker in den Ventilsitz gepresst und dichtet mit dem als O-Ring ausgeführten Dichtelement im Ventilsitz ab und hält mit zunehmender Druckdifferenz immer dichter. In öffnender Richtung wird der Dichtkegel durch die Fluidströmung gegen die Anlage gelegt und das Fluid kann frei durch den Fluidkanal und die Abströmnuten strömen.
Offenbarung der Erfindung
Die Ventilanordnung für ein Magnetventil und ein korrespondierendes Magnetventil mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben den Vorteil, dass der Schließkörper durch das Dichtelement mit der elastischen Dichtlippe eine hohe Dichtheit und eine druckunterstützte Schließbewegung der elasti- sehen Dichtlippe ermöglicht. Zudem wird die Dichtlippe durch die Druckunterstützung flächig an den Ventilsitz gepresst und damit axial vorgespannt. Zudem wird dadurch der Schließkörper mit dem Anker abgebremst, so dass das Schließgeräusch in vorteilhafter Weise reduziert werden kann. Während eines Öffnungsvorgangs wird über eine Magnetkraft ein Anker mit dem Schließkörper bewegt und der Schließkörper aus dem Ventilsitz abgehoben. Gleichzeitig wird die vorgespannte Dichtlippe entlastet und unterstützt mit der Vorspannkraft den durch die Magnetkraft eingeleiteten Öffnungsvorgang. Damit kann ein schnelles Öffnen der Ventilanordnung umgesetzt werden.
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ermöglichen in vorteilhafter Weise die Umsetzung eines kostengünstigen, sehr dichten und mit geringer Magnetkraft zu öffnenden Magnetventils auf kleinem Bauraum. Durch die Unterstützung der Magnetkraft während des Öffnungsvorgangs könnte die Magnetkraft reduziert und damit die Magnetbaugruppe des Magnetventils verkleinert werden oder Hub bzw. Luftspalt des Magnetventils vergrößert werden. Dadurch können kostengünstige Magnetventile mit großem Hub oder mit reduzierter Magnetkraft für Sonderfunktionen umgesetzt werden. Zudem kann durch die elastische Dichtlippe eine hohe Dichtheit ohne geschliffenen Ventilsitz umgesetzt werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Ventilanordnung für ein Magnetventil, mit einem beweglichen Schließkörper und einem am Rand einer Durchgangsbohrung angeordneten Ventilsitz zur Verfügung. Der Schließkörper weist ein elastisches Dichtelement auf, welches in einem vom Ventilsitz abgehoben Zustand einen Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung freigibt und in einem dichtend am Ventilsitz anliegenden Zustand den Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung blockiert. Hierbei umfasst das Dichtelement einen zylinderförmigen Grundkörper mit einer elastischen umlaufenden Dichtlippe, wobei zwischen dem Grundkörper und der Dichtlippe eine V-förmige Vertiefung ausgebildet ist, welche gegen die Fluidströmung geöffnet ist. Zudem wirkt das Dichtelement als Federelement, welches während eines Schließvorgangs durch eine Verkleinerung einer wirksamen Öffnung der V-förmigen Vertiefung axial vorgespannt und gegen den Ventilsitz gedrückt wird und dabei den Schließkörper ab- bremst, wobei das Dichtelement während eines Öffnungsvorgangs axial entspannt und aus dem Ventilsitz gehoben wird.
Zudem wird ein Magnetventil mit einer Magnetbaugruppe und einer Ventilpatrone und einer solchen Ventilanordnung vorgeschlagen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Ventilanordnung für ein Magnetventil und des im unabhängigen Patentanspruch 8 angegebenen Magnetventils möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Grundkörper des Dichtelements in eine umlaufende Aufnahmenut im Schließkörper eingesetzt werden kann. Der Schließkörper kann beispielsweise die Form eines Kegelstumpfs aufweisen, in welche die umlaufende Aufnahmenut eingebracht ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Ventilanordnung kann die V-förmige Vertiefung außerhalb der Aufnahmenut verlaufen. Zudem kann zur Ausbildung der Dichtlippe ein Hinterschnitt mit einem V-förmigen Querschnitt in den Grundkörper eingebracht werden. Durch die Ausführung und Abmessungen des Hinterschnitts kann die Vorspannkraft bzw. Rückstellkraft vorgegeben bzw. eingestellt werden.
Alternativ kann die V-förmige Vertiefung innerhalb der Aufnahmenut verlaufen. Zudem kann am offenen Rand der Dichtlippe ein umlaufender Wulst ausgebildet werden, über welchen die Vorspannkraft bzw. Rückstellkraft vorgegeben bzw. eingestellt werden kann.
Vorzugsweise kann der Ventilsitz als kegelige Bohrung ausgeführt werden, an welche sich die elastische Dichtlippe zur Abdichtung flächig anlegen kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Magnetventils kann die Ventilpatrone eine Ventilhülse, einen an einem ersten Ende in die Ventilhülse eingepressten Polkern, einen innerhalb der Ventilhülse beweglich geführten Anker mit Schließkörper und einen Ventilkörper mit Ventilsitz umfassen, welcher in ein zweites Ende der Ventilhülse eingepresst sein kann. Zudem kann eine von einer Rückstellfeder erzeugte Federkraft und eine Hydraulikkraft den Anker mit Schließkörper während der Schließbewegung in Richtung Ventilkörper bewegen, wodurch die Dichtlippe des Dichtelements dichtend an den Ventilsitz angelegt und anschließend vorgespannt wird. Eine von der Magnetbaugruppe erzeugte Magnetkraft kann den Anker mit dem Schließkörper während der Öffnungsbewegung gegen die Kraft der Rückstellfeder aus dem Ventilsitz heben, wodurch sich die Dichtlippe entspannen und die Magnetkraft während der weiteren Öffnungsbewegung unterstützen kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Ventilpatrone für ein erfindungsgemäßes Magnetventil.
Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung für ein Magnetventil.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Detaildarstellung eines Schließkörpers mit Dichtlippe der erfindungsgemäßen Ventilanordnung aus Fig. 2.
Fig. 4 zeigt rechts eine perspektivische Schnittdarstellungen des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ventilanordnung aus Fig. 2 im angelegten Zustand und links eine perspektivische Schnittdarstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung im angelegten Zustand.
Fig. 5 zeigt rechts eine perspektivische Schnittdarstellungen des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ventilanordnung aus Fig. 2 und 4 im abgedichteten Zustand und links eine perspektivische Schnittdarstellungen des zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Ventilanordnung aus Fig. 4 im abgedichteten Zustand.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Ventilpatrone 1 für ein erfindungsgemäßes Magnetventil eine Ventilanordnung 20A, eine Ventilhülse 5, einen an einem ersten Ende in die Ventilhülse 5 einge- pressten Polkern 3, einen innerhalb der Ventilhülse 5 beweglich geführten Anker 7 mit Schließkörper 24 und einen Ventilkörper 11 mit Ventilsitz 26, welcher in ein zweites Ende der Ventilhülse 5 eingepresst ist. Der Ventilsitz 26 ist als kegelige Bohrung am Rand einer Durchgangsbohrung 12 in den Ventilkörper 11 eingebracht, welche in eine erste Fluidöffnung 13 mündet, welche mit mindestens einem nicht näher dargestellten ersten Fluidkanal in einem Fluidblock verbunden ist. Zudem weist der Ventilkörper 11 mehrere zweite Fluidöffnungen 15 auf, welche über einen Filter 12 mit nicht näher dargestellten zweiten Fluidkanälen im Fluidblock verbunden sind. Die Ventilpatrone 1 kann über eine Ventilbuchse 9 in eine Aufnahmebohrung des nicht näher dargestellten Fluidblocks eingepresst werden. Über die Ventilanordnung 20A kann der Strömungsquerschnitt zwischen der ersten Fluidöffnung 13 und den zweiten Fluidöffnungen zwischen einem minimalen bzw. abgedichteten Zustand und einem maximalen bzw. geöffneten Zustand eingestellt werden. Zudem umfasst das Magnetventil eine nicht näher dargestellte Magnetbaugruppe, welche auf die Ventilpatrone 1 aufgesteckt ist und eine Magnetkraft zum Bewegen des Ankers 7 erzeugt. In den Anker 7 ist im dar- gestellten Ausführungsbeispiel ein zylindrischer Stößel 22 eingepresst, welcher einen kegelstumpfförmigen Schließkörper 24 trägt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schießkörper 24 an den Stößel 22 angeformt. Über einen Luftspalt LS zwischen dem Polkern 3 und dem Anker 7 kann der Hub des Magnetventils eingestellt werden.
Wie aus Fig. 1 bis 5 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventilanordnung 20A, 20B für ein Magnetventil den beweglichen Schließkörper 24 und den am Rand einer Durchgangsbohrung 12 angeordneten Ventilsitz 26. Zudem weist der Schließkörper 24 ein elastisches Dichtelement 30A, 30B auf, welches in einem vom Ventilsitz 26 abgehoben Zu- stand einen Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung 12 freigibt und in einem dichtend am Ventilsitz 26 anliegenden Zustand den Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung 12 blockiert. Hierbei umfasst das Dichtelement 30A, 30B einen zylinderförmigen Grundkörper 32A, 32B mit einer elastischen umlaufenden Dichtlippe 34A, 34B. Zwischen dem Grundkörper 32A, 32B und der Dichtlippe 34A, 34B ist eine V-förmige Vertiefung 36A, 36B ausgebildet, welche gegen die Flu- idströmung geöffnet ist. Zudem wirkt das Dichtelement 30A, 30B als Federelement, welches während eines Schließvorgangs durch eine Verkleinerung einer wirksamen Öffnung der V-förmigen Vertiefung 36A, 36B axial vorgespannt und gegen den Ventilsitz 26 gedrückt wird und dabei den Schließkörper 24 abbremst, wobei das Dichtelement 30A, 30B während eines Öffnungsvorgangs axial entspannt und aus dem Ventilsitz 26 gehoben wird.
Wie aus Fig. 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, bewegt eine von einer Rückstellfeder 8 erzeugte Federkraft und eine Hydraulikkraft den Anker 7 mit Schließkörper 24 während der Schließbewegung in Richtung Ventilkörper 15, wodurch die Dichtlippe 34A, 34B des Dichtelements 30A, 30B dichtend an den Ventilsitz 26 angelegt und anschließend vorgespannt wird und dabei den Schließkörper 24 abbremst. Ab dem in Fig. 4 dargestellten angelegen Zustand der Dichtlippe 34A, 34B, wird die Dichtlippe 34A, 35B druckunterstützt mit einer korrespondierenden Dichtfläche 31A, 31B flächig gegen den Ventilsitz 26 gedrückt und dadurch vorgespannt. Zudem wird dadurch der Schließkörper 24 mit dem Anker 7 abgebremst, so dass das Schließgeräusch in vorteilhafter Weise reduziert werden kann. Eine von der Magnetbaugruppe erzeugte Magnetkraft hebt den Anker 7 mit dem Schließkörper 24 während der Öffnungsbewegung gegen die Kraft der Rückstellfeder 8 aus dem Ventilsitz 26, wodurch sich die Dichtlippe 34A, 34B entspannt und eine Kraftunterstützung K erzeugt, welche die Magnetkraft während der Öffnungsbewegung unterstützt.
Wie aus Fig. 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, ist der Grundkörper 32 A, 32 B des Dichtelements 30A, 30B in eine umlaufende Aufnahmenut 28 im Schließkörper 24 eingesetzt.
Bei einem in Fig. 1 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 20A verläuft die V-förmige Vertiefung 36A außerhalb der Aufnahmenut 28. Zudem ist zur Ausbildung der Dichtlippe 34A ein Hinterschnitt 38A mit einem V-förmigen Querschnitt in den Grundkörper 32A eingebracht.
Bei einem in Fig. 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung 20B verläuft die V-förmige Vertiefung 36B innerhalb der Aufnahmenut 28. Zudem ist am offenen Rand der Dichtlippe 34B ein umlaufender Wulst 38B ausgebildet, welcher im angelegten Zustand am Ventilsitz 26 anliegt.
Durch Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Ventilanordnung kann auf kleinem Bauraum ein kostengünstiges Magnetventil umgesetzt werden, welches eine hohe Dichtheit aufweist und mit geringer Magnetkraft zu öffnen ist. Hierbei wird die Dichtlippe durch Druckunterstützung an den Ventilsitz gepresst und damit axial vorgespannt. Zudem wird dadurch der Schließkörper mit dem Anker abgebremst, so dass das Schließgeräusch in vorteilhafter Weise reduziert werden kann. Während des Öffnungsvorgangs wird über die Magnetkraft der Magnetbaugruppe der Anker mit Stößel und Schließelement nach oben gezogen.
Gleichzeitig wird die vorgespannte Dichtlippe entlastet und unterstützt mit der Vorspannkraft den Öffnungsvorgang. Damit wird ein schnelles Öffnen des Magnetventils ermöglicht.

Claims

Ansprüche
1. Ventilanordnung (20A, 20B) für ein Magnetventil, mit einem beweglichen Schließkörper (24) und einem am Rand einer Durchgangsbohrung (12) angeordneten Ventilsitz (26), wobei der Schließkörper (24) ein elastisches Dichtelement (30A, 30B) aufweist, welches in einem vom Ventilsitz (26) abgehoben Zustand einen Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung (12) freigibt und in einem dichtend am Ventilsitz (26) anliegenden Zustand den Fluidfluss durch die Durchgangsbohrung (12) blockiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (30A, 30B) einen zylinderförmigen Grundkörper (32A, 32B) mit einer elastischen umlaufenden Dichtlippe (34A, 34B) umfasst, wobei zwischen dem Grundkörper (32A, 32B) und der Dichtlippe (34A, 34B) eine V-förmige Vertiefung (36A, 36B) ausgebildet ist, welche gegen die Fluidströmung geöffnet ist, wobei das Dichtelement (30A, 30B) als Federelement wirkt, welches während eines Schließvorgangs durch eine Verkleinerung einer wirksamen Öffnung der V-förmigen Vertiefung (36A, 36B) axial vorgespannt und gegen den Ventilsitz (26) gedrückt wird und dabei den Schließkörper (24) abbremst, wobei das Dichtelement (30A, 30B) während eines Öffnungsvorgangs axial entspannt und aus dem Ventilsitz (26) gehoben wird.
2. Ventilanordnung (20A, 20B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32 A, 32 B) des Dichtelements (30A, 30B) in eine umlaufende Aufnahmenut (28) im Schließkörper (24) eingesetzt ist.
3. Ventilanordnung (20A) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmige Vertiefung (36A) außerhalb der Aufnahmenut (28) verläuft. Ventilanordnung (20A) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Dichtlippe (34A) ein Hinterschnitt (38A) mit einem V-förmigen Querschnitt in den Grundkörper (32A) eingebracht ist.
Ventilanordnung (20B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die V-förmige Vertiefung (36B) innerhalb der Aufnahmenut (28) verläuft.
Ventilanordnung (20B) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am offenen Rand der Dichtlippe (34B) ein umlaufender Wulst (38B) ausgebildet ist.
Ventilanordnung (20A, 20B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (26) als kegelige Bohrung ausgeführt ist.
Magnetventil mit einer Magnetbaugruppe und einer Ventilpatrone (1) und einer Ventilanordnung (20A, 20B), dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (20A, 20B) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist.
Magnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilpatrone (1) eine Ventilhülse (5), einen an einem ersten Ende in die Ventilhülse (5) eingepressten Polkern (3), einen innerhalb der Ventilhülse (5) beweglich geführten Anker (7) mit Schließkörper (24) und einen Ventilkörper (11) mit Ventilsitz (26) umfasst, welcher in ein zweites Ende der Ventilhülse (5) eingepresst ist.
Magnetventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einer Rückstellfeder (8) erzeugte Federkraft und eine Hydraulikkraft den Anker (7) mit Schließkörper (24) während der Schließbewegung in Richtung Ventilkörper (15) bewegt, wodurch die Dichtlippe (34A, 34B) des Dichtelements (30A, 30B) dichtend an den Ventilsitz (26) angelegt und anschließend vorgespannt wird und dabei den Schließkörper (24) mit dem Anker (7) abbremst, wobei eine von der Magnetbaugruppe erzeugte Magnetkraft den Anker (7) mit dem Schließkörper (24) während der Öffnungsbewegung gegen die Kraft der Rückstellfeder (8) aus dem Ventilsitz (26) hebt, wodurch sich die Dichtlippe (34A, 34B) entspannt und die Magnetkraft während der weiteren Öffnungsbewegung unter- stützt.
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