WO2025256985A1

WO2025256985A1 - Magnetventil zum steuern eines fluidstroms sowie haushaltsgerät

Info

Publication number: WO2025256985A1
Application number: PCT/EP2025/065469
Authority: WO
Inventors: Stephan Lutz; Igor Hoffmann; Markus Wecker
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2024-06-12
Filing date: 2025-06-04
Publication date: 2025-12-18
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: DE102024205427A1

Abstract

Magnetventil (15, 15', 15'') zum Steuern eines Fluidstroms (16) in einem Haushaltsgerät, aufweisend: ein Schließelement (17) zum Steuern des Fluidstroms (16), einen Anker (20) zum Betätigen des Schließelements (17), einen Permanentmagneten (25), der dazu eingerichtet ist, eine magnetische Kraft auf den Anker (20) auszuüben, eine bestrombare Spule (26) zum Erzeugen eines Magnetfelds, um den Anker (20) zu bewegen, und ein Joch (30, 30'), das dazu eingerichtet ist, das von der Spule (26) erzeugte Magnetfeld zu bündeln, wobei der Permanentmagnet (25) längs des Ankers (20) über das Joch (30, 30') hinausragt oder außerhalb desselben angeordnet ist.

Description

Magnetventil zum Steuern eines Fluidstroms sowie Haushaltsgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetventil zum Steuern eines Fluidstroms sowie ein Haushaltsgerät.

In wasserführenden Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Geschirrspülmaschinen, Enthärtungsanlagen oder Waschmaschinen, sind Wasserleitungen installiert. Es ist bekannt, den Durchfluss durch solche Wasserleitungen mit Hilfe von Magnetventilen zu steuern. Bei herkömmlichen Magnetventilen wird ein Elektromagnet aktiviert. Dieser erzeugt bei Aktivierung ein Magnetfeld, das den Ventilmechanismus öffnet oder schließt, um den Durchfluss freizugeben oder zu stoppen.

Aus dem Stand der Technik ist die DE 38 14 765 A1 bekannt, die ein Magnetventil offenbart. Der Wasserfluss wird über einen Ventilstößel gesteuert. Das Bedienkonzept besteht aus einem Permanentmagneten, dessen Magnetkraft auf einen Anker einwirkt. Der Anker drückt den Ventilstößel in die Schließstellung. Darüber hinaus ist ein Elektromagnet so angeordnet, dass er das Ventil öffnen kann. In der Schließstellung des Ventils ist die Magnetkraft des Permanentmagneten überwiegend als Federkraft gespeichert. Diese Federkraft wirkt mit einer etwas geringeren Gegenkraft als die Magnetkraft auf den Ventilstößel ein. Zum Öffnen des Ventils baut der Elektromagnet die Magnetkraft des Permanentmagneten bis zur etwas unterhalb der gespeicherten Federkraft ab. Abhängig von der speicherbaren Federkraft ist in dieser Ausführung ein bistabiler oder monostabiler Betrieb des Ventils möglich.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Magnetventil bereitzustellen.

Demgemäß wird ein Magnetventil zum Steuern eines Fluidstroms in einem Haushaltsgerät bereitgestellt. Das Magnetventil weist Folgendes auf: ein Schließelement zum Steuern des Fluidstroms, einen Anker zum Betätigen des Schließelements, einen Permanentmagneten, der dazu eingerichtet ist, eine magnetische Kraft auf den Anker auszuüben, eine bestrombare Spule zum Erzeugen eines Magnetfelds, um den Anker zu bewegen, und ein Joch, das dazu eingerichtet ist, das von der Spule erzeugte Magnetfeld zu bündeln, wobei der Permanentmagnet längs des Ankers über das Joch hinausragt oder außerhalb desselben angeordnet ist.

Durch eine derartige Anordnung des Permanentmagneten im Joch des Magnetventils ist die durch den Permanentmagneten auf den Anker ausgeübte magnetische Kraft vergleichsweise groß. Dadurch kann insbesondere eine maximale Leistungsaufnahme der bestrombaren Spule reduziert werden.

Der Fluidstrom kann beispielsweise eine Flüssigkeit beinhalten, insbesondere fließendes Wasser innerhalb einer Wasserleitung.

Das Haushaltsgerät kann beispielsweise als Spülmaschine, Enthärtungsanlage, Waschmaschine oder als ein sonstiges, wasserführendes Haushaltsgerät, ausgestaltet sein.

Das Schließelement weist beispielsweise einen ersten Bereich zum Stoppen oder Freigeben des Fluidstroms und/oder eine Achse auf. Der erste Bereich ist in einer Ausführungsform aus einem gummiartigen Material. Der erste Bereich kann eine Sperrwirkung auf den Fluidstrom bewirken. Auf einer Seite des ersten Bereichs ist die Achse des Schließelements angebracht. Sie befindet sich beispielsweise mittig auf einer Fläche des ersten Bereichs. Die Achse ist dazu geeignet, den vorderen, ersten Bereich des Schließelements mit dem Anker zu verbinden. Der erste Bereich kann beispielsweise als Dichtpilz gefertigt sein. In Ausführungsformen ist der erste Bereich flach, beispielsweise als Dichtteller, ausgebildet. Alternative Ausbildungen umfassen einen Schieber oder Kolben. Ausgebildet als Schieber oder Kolben ermöglicht das Schließelement neben einer abdichtenden Wirkung auch eine wegleitende Wirkung.

Der Anker kann beispielsweise zylinderförmig, vorzugsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt, gefertigt sein. In einer Ausführungsform ist der Querschnitt rechteckig ausgebildet. Der Anker ist vorzugsweise an seinem von dem Permanentmagneten abgewandten Ende mit dem Schließelement mechanisch gekoppelt, insbesondere formschlüssig verbunden. Der Anker ist beispielsweise entlang seiner Längsachse mit der Achse des Schließelements kollinear angeordnet. In einer Ausführungsform ist ein Ende des Ankers direkt an dem Schließelement angebracht. Die Achse des Schließelements ist dann ent- sprechend verkürzt ausgebildet. Das dem Permanentmagneten zugewandte Ende des Ankers kann als ein freies Ende gefertigt sein.

Der Anker ist beispielsweise aus Eisen, kann aber auch aus einem anderen, ferromagnetischen Material gefertigt sein. Zur Verbesserung seiner Korrosionsbeständigkeit kann der Anker beschichtet sein.

Der Permanentmagnet ist bevorzugt aus Plastoferrit, Hartferrit, Samarium-Cobalt oder Neodym ausgebildet. Zur Verbesserung seiner Korrosionsbeständigkeit kann der Permanentmagnet beschichtet sein. Beispielsweise ist der Permanentmagnet zylinderförmig ausgestaltet. Insbesondere kann dessen Querschnitt kreisförmig sein. In Ausführungsformen ist der Querschnitt des Permanentmagneten rechteckig gefertigt. Der Permanentmagnet und der Anker sind vorzugsweise kollinear angeordnet.

Die bestrombare Spule ist beispielsweise aus einem Kupferdraht gefertigt. Der Kupferdraht kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Insbesondere kann der Querschnitt des Kupferdrahts rechteckig ausgeführt sein. In Ausführungsformen ist der Kupferdraht spiralförmig angeordnet. Die Spule weist mindestens eine Anzahl an Wicklungen größer/gleich eins auf. Die Spule weist in einer Ausgestaltung mindestens eine Kontaktierungsstelle zur Kontaktierung mit einem Stromkreis auf.

Das Joch ist in einer Anordnungsform Teil eines magnetischen Kreises. Der magnetische Kreis kann das Joch, die Spule, den Anker und den Permanentmagneten enthalten. Das Joch ist beispielsweise aus Eisen, kann aber auch aus einem anderen ferromagnetischen Material gefertigt sein.

Das Joch definiert ein von ihm umschlossenes Volumen. Das umschlossene Volumen stellt einen Innenbereich des Jochs dar. Der Bereich außerhalb des Jochs wird vorliegend auch als Außenbereich bezeichnet. Das Joch grenzt Außenbereich und Innenbereich voneinander ab.

Das Joch hat in einer Ausführungsform mindestens zwei Jochschenkel. Die mindestens zwei Jochschenkel sind beispielsweise an gegenüberliegenden Enden eines Joch- Verbindungsabschnitts angebracht. Der Permanentmagnet ragt beispielsweise über den Joch-Verbindungsabschnitt hinaus. Ein erster Abschnitt befindet sich im Außenbereich des Jochs. Ein weiterer Abschnitt des Permanentmagneten kann in einer Tasche oder einem Durchgangsbereich des Jochs und/oder in dessen Innenbereich angeordnet sein.

Der Permanentmagnet kann insbesondere auch so angeordnet sein, dass er sich vollständig im Außenbereich des Jochs befindet. Dies schließt auch den Fall ein, bei dem eine Ebene, die auf der äußeren Seite des Permanentmagneten liegt, deckungsgleich mit einer Ebene ist, die sich auf der Seite des Jochs befindet, die in Richtung des Außenbereichs des Jochs liegt.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Joch so angeordnet, dass es die Spule und den Anker zumindest teilweise umschließt.

Im bestromten Zustand der bestrombaren Spule reduziert das Joch dadurch, dass es die Spule und den Anker zumindest teilweise umschließt, magnetische Streuverluste des durch die bestrombare Spule erzeugten Magnetfelds. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Anordnung gesteigert werden.

Spule und Anker sind beispielsweise teilweise oder vollständig im Innenbereich des Jochs angeordnet. In einer Ausführungsform kann jeweils ein Abschnitt von Spule und Anker in einer Tasche oder einem Durchgangsbereich des Jochs oder im Außenbereich des Jochs angeordnet sein. Ein weiterer Abschnitt von Spule und Anker befindet sich im Innenbereich des Jochs. Insbesondere kann das Joch auch nur ein Element, entweder Spule oder Anker, abschnittsweise und das andere Element vollständig umschließen.

In einer Ausführungsform weist das Joch eine rechteckige oder U-förmige Gestalt in einer Ansicht senkrecht zu der Ankerlängsachse auf. Das Joch bündelt das von der Spule erzeugte Magnetfeld durch seine Gestalt so, dass ein Schluss des magnetischen Kreises bestehend aus Joch, Spule und Anker erreicht wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Joch an einem Abschnitt, eine Durchgangsöffnung auf, aus der der Permanentmagnet herausragt oder außerhalb welcher der Permanentmagnet angeordnet ist.

Die Anordnung des Permanentmagneten in einer Durchgangsöffnung des Jochs lässt eine flexible Positionierung des Permanentmagneten zu. Dadurch kann der Permanentmagnet so angeordnet sein, dass die von ihm auf den Anker ausgeübte magnetische Kraft möglichst vorteilhaft auf den Anker wirkt.

Die Durchgangsöffnung kann als Durchgangsöffnung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Durchgangsöffnung so in einem Abschnitt des Jochs, insbesondere dem Joch-Verbindungsabschnitt, angeordnet, dass die Durchgangsöffnung sich kollinear entlang der Längsachse des Ankers erstreckt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Magnetventil eine Ankerführung auf, die die Bewegung des Ankers führt.

Die Ankerführung erlaubt eine präzise Führung der Bewegung des Ankers innerhalb des Magnetventils.

Die Ankerführung ist insbesondere als Hülse gefertigt. Die Ankerführung hat beispielsweise ein geschlossenes und ein offenes Ende. Die Ankerführung eignet sich in einer Ausführungsform dazu, den Anker zumindest teilweise innerhalb der Ankerführung aufzunehmen. Die Ankerführung kann die Bewegung des Ankers entlang mindestens eines oder genau eines Freiheitsgrades des Ankers, insbesondere entlang einer Linearbewegung entlang der Längsachse des Ankers, erlauben.

Auch die Ankerführung kann über das Joch, insbesondere den Joch- Verbindungsabschnitt des Jochs, hinausragend (und damit in den Außenbereich hineinragend) angeordnet sein. Beispielsweise kann die Ankerführung durch die Durchgangsöffnung des Jochs hindurch in den Innenbereich des Jochs hineinragen.

In einer Ausführungsform hat die Ankerführung an ihrer Innenseite eine Beschichtung zur gleitenden Lagerung des Ankers. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Magnetventil am Joch zwei nach innenragende Polschuhe auf, die gegenüberliegend angebracht sind.

Die Polschuhe definieren eine Eintrittsstelle beziehungsweise Austrittsstelle der Magnetfeldlinien des Jochs. Die Eintritts- bzw. Austrittsstelle wird durch einen Spalt, insbesondere Luftspalt, zwischen den Polschuhen festgelegt. Durch den Spalt wird die Position einer Stelle im magnetischen Kreis festgelegt, zu der hingerichtet die Bewegung des Ankers erzwungen wird.

Die Polschuhe befinden sich beispielsweise im Innenbereich des Jochs. In einer Ausführungsform sind die Polschuhe von den Wicklungen der bestrombaren Spule zumindest abschnittsweise umschlossen.

Beispielsweise sind die Polschuhe aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material ausgebildet. Die Polschuhe können mit dem Joch einteilig oder einstückig verbunden sein.

In einer Ausführungsform sind die Polschuhe zylinderförmig gefertigt. Die Polschuhe können einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen. Beispielsweise weist jeder der beiden Polschuhe eine Durchgangsöffnung auf. Die Ankerführung kann in den Durchgangsöffnungen der Polschuhe aufgenommen sein. Insbesondere sind die Durchgangsöffnungen der Polschuhe so angeordnet, dass sie kollinear zu der Durchgangsöffnung des Jochs angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Magnetventils ist der Permanentmagnet ortsfest an oder in einem Ende der Ankerführung angebracht.

Durch die ortsfeste Anbringung des Permanentmagneten ist eine Bewegung des Permanentmagneten verhindert. Dadurch kann der Abstand zum Anker und damit die magnetische Kraft, die der Permanentmagnet auf den Anker ausübt, fix eingestellt werden. In einer Ausführungsform ist innerhalb der Ankerführung ein Bereich zum Anbringen des Permanentmagneten vorgesehen. Der Permanentmagnet ist insbesondere in dem Ende der Ankerführung mit Klebstoff befestigt.

In einer Ausführungsform weist das Ende der Ankerführung, in dem der Permanentmagneten angebracht ist, eine topfartige Geometrie auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Magnetventils befindet sich innerhalb der Ankerführung eine Trennwand, die den Permanentmagneten fluidisch vom Anker trennt, oder die Ankerführung ist an ihrem Ende verschlossen und der Permanentmagnet ist in dem Ende derart vorgesehen, dass er mit dem Anker fluidisch verbunden ist.

Durch eine fluidische Trennung von Permanentmagnet und Anker durch eine Trennwand können auch korrosionsanfällige Materialien für den Permanentmagnet verwendet werden. Die Trennwand zwischen Permanentmagnet und Anker kann beispielsweise als Teil der Ankerführung gefertigt sein.

Die Ankerführung kann an ihrem Ende einen Deckel aufweisen, der die Hülse fluiddicht verschließt. Der Deckel kann einteilig oder einstückig mit der Hülse gefertigt sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform dient die Trennwand als Anschlag für den Anker.

Die Trennwand ist an einem Ende der Bewegung des Ankers zwischen Anker und weiteren Bauteilen des Magnetventils angebracht.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält das Magnetventil eine Feder, die dazu eingerichtet ist, eine Federkraft zu erzeugen, die den Anker in einer ersten Position entlang der Führung hält, wobei die bestrombare Spule in einem bestromten Zustand derselben eine magnetische Kraft erzeugt, die entgegengesetzt zu der Federkraft auf den Anker wirkt und diesen in eine zweite Position entlang der Ankerführung bewegt.

Durch die kontinuierlich auf den Anker wirkende Federkraft wird der Anker, ohne die bestrombare Spule in einen bestrombaren Zustand zu versetzen, in einer ersten Position des Ankers gehalten. In einer Ausführungsform ist die magnetische Kraft, die durch das von der Spule erzeugte magnetische Feld resultiert, größer als die durch die Feder erzeugte Federkraft. Beispielsweise ist die Feder durch einen Anschlag am Anker abgestützt.

In einer Ausführungsform stellt der Anker in seiner ersten Position entlang der Führung die Schließfunktion des Magnetventils bereit. In seiner zweiten Position entlang der Führung gibt der Anker mittels Wirkung des Schließelements einen Durchfluss des Fluidstroms frei.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Permanentmagnet dazu eingerichtet, den Anker in seiner zweiten Position zumindest teilweise oder vollständig entgegen der Federkraft zu halten.

Der Permanentmagnet übt eine magnetische Kraft entgegengesetzt der Federkraft auf den Anker aus. Dadurch unterstützt der Permanentmagnet dabei, den Anker in seiner zweiten Position zu halten. Das von der bestrombaren Spule erzeugte Magnetfeld kann durch die Unterstützung des Permanentmagneten verringert oder auf null reduziert werden.

In einer Ausführungsform ist der Permanentmanget so ausgestaltet, dass seine magnetische Kraft kleiner, als die auf den Anker wirkende Federkraft ist. Beispielweise kann der Anker in seiner zweiten Position durch eine Kombination der magnetischen Kraft des Permanentmagneten sowie des Magnetfelds der Spule gehalten werden.

In einer Ausführungsform ist der Permanentmagnet so ausgestaltet, dass seine magnetische Kraft größer als die Federkraft ist. Beispielsweise kann der Anker in seiner zweiten Position durch die magnetische Kraft des Permanentmagneten allein (ohne die bestrom- bare Spule) gehalten werden.

Insbesondere berühren sich Permanentmagnet und Anker in der zweiten Position des Ankers nicht, beziehungsweise sind diese in der zweiten Position des Ankers voneinander beabstandet. In einer Ausführungsform kann das freie Ende des Ankers in der zweiten Position des Ankers an der Trennwand anliegen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Joch aus einem mehrteiligen Blech geformt.

Die Mehrteil igkeit des Jochs ermöglicht eine einfache Montage des Jochs am Magnetventil.

In einer Ausführungsform trägt die mehrteilige Ausformung des Jochs zur Versteifung des Jochs bei. Insbesondere können Rippen oder Streben am Blech angebracht sein, die eine Versteifung des Jochs bewirken.

Insbesondere besteht das Joch aus einer Anzahl von Blechen größer oder gleich zwei. Beispielsweise sind die Bleche als Winkel gefertigt. An jedem Blech kann mindestens eine Verbindungsstelle vorgesehen sein, die sich zum Verbinden der Bleche eignet. Die Verbindung zwischen zwei Blechen kann formschlüssig, insbesondere lösbar formschlüssig, sein. Die Verbindung zwischen zwei Blechen kann stoffschlüssig sein. Beispielsweise hat das Blech eine Wandstärke von bis zu 5 mm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform besteht die Ankerführung aus einem Kunststoff mit einer Schmelze-Massefließrate von größer oder gleich 20g/10min oder größer oder gleich 30g/10min.

Eine Schmelze-Massefließrate des Kunststoffs von größer oder gleich 20g/10min beziehungsweise 30g/10min trägt dazu bei, dass die Wandstärken der Ankerhülse möglichst dünn und damit durchlässig für das Magnetfeld der Spule ausgeführt werden können.

Die Ankerführung ist vorzugsweise aus flüssigkristalinen Polymeren (LCP), Polyphenylensulfid (PPS) oder leichtfließendem Polyexymethylen (POM) oder Polypropylen (PP) ausgebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat das Magnetventil eine maximale Leistungsaufnahme von bis zu 15 W und/oder ist mit einer elektrischen Spannung von maximal 42 V betreibbar.

Dadurch können Anforderungen an den Brandschutz besser begegnet werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Haushaltsgerät, insbesondere Haushalts- Geschirrspülmaschine, mit einem Magnetventil bereitgestellt.

Das Magnetventil kann den Wasserstrom des Haushaltsgeräts, insbesondere einer Haushalts-Geschirrspülmaschine, steuern.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Haushaltsgerät durch einen Niederleistungsstromkreis gekennzeichnet, welcher das Magnetventil enthält.

Der Niederleistungsstromkreis ermöglicht, mehrere Kleinverbraucher, insbesondere mehrere Magnetventile, in einem galvanisch vom restlichen System getrennten Stromkreis zusammenzufassen. Dadurch kann die Gerätesicherheit des Haushaltsgeräts erhöht werden.

In einer Ausführungsform sind das Magnetventil und weitere elektrische Verbraucher über Leitungen mit einer Spannungsquelle verbunden. Die Leitungen sind insbesondere dazu geeignet, eine für den Betrieb des Magnetventils und weiterer elektrischer Verbraucher nötige Leistung und/oder elektrische Spannung bereitzustellen. Beispielsweise sind das Magnetventil und weitere elektrische Verbraucher in paralleler Verschaltung innerhalb des Niederleistungsstromkreises angeordnet.

Ferner wird ein Haushaltsgerät, insbesondere eine Haushalts-Geschirrspülmaschine, mit zumindest einem derartigen Magnetventil vorgeschlagen.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfin- dung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eine Haushalts-Geschirrspülmaschine;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Magnetventils zur Verwendung in der Haushalt-Geschirrspülmaschine nach Fig. 1 gemäß einer ersten Variante;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt lll-lll aus Fig. 2;

Fig. 4 zeigt die Ansicht aus Fig. 3 bei einem Magnetventil gemäß einer zweiten Variante;

Fig. 5 zeigt die Ansicht aus Fig. 3 bei einem Magnetventil gemäß einer dritten Variante; und

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan eines Niederleistungsstromkreis gemäß einer Ausführungsform.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Haushalts-Geschirrspülmaschine 1. Die Haushalts-Geschirrspülmaschine 1 umfasst einen Spülbehälter 2, der durch eine Tür 3, insbesondere wasserdicht, verschließbar ist. Hierzu kann zwischen der Tür 3 und dem Spülbehälter 2 eine Dichteinrichtung vorgesehen sein. Der Spülbehälter 2 ist vorzugweise quaderförmig. Der Spülbehälter 2 kann in einem Gehäuse der Haushalts-Geschirrspülmaschine 1 angeordnet sein. Der Spülbehälter 2 und die Tür 3 können einen Spülraum 4 zum Spülen von Spülgut bilden.

Die Tür 3 ist in der Fig. 1 in ihrer geöffneten Stellung dargestellt. Durch ein Schwenken um eine an einem unteren Ende der Tür 3 vorgesehene Schwenkachse 5 kann die Tür 3 geschlossen oder geöffnet werden. Mit Hilfe der Tür 3 kann eine Beschickungsöffnung 6 des Spülbehälters 2 geschlossen oder geöffnet werden. Der Spülbehälter 2 weist einen Boden 7, eine dem Boden 7 gegenüberliegend angeordnete Decke 8, eine der geschlossenen Tür 3 gegenüberliegend angeordnete Rückwand 9 und zwei einander gegenüberliegend angeordnete Seitenwände 10, 11 auf. Der Boden 7, die Decke 8, die Rückwand 9 und die Seitenwände 10, 11 können beispielsweise aus einem Edelstahlblech gefertigt sein. Alternativ kann beispielsweise der Boden 7 aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein.

Die Haushalts-Geschirrspülmaschine 1 weist ferner zumindest eine Spülgutaufnahme 12 bis 14 auf. Vorzugsweise können mehrere, beispielsweise drei, Spülgutaufnahmen 12 bis 14 vorgesehen sein, wobei die Spülgutaufnahme 12 eine untere Spülgutaufnahme oder ein Unterkorb, die Spülgutaufnahme 13 eine obere Spülgutaufnahme oder ein Oberkorb und die Spülgutaufnahme 14 eine Besteckschublade sein kann. Wie die Fig. 1 weiterhin zeigt, sind die Spülgutaufnahmen 12 bis 14 übereinander in dem Spülbehälter 2 angeordnet. Jede Spülgutaufnahme 12 bis 14 ist wahlweise in den Spülbehälter 2 hinein- oder aus diesem herausverlagerbar. Insbesondere ist jede Spülgutaufnahme 12 bis 14 in einer Einschubrichtung E in den Spülbehälter 2 hineinschiebbar oder hineinfahrbar und entgegen der Einschubrichtung E in einer Auszugsrichtung A aus dem Spülbehälter 2 herausziehbar oder herausfahrbar.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Magnetventils 15. Fig. 3 zeigt den Schnitt III - III aus Fig. 2. Das Magnetventil 15 ist beispielsweise Teil eines Haushaltsgeräts, das insbesondere die in Fig. 1 gezeigte Haushalts- Geschirrspülmaschine 1 sein kann.

Das Magnetventil 15 steuert einen Fluidstrom 16. Der Fluidstrom 16 kann beispielsweise ein Frischwasserzufluss oder ein Abwasserabfluss sein. Das Magnetventil 15 ist insbesondere dazu geeignet, den Zu- oder Abfluss des Fluidstroms 16 zu sperren oder freizugeben oder einen Volumenstrom einzustellen. Hierzu weist das Magnetventil 15 ein Schließelement 17 auf.

Das Schließelement 17 kann aus zwei Teilen bestehen. Ein erster Teil ist ein Dichtelement 18. In Fig. 2 und Fig. 3 ist das Dichtelement 18 als Dichtpilz ausgeführt. Beispielsweise kann das Dichtelement 18 aus einem gummiartigen Material und/oder halbkugel- förmig ausgebildet sein. Auf der kreisflächigen Seite des Dichtelements 18 ist mittig eine Achse 19 (zweiter Teil des Schließelements 17) angebracht.

Am vom Dichtelement 18 abgewandten Ende der Achse 19 ist ein Anker 20 befestigt. Der Anker 20 ist mit der Achse 19 formschlüssig verbunden. Der Anker 20 ist beispielsweise mit einem kreiszylindrischen Querschnitt ausgebildet. Der Anker 20 ist insbesondere aus Vollmaterial gefertigt. Der Anker 20 kann aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material bestehen.

In Fig. 2 und Fig. 3 ist der Anker 20 - in durchgezogener Linie - in einer ersten Position P1 dargestellt. In seiner ersten Position P1 bewirkt der Anker 20, dass das Dichtelement 18 auf einen Ventilsitz 21 abdichtend gedrückt wird und dadurch den Fluidstrom 16 sperrt. Der Anker 20 bewegt sich in einer Richtung M (weg vom Ventilsitz 21) aufgrund einer später noch näher beschriebenen Magnetkraft und nimmt sodann eine Position P2 ein (gestrichelte Linie in Fig. 3). Dadurch wird das Schließelement 17 vom Ventilsitz 21 abgehoben und gibt den Fluidstrom 16 frei. Die Richtung M weist entlang einer Längsachse 22 des Ankers 20.

Eine in Fig. 3 dargestellte Ankerführung 23 führt den Anker 20 entlang der Richtung M.

Die Ankerführung 23 ist beispielsweise als Hülse ausgeformt, insbesondere mit ringkreisförmigen Querschnitt. Die Ankerführung 23 kann aus Kunststoff ausgeführt sein, insbesondere aus Kunststoff mit einer Schmelze-Massefließrate von größer oder gleich 20g/10min, insbesondere größer oder gleich 30g/10min. Die Außenwände der Ankerführung 23 sind insbesondere dünn ausgefertigt. Vorzugsweise ist die Ankerführung 23 aus flüssigkristalinen Polymeren (LCP), Polyphenylensulfid (PPS) oder leichtfließendem Po- lyexymethylen (POM) oder Polypropylen (PP) ausgebildet.

Die Ankerführung 23 besitzt an seinem vom Schließelement 17 abgewandten Ende einen Endabschnitt 24. Der Endabschnitt 24 ist beispielsweise topfartig ausgeformt. Der Endabschnitt 24 und die Ankerführung 23 sind insbesondere einstückig ausgebildet. In dem Endabschnitt 24 der Ankerführung 23 ist ein Permanentmagnet 25 angeordnet. Der Permanentmagnet 25 ist ortsfest in dem Endabschnitt 24 der Ankerführung 23 angebracht. Beispielsweise ist der Permanentmagnet 25 im Endabschnitt 24 eingeklebt. Der Perma- nentmagnet 25 ist beispielsweise aus Plastoferrit, Hartferrit, Samarium-Cobalt oder Neodym ausgebildet.

Innerhalb der Ankerführung 23 kann eine Trennwand 43 angebracht sein. Die Trennwand 43 trennt den Permanentmagnet 25 und den Anker 20 fluidisch. Insbesondere kommt der Permanentmagnet 25 aufgrund der Trennwand 43 nicht in Kontakt mit dem Fluidstrom 16. Die Trennwand 43 verhindert außerdem, dass der Fluidstrom 16 in einen Außenbereich 35 gelangt, der später noch näher definiert wird. Die Trennwand 43 und die Ankerführung 23 sind beispielsweise einstückig gefertigt. Die Trennwand 43 kann einen Anschlag des Ankers 20 in seiner zweiten Position P2 bilden. Insbesondere liegt der Anker 20 in der zweiten Position P2 mit einem freien Ende 39 des Ankers 20 an der Trennwand 43 an.

Der Permanentmagnet 25 kann eine magnetische Kraft auf den Anker 20 ausüben. Beispielsweise ist der Permanentmagnet 25 dazu geeignet, die Bewegung entlang der Richtung M des Ankers 20 zu unterstützen. Insbesondere kann die magnetische Kraft des Permanentmagnet 25 den Anker 20 in seiner zweiten Position P2 halten.

Die Ankerführung 23 ist abschnittsweise von einer bestrombaren Spule 26 umgeben. Die Spule 26 ist beispielsweise aus einem Kupferdraht ausgebildet. Der Kupferdraht kann um einen Spulenkäfig 27 gewickelt sein. Die Spule 26 kann jedoch auch jeden anderen geeigneten Aufbau aufweisen. Die Spule 26 ist beispielsweise von einer Spulenumspritzung 28 umgeben. Die äußere Mantelfläche der Spulenumspritzung 28 ist in Fig. 2 zu sehen. In Fig. 2 ist ebenfalls ein Stecker 29 zu sehen. Der Stecker 29 kann der Stromversorgung des Magnetventils 15 dienen.

Wird die bestrombare Spule 26 in einen bestromten Zustand versetzt, erzeugt sie ein Magnetfeld. Das erzeugte Magnetfeld bewegt den Anker 20 von seiner ersten Position P1 in seine zweite Position P2. Durch Abschalten oder eine Reduzierung des Magnetfelds bewegt sich der Anker 20 aufgrund einer später noch näher beschriebenen Federkraft wieder zurück von der Position P2 zur Position P1.

In Fig. 2 ist zu sehen, dass das Magnetventil 15 ferner ein Joch 30 aufweist. Das Joch 30 umschließt die Spulenumspritzung 28 abschnittsweise. Insbesondere ist das Joch 30 so angeordnet, dass es die Spule 26 und den Anker 20 teilweise umschließt. Das Joch 30 ist beispielsweise aus einem mehrteiligen Blech ausgebildet. Insbesondere ist das Joch 30 zweiteilig gefertigt. Das Joch 30 bündelt das von der Spule 26 erzeugte Magnetfeld.

Das Joch 30 kann aus zwei Jochschenkeln 31 , 3T und zwei Joch- Verbindungsabschnitten 32, 32' bestehen. Die Jochschenkel 31 , 3T und die Joch- Verbindungsabschnitte 32, 32' sind beispielsweise gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnet. Jeweils ein Jochschenkel 31 , 3T und ein Joch-Verbindungsabschnitt 32, 32' bilden einen ersten beziehungsweise zweiten Teil des zweiteiligen Jochs 30. Ein jeweiliger Jochschenkel 31 , 3T und ein jeweils zugeordneter Joch-Verbindungsabschnitt 32, 32' sind beispielsweise einstückig ausgeführt. Das Joch 30 kann aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material ausgebildet sein. Die beiden Teile des Jochs 30 sind an jeweiligen Enden an Verbindungsstellen 33, 33' formschlüssig, insbesondere lösbar formschlüssig, verbunden. Die Jochschenkel 31 , 3T und die Joch- Verbindungsabschnitte 32, 32' bilden im montierten Zustand eine rechteckige Form des Jochs 30 aus.

Das Joch 30 definiert ein von ihm umschlossenes Volumen, vorliegend als Innenbereich 34 bezeichnet. Der Bereich außerhalb des Jochs 30 wird vorliegend auch als Außenbereich 35 bezeichnet. Das Joch 30 grenzt den Außenbereich 35 und den Innenbereich 34 voneinander ab.

Das Joch 30 weist mindestens zwei Durchgangsöffnungen 36, 36' auf. Diese verbinden jeweils den Außenbereich 35 mit dem Innenbereich 34 des Jochs 30. Insbesondere können die Durchgangsöffnungen 36, 36' jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgeführt sein. Die Durchgangsöffnungen 36, 36' können die Joch-Verbindungsabschnitte 32 beziehungsweise 32' durchdringen. Beispielsweise sind die Durchgangsöffnungen 36, 36' kolli- near zueinander angeordnet. Die Durchgangsöffnungen 36, 36' können die Ankerführung 23 aufnehmen.

Am Joch 30 sind zwei nach innenragende, sich im Innenbereich 34 erstreckende, Polschuhe 37, 37' gegenüberliegend angeordnet. Die Polschuhe 37, 37' bilden einen gemeinsamen Spalt 38 aus, insbesondere einen Luftspalt. Der Spalt 38 ist beispielsweise in der ersten Position P1 benachbart zu dem freien Ende 39 (vom Ventilsitz 21 abgewandtes Ende) des Ankers 20 angeordnet. Die Polschuhe 37, 37' können einstückig mit dem Joch 30 ausgebildet sein. Insbesondere sind die Polschuhe 37, 37' am jeweiligen Joch- Verbindungsabschnitt 32, 32' angebracht. Die Polschuhe 37, 37' weisen jeweils eine Durchgangsbohrung 40, 40' auf. Die Durchgangsbohrungen 40, 40' der Polschuhe 37, 37' können kollineare mit den Durchgangsöffnungen 36, 36' des Jochs 30 angeordnet sein. Die Ankerführung 23 kann abschnittsweise in den Durchgangsbohrungen 40, 40' der Polschuhe 37, 37' gelagert, insbesondere fixiert sein. Die Polschuhe 37, 37' beziehungsweise der Spalt 38 lassen das von der Spule 26 erzeugte Magnetfeld aus dem Joch 30 austreten.

Der Permanentmagnet 25 ragt aus dem Joch 30 heraus, und zwar vorzugsweise aus dem Joch-Verbindungsabschnitt 32, der von dem Schließelement 17 abgewandt ist. Der Permanentmagnet 25 kann in der Durchgangsöffnung 36 angeordnet sein. Der Permanentmagnet 25 befindet sich abschnittsweise im Außenbereich 35. Eine vom Schließelement 17 abgewandte Seite 41 des Permanentmagneten 25 hat beispielsweise einen Abstand B von der zum Außenbereich 35 gerichteten Seite 42 des Joch-Verbindungsabschnitts 32. Insbesondere entspricht der Abstand B fünf Prozent oder mehr einer Gesamtlänge L des Permanentmagneten 25. Der restliche Teil des Permanentmagneten 25, der nicht im Außenbereich 35 angeordnet ist, befindet sich im Bereich der Durchgangsöffnung 36 und im Innenbereich 34.

Zudem ragt die Ankerführung 23 aus dem Joch 30 heraus, insbesondere ragt der Endabschnitt 24 aus dem Joch 30 heraus. Der Endabschnitt 24 befindet sich abschnittsweise im Außenbereich 35. Der Teil des Endabschnitts 24 kann sich ebenfalls mit einem Abstand B in den Außenbereich 35 erstrecken.

Fig. 4 zeigt entsprechend dem Schnitt aus Fig. 3 ein Magnetventil 15' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Permanentmagnet 25 ist in Fig. 4 vollständig im Außenbereich 35 des Jochs 30 angeordnet. Insbesondere entspricht der Abstand B der Gesamtlänge L. Insbesondere befindet sich kein Abschnitt des Permanentmagneten 25 in der Durchgangsöffnung 36 oder im Innenbereich 34.

Fig. 5 zeigt entsprechend dem Schnitt aus Fig. 3 ein Magnetventil 15" gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die Ankerführung 23' ist ohne Trennwand 43 ausgeführt und mit einem verschlossenem Ende 44 gefertigt. Der Permanentmagnet 25 und der Anker 20 sind fluidisch miteinander verbunden. Das verschlossene Ende 44 verhindert das Austreten des in Fig. 5 nicht dargestellten Fluidstroms 16 aus dem Magnetventil 15" in den Außenbereich 35.

Nun zurückkehrend zu Fig. 2 ist das Magnetventil 15 mit zwei flanschartigen Anbindungsstellen 45, 45' dargestellt. Die Anbindungsstellen 45, 45' können zur Befestigung des Magnetventils 15 innerhalb der Haushalts-Geschirrspülmaschine 1 geeignet sein. Die Anbindungsstellen 45, 45' können jeweils mit zwei Aufnahmen 46, 46' für Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) ausgefertigt sein. Die Anbindungsstellen 45, 45' sind beispielsweise einstückig mit einem außerhalb des Jochs 30 (das heißt im Außenbereich 35) liegenden Befestigungsabschnitt 47 ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 47 kann einstückig mit der Ankerführung 23 gefertigt sein, beispielsweise im Spritzgussverfahren. Der Befestigungsabschnitt 47 der Ankerführung 23 weist eine gestufte Außengeometrie mit Schultern 48 - 50 auf.

Am äußeren Abschnitt 47 kann ein Dichtelement 51 angeordnet sein. Das Dichtelement 51 trennt im montierten Zustand des Magnetventils 15 insbesondere einen vom Fluidstrom 16 umspülten Bereich 52 von einer nicht vom Fluidstrom 16 umspülten Umgebung, die dem Außenbereich 35 des Jochs 30 entspricht. Der Befestigungsabschnitt 47 kann eine Aufnahme 53 für eine Feder 55 beinhalten. Am offenen Ende der Aufnahme 53 kann eine radial nach innen ragende Rückhaltegeometrie 54 ausgeformt sein.

Die Feder 55 ist dazu eingerichtet, die Federkraft zu erzeugen, die den Anker 20 in seiner ersten Position P1 hält. Die Federkraft ist entgegen der von der Spule 26 im bestromten Zustand erzeugten, magnetischen Kraft gerichtet. Die Feder 55 stützt sich beispielsweise an ihrem einen Ende gegen eine Auskragung 56 der Achse 19. Die Auskragung 56 kann in der ersten Position P1 an der Rückhaltegeometrie 54 anliegen. Ein anderes Ende der Feder 55 liegt insbesondere am zum Joch 30 gerichteten Ende der Aufnahme 53 an.

In Fig. 6 ist ein Niederleistungsstromkreis 57 als Schaltplan dargestellt. Der Niederleistungsstromkreis 57 ist Teil der Haushalts-Geschirrspülmaschine 1. Der Niederleistungsstromkreis 57 kann eine Spannungsquelle 58 beinhalten. Zusätzlich kann der Niederleistungsstromkreis 57 mindestens zwei Verbraucher 59, 59' beinhalten. Einer der Verbraucher 59, 59' ist ein Magnetventil 15, 15', 15" nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. Die Spannungsquelle 58 und die Verbraucher 59, 59' sind über Leitungen 60 miteinander verbunden.

Darüber hinaus beinhaltet der Niederleistungsstromkreis 57 pro Verbraucher 59, 59' ein Schaltelement 61 , 6T. Mit Hilfe des Schaltelements 61 , 6T kann der entsprechende Verbraucher 59, 59' durch Schließen des entsprechenden Schaltelements 61 , 6T zu dem Niederleistungsstromkreis 57 zugeschaltet werden. Entsprechend andersherum, durch öffnen des Schaltelements 61 , 6T kann der entsprechende Verbraucher 59, 59' vom Niederleistungsstromkreis 57 getrennt werden. Das Zuschalten oder Trennen der Verbraucher 59, 59' vom Niederleistungsstromkreis 57 erlaubt die optimale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Leistung des Niederleistungsstromkreises 57.

Beispielsweise sind die Verbraucher 59, 59' in paralleler Verschaltung zueinander angeordnet. Beispielsweise kann die Spannungsquelle 58 so ausgelegt sein, dass sie eine maximale Leistung von 15 W und/oder eine elektrische Spannung von 42 V bereitstellt.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

Verwendete Bezugszeichen:

1 Haushalts-Geschirrspülmaschine

2 Spülbehälter

3 Tür

4 Spülraum

5 Schwenkachse

6 Beschickungsöffnung

7 Boden

8 Decke

9 Rückwand

10 Seitenwand

11 Seitenwand

12-14 Spülgutaufnahme

15, 15', 15" Magnetventil

16 Fluidstrom

17 Schließelement

18 Dichtelement

19 Achse

20 Anker

21 Ventilsitz

22 Längsachse

23, 23' Ankerführung

24 Endabschnitt

25 Permanentmagnet

26 bestrombare Spule

27 Spulenkäfig

28 Spulenumspritzung

29 Stecker

30, 30' Joch

31, 31' Jochschenkel

32, 32' Joch-Verbindungsabschnitt

33, 33' Verbindungsstellen

34 Innenbereich 35 Außenbereich

36, 36' Durchgangsöffnungen

37, 37' Polschuhe

38 Spalt

39 freies Ende

40, 40' Durchgangsbohrungen

41 abgewandte Seite

42 außenliegende Seite

43 Trennwand

44 verschlossenes Ende

45, 45' Anbindungsstellen

46, 46' Aufnahmen

47 Befestigungsabschnitt

48 Schulter

49 Schulter

50 Schulter

51 Dichtelement

52 umspülter Bereich

53 Aufnahme

54 Rückhaltegeometrie

55 Feder

56 Auskragung

57 Niederleistungsstromkreis

58 Spannungsquelle

59, 59' Verbraucher

60 Leitungen

61, 6T Schaltelemente

A Auszugsrichtung

B Abstand

E Einschubrichtung

L Gesamtlänge

M Bewegung

P1 erste Position zweite Position

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Magnetventil (15, 15', 15") zum Steuern eines Fluidstroms (16) in einem Haushaltsgerät, aufweisend: ein Schließelement (17) zum Steuern des Fluidstroms (16), einen Anker (20) zum Betätigen des Schließelements (17), einen Permanentmagneten (25), der dazu eingerichtet ist, eine magnetische Kraft auf den Anker (20) auszuüben, eine bestrombare Spule (26) zum Erzeugen eines Magnetfelds, um den Anker (20) zu bewegen, und ein Joch (30, 30'), das dazu eingerichtet ist, das von der Spule (26) erzeugte Magnetfeld zu bündeln, wobei der Permanentmagnet (25) längs des Ankers (20) über das Joch (30, 30') hinausragt oder außerhalb desselben angeordnet ist.

2. Magnetventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (30, 30') so angeordnet ist, dass es die Spule (26) und den Anker (20) zumindest teilweise umschließt.

3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (30, 30') an einem Abschnitt (32) eine Durchgangsöffnung (36) aufweist, aus der der Permanentmagnet (25) herausragt oder außerhalb welcher der Permanentmagnet (25) angeordnet ist.

4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 - 3, gekennzeichnet durch eine Ankerführung (23, 23'), die die Bewegung des Ankers (20) führt.

5. Magnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Joch (30, 30') zwei nach innenragende Polschuhe (37, 37') gegenüberliegend angebracht sind.

6. Magnetventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (25) ortsfest an oder in einem Ende (24) der Ankerführung (23, 23') angebracht ist.

7. Magnetventil nach einem der Ansprüche 4 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich innerhalb der Ankerführung (23, 23') eine Trennwand (43) befindet, die den Permanentmagneten (25) fluidisch vom Anker (20) trennt, oder die Ankerführung (23, 23') an ihrem Ende (44) verschlossen ist und der Permanentmagnet (25) in dem Ende (44) derart vorgesehen ist, dass er mit dem Anker (20) fluidisch verbunden ist.

8. Magnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (43) als Anschlag für den Anker (20) dient.

9. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch eine Feder (55), die dazu eingerichtet ist, eine Federkraft zu erzeugen, die den Anker (20) in einer ersten Position (P1) entlang der Führung (23, 23') hält, wobei die bestrombare Spule (26) in einem bestromten Zustand derselben eine magnetische Kraft erzeugt, die entgegengesetzt zu der Federkraft auf den Anker (20) wirkt und diesen in eine zweite Position (P2) entlang der Ankerführung (23, 23') bewegt.

10. Magnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (25) dazu eingerichtet ist, den Anker (20) in seiner zweiten Position (P2) zumindest teilweise oder vollständig entgegen der Federkraft zu halten.

11. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (30, 30') aus einem mehrteiligen Blech geformt ist.

12. Magnetventil nach einem der Ansprüche 4 - 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (23, 23') aus einem Kunststoff mit einer Schmelze-Massefließrate von größer oder gleich 20g/10min besteht.

13. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetventil (15, 15', 15") eine maximale Leistungsaufnahme von bis zu 15 W hat und/oder mit einer elektrischen Spannung von bis zu 42 V betreibbar ist.

14. Haushaltsgerät, insbesondere Haushalts-Geschirrspülmaschine (1), mit einem Magnetventil (15, 15', 15") nach einem der Ansprüche 1 - 13.

5 15. Haushaltsgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Niederleistungsstromkreis (57), welcher das Magnetventil (15, 15', 15") enthält.