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Patent Searching and Data


Title:
SOLENOID VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/198437
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a solenoid valve (1) comprising a valve body (60) and a valve seat (50), wherein the valve body (60) is movable along a movement axis (A) between a closed position and an open position, the valve body (60) rests on a valve seat (50) and closes the opening (55) of a media connection (51) in the closed position and is lifted from the valve seat (50) and releases the opening (55) of the media connection (51) in the open position, and comprising an armature (20) and a pole tube (10), wherein the armature (20) is mounted in the pole tube (10) so as to be axially slidable between a first and a second end position, the armature (20) assumes the first end position in the deenergised state and is shifted towards the second end position when energised and in the process moves the valve body (20) from the closed position towards the open position, wherein the armature (20), in relation to the valve body (60), is nested so as to be radially outwardly positioned and is at least partially axially overlapping, and the valve body (60) is at least partially axially overlapping in relation to the pole tube (10).

Inventors:
ZEHETBAUER THOMAS (AT)
PLOECKINGER ANDREAS (AT)
FOSCHUM PAUL (AT)
WINKLER BERND (AT)
LOHMILLER DIETER (DE)
SCHELL MARVIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/057848
Publication Date:
October 19, 2023
Filing Date:
March 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ANDREAS LUPOLD HYDROTECHNIK GMBH (DE)
International Classes:
F16K27/02; F16K31/06
Foreign References:
US20160377190A12016-12-29
DE19848919A12000-04-27
US7828265B22010-11-09
DE102013220047B42016-07-28
DE102012019193A12014-03-27
US5271599A1993-12-21
US5002253A1991-03-26
DE102013220047A12015-04-02
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL MUSSGNUG & PARTNER, PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Magnetventil (1) mit einem Ventilkörper (60) und einem Ventilsitz (50) , wobei der Ventilkörper (60) längs einer Verfahrachse (A) zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verfahrbar ist, der Ventilkörper (60) in der Schließstellung an einem Ventilsitz (50) anliegt und die Mündung (55) eines Medienanschlusses (51) verschließt und in der Offenstellung vom Ventilsitz (50) abgehoben ist und die Mündung (55) des Medienanschlusses (51) frei gibt, mit einem Anker (20) und einem Polrohr (10) , wobei, der Anker (20) in dem Polrohr (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage axial verschieblich gelagert ist, der Anker (20) im stromlosen Zustand die erste Endlage einnimmt und bei Bestromung in Richtung der zweiten Endlage verschoben wird und dabei den Ventilkörper (60) aus der Schließstellung in Richtung zur Offenstellung verfährt, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (20) in Bezug auf den Ventilkörper (60) radial außen liegend geschachtelt und zumindest teilweise axial überlappend angeordnet ist, und der Ventilkörper (60) in Bezug auf das Polrohr (10) zumindest teilweise axial überlappend angeordnet ist.

2. Magnetventil (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Anker (20) als Hohlzylinder ausgeführt ist, in dessen Inneren der Ventilkörper (60) integriert ist.

3. Magnetventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Anker (20) und der Ventilkörper (60) axial vollständig innerhalb des Polrohrs (10) angeordnet sind.

4. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Ankergegenstück (30) in dem Polrohr (10) angebracht ist, an dem der Anker (20) in der ersten Endlage anliegt.

5. Magnetventil (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Ankergegenstück (30) und der Ventilsitz (50) einstückig ausgebildet sind.

6. Magnetventil (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Ankergegenstück (30) im Polrohr (10) axial justierbar angebracht ist.

7. Magnetventil (1) nach Anspruch 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Ankergegenstück (30) durch wenigstens ein Sicherungselement kraft- und/oder form- und/oder stoff schlüssig fixiert oder fixierbar ist .

8. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Hubbegrenzungselement (40) in dem Polrohr (10) angebracht ist, an dem der Anker (20) in der zweiten Endlage anliegt.

9. Magnetventil (1) nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Hubbegrenzungselement (40) und das Polrohr (10) einstückig ausgebildet sind.

10. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Feder (70) vorgesehen ist, die den Ventilkörper (60) in Richtung der Schließstellung vorspannt, und der Anker (20) einen Mitnehmer (24) aufweist, der mit einer korrespondierenden Kontakt fläche (66) des Ventilkörpers (60) zusammenwirkt, derart dass bei Bestromung der Anker (20) den Ventilkörper (60) mitnimmt und gegen die Vorspannung der Feder (70) vom Ventilsitz (50) abhebt und in die Offenstellung verschiebt, und nach dem Abschalten der Bestromung der Ventilkörper (60) den Anker (20) in Richtung der Schließstellung zurückgedrängt.

11. Magnetventil (1) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Mitnehmer (24) als umlaufender Bund stirnseitig am Anker (20) angeformt oder angebracht ist.

12. Magnetventil (1) nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kontakt fläche (66) als umlaufende Ringfläche stirnseitig am Ventilkörper (60) angeformt oder angebracht ist.

13. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die axiale Position des Ankergegenstücks (30) im Polrohr (10) so gewählt ist, dass der Ventilkörper (60) in der Schließstellung von dem Anker (60) mechanisch entkoppelt ist, wenn dieser die erste Endlage einnimmt.

14. Magnetventil (1) nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Mitnehmer (24) und die korrespondierende Kontakt fläche (66) einen axialen Mindestabstand einnehmen können, um beim Auftreffen des Ventilkörpers (60) auf den Ventilsitz (50) im Bereich der Mündung (55) einen Resthub (R) des Ankers (20) bis zum Aufschlag auf das Ankergegenstück (30) oder den Ventilsitz (50) im Bereich des einstückig angeformten Ankergegenstücks (30) zu ermöglichen.

15. Magnetventil (1) nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein zwischen dem Anker (20) und dem Ankergegenstück (40) und/oder zwischen dem Anker (20) und dem Hubbegrenzungselement (40) wirkendes Dämpfungselement vorgesehen ist.

16. Magnetventil (1) nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das oder die Dämpfungselemente als stirnseitig am Anker (20) und/oder am Ankergegenstück (30) und/oder am Hubbegrenzungselement (40) angebrachter, halboffener Dämpfungsraum (21, 23) ausgebildet ist.

17. Magnetventil (1) nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dämpfungsraum (21, 23) durch mindestens eine umlaufende Kante ausgebildet ist, und der Anker (20) einerseits und das Ankergegenstück (30) und/oder das Hubbegrenzungselement (40) andererseits sich entlang der umlaufenden Kante berühren.

18. Magnetventil (1) nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das oder die Dämpfungselemente als stirnseitig am Anker (20) , Ankergegenstück (30) und/oder Hubbegrenzungselement (40) angeordnete, separate Elemente ausgebildet sind und diese Elemente abweichende Werkstoff eigenschaf ten aufweisen als der Anker (20) , das Ankergegenstück (30) oder das Hubbegrenzungselement

(40) .

19. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es als unbestromt geschlossenes, nicht druckausgeglichenes 2/2 Wege Sitzventil ausgeführt ist, und die von der Feder (70) auf den Ventilkörper (60) ausgeübte Kraft einstellbar ist derart, dass der Ventilkörper (60) bei Überschreiten eines vorbestimm- ten Drucks vom Ventilsitz (50) abhebt.

Description:
Magnetventil

Die Erfindung betri f ft ein Magnetventil gemäß Oberbegri f f des Patentanspruchs 1 , wie es beispielsweise aus der DE 10 2012 019 193 Al bekannt geworden ist .

Derartige Magnetventile umfassen einen Ventilkörper und einen Ventilsitz . Der Ventilkörper ist längs einer Verfahrachse zwischen der Schließstellung und einer Of fenstellung verfahrbar . Der Ventilkörper liegt in der Schließstellung an dem Ventilsitz an und verschließt die Mündung eines Medienanschlusses .

In der Of fenstellung ist der Ventilkörper vom Ventilsitz abgehoben und gibt dadurch die Mündung des Medienanschlusses frei .

Weiterhin umfasst das Magnetventil einen Anker und ein Polrohr . Der Anker ist in dem Polrohr zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage axial verschieblich gelagert . Der Anker nimmt im stromlosen Zustand die erste Endlage ein . Bei Bestromung wird er in Richtung der zweiten Endlage verschoben, wodurch der Ventilkörper aus der Schließstellung in Richtung zur Of fenstellung verfährt .

Derartige Magnetventile werden für verschiedenste Aufgaben in der Hydraulik eingesetzt . Da sie im stromlosen Zustand die Mündung des Medienanschlusses geschlossen halten, werden sie auch als „normally closed" Ventile bezeichnet .

Weitere Beispiele solcher Magnetventile sind aus der US 5 271 599 A oder der US 5 002 253 A bekannt .

Die Magnetventile aus dem Stand der Technik bestehen stets aus zwei separaten Baugruppen, nämlich aus der die Ventil funktion ermöglichenden Ventilbaugruppe und dem die Ventilbaugruppe betätigenden elektromechanischen Aktor . Die Ventilbaugruppe und der Aktor sind in einer axialen Aneinanderreihung kaskadiert zu dem vollständigen Magnetventil zusammengefügt .

Derartige Magnetventile weisen j edoch den Nachteil auf , dass sie in axialer Richtung sehr viel Bauraum benötigen .

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde , ein gattungsgemäßes Magnetventil bereitzustellen, das eine Reduzierung des Bauraums zulässt , ohne die elektromechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen .

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Magnetventil durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Erfindungsgemäß ist der Anker in Bezug auf den Ventilkörper radial außenliegend und zumindest teilweise axial überlappend angeordnet , und der Ventilkörper ist in Bezug auf das Polrohr zumindest teilweise axial überlappend angeordnet .

Mit diesem radial geschachtelten Aufbau ist ein hoch integriertes Magnetventil geschaf fen, welches gegenüber den Magnetventilen aus dem Stand der Technik sehr viel kompakter gestaltet werden kann . Der Aktor hat somit den Ventilkörper weitgehend integriert , wodurch sich die Bauhöhe des Magnetventils und auch die bewegte Masse erheblich reduzieren lässt , ohne die Magnetkraft und damit einhergehend die Schaltcharakteristik negativ zu beeinträchtigen . Bevorzugt ist der Anker als Hohl zylinder ausgeführt , in dessen Innerem ein Ventilkörper integriert ist . Dies ermöglicht eine besonders einfache und ef fektive Schachtelung von Anker und Ventilkörper und eine starke Verringerung der Aufschlagsenergie auf den Ventilsitz , da nur der Ventilkörper darauf auftri f ft , j edoch der Anker über ein spezielles Dämpfungssystem sich am Gehäuse abstützt .

Eine weitere Optimierung der axialen Bauhöhe ergibt sich dann, wenn Anker und Ventilkörper axial vollständig innerhalb des Polrohrs angeordnet sind .

Weitere vorteilhafte Maßnahmen zielen darauf ab, zusätzliche Funktionen in das Polrohr zu integrieren, wodurch sich eine äußerst kompakte Bauweise umsetzen lässt .

So kann vorgesehen sein, ein Ankergegenstück in dem Polrohr anzubringen, an dem der Anker in seiner ersten Endlage anliegt . Hierbei können das Ankergegenstück und der Ventilsitz einstückig ausgebildet sein, wodurch sich fertigungsbedingte Vorteile ergeben .

Das Ankergegenstück kann im Polrohr axial j ustierbar angebracht sein, um die Position des Ankers in der ersten Endlage exakt einstellen und anpassen zu können . Hierbei kann das Ankergegenstück durch wenigstens ein Sicherungselement fixiert werden, und zwar kraft- und/oder form- und/oder stof f schlüssig . Im Fall der einstückigen Ausbildung von Ankergegenstück und Ventilsitz tri f ft dies in analoger Weise auch für den Ventilsitz zu .

Weiterhin kann in dem Polrohr ein Hubbegrenzungselement angebracht sein, an dem der Anker in der zweiten Endlage anliegt . Hierdurch kann der Schalthub exakt vorgegeben werden, Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung ergibt sich, wenn das Hubbegrenzungselement und das Polrohr einstückig ausgeführt sind .

Bevorzugt ist eine Feder vorgesehen, die den Ventilkörper in Richtung der Schließstellung vorspannt . Weiterhin weist der Anker einen Mitnehmer auf , der mit einer korrespondierenden Kontakt fläche des Ventilkörpers zusammenwirkt , und zwar derart , dass bei Bestromung der Anker den Ventilkörper mitnimmt und gegen die Vorspannung der Feder vom Ventilsitz abhebt und in Richtung zur Of fenstellung verschiebt und dass nach dem Abschalten der Bestromung der Ventilkörper den Anker in Richtung der Schießstellung zurückdrängt . Damit kann auf einfache Weise die normally-closed- Funktion umgesetzt werden .

Hinsichtlich der Gestaltung des Mitnehmers besteht eine Vielzahl von Gestaltungsmöglichkeiten . Besonders bevorzugt ist eine Variante , bei der der Mitnehmer als umlaufender Bund stirnseitig am Anker angeformt oder angebracht ist . Eine derartige flanschartige Gestaltung ist einfach und kostengünstig in ihrer Herstellung .

Die korrespondierende Kontakt fläche kann ebenfalls einfach dadurch realisiert werden, dass eine umlaufende Ringfläche stirnseitig am Ventilkörper angeformt oder angebracht ist .

Eine bevorzugte Aus führungsvariante sieht nun vor, dass die axiale Position des Ankergegenstücks im Polrohr so gewählt ist , dass der Ventilkörper in der Schließstellung von dem Anker mechanisch entkoppelt ist , d . h . wenn dieser die erste Endlage einnimmt . Diese Maßnahme zielt darauf ab, die Lebensdauer des Magnetventils zu erhöhen . So korreliert der Verschleiß des Ventilkörpers und des Ventilsitzes im Bereich der Mündung mit der Anzahl der Schaltzyklen und der Größe der Einschlagenergie , welche sich proportional zu dem Produkt der bewegten Masse und der Geschwindigkeit im Quadrat verhält . Speziell schnelle Schalt zelten, die eine hohe Ankergeschwindigkeit bedingen, führen bei der Auslegung solcher Magnetventile zu einem Zielkonflikt , wenn eine geringe Bauhöhe eingehalten werden soll . So kann bei einem festgelegten Hub des Ankers die Einschlagenergie nur durch eine Reduzierung der Masse verringert werden .

Dies gelingt hier vorliegend dadurch, dass der Ventilkörper zum Zeitpunkt des Aufpralls vom Anker mechanisch entkoppelt ist , so dass dieser den Großteil der Einschlagenergie auf das Ankergegenstück bzw . den Ventilsitz in diesem Bereich im Fall der einstückigen Ausbildung von Ankergegenstück und Ventilsitz überträgt . Der Ventilkörper wird hierbei möglichst klein und kompakt ausgeführt , so dass die Belastung des Ventilsitzes im Bereich der Mündung im Wesentlichen von der Rückstellkraft der Ventil feder und der stark reduzierten Einschlagenergie geprägt ist .

Besonders bevorzugt nehmen in der Schließstellung der Mitnehmer und die korrespondierenden Kontakt fläche einen axialen Mindestabstand ein . Dieser stellt sicher, dass sich beim Schließvorgang der Anker im Moment des Auftref fens des Ventilkörpers auf dem Ventilsitz im Bereich der Mündung vom Ventilkörper lösen und noch eine kleine Distanz in Form des Resthubs bis zum Aufschlag auf das Ankergegenstück bzw . auf den Ventilsitz in diesem Bereich zurücklegen kann . Für den Öf fnungsvorgang hebt der Anker zunächst vom Ankergegenstück ab und gelangt nach Durchlaufen des axialen Mindestabstandes über einen Mitnehmer mit der korrespondierenden Kontaktfläche des Ventilkörpers in Kontakt und nimmt diesen in Richtung der Of fenstellung mit . Der Mitnehmer und die korrespondierende Kontakt fläche sorgen somit dafür, dass beim Öf f- nungsvorgang der Anker den Ventilkörper aktiviert und eine definierte Ventilöf fnung ermöglicht wird .

Für den Schließvorgang wird die Bestromung unterbrochen, woraufhin die Feder den Ventilkörper in Richtung des Ventilsitzes beschleunigt und den Anker mitnimmt . Sobald der Ventilkörper mit dem Ventilsitz im Bereich der Mündung in Berührung kommt , löst sich der Anker mechanisch von dem Ventilkörper und bewegt sich weiter in Richtung auf das Ankergegenstück bzw . auf den Ventilsitz . Der Ventilsitz erfährt somit im Bereich der Mündung lediglich eine geringe Auf tref f energie des leichten Ventilkörpers im Vergleich zu der Auf tref f energie des Ankers auf dem Ankergegenstück . Damit gelingt eine dauerfeste Auslegung des Magnetventils .

Zur Schonung des Ankers können Dämpfungselemente vorgesehen sein, beispielsweise zwischen Anker und Ankergegenstück und /oder zwischen Anker und Hubbegrenzungselement wirkend . Zusätzlich wird bei einer Verfahrbewegung aus der j eweiligen Endlage heraus ein Anhaften des Ankers am Ankergegenstück und/oder am Hubbegrenzungselement vermieden .

Als Dämpfungselemente können an sich bekannte hydraulisch wirkende Dämpfungselemente in Form von halbof fenen Dämpfungsräumen verwendet werden, die stirnseitig am Anker und/oder am Ankergegenstück und /oder am Hubbegrenzungselement ausgebildet oder angebracht sind . Der Dämpfungsraum kann durch mindestens eine umlaufende Kante gestaltet sein, wobei der Anker einerseits und das Ankergegenstück und/oder das Hubbegrenzungselement andererseits sich unmittelbar vor dem Kontakt entlang der umlaufenden Kante berühren . Bei der Annäherung des Ankers wird hierdurch Hydraulikfluid kontrolliert radial in einen Rückstromkanal abgeleitet , dadurch resultiert ein Druckanstieg der der Bewegung entgegen wirkt , wodurch die Aufprallenergie gedämpft wird . Derartige Dämpfungselemente sind beispielsweise aus der DE 10 2013 220 047 Al bekannt .

Auch ist es alternativ oder auch ergänzend möglich, Dämpfungselemente als stirnseitig am Anker, Ankergegenstück und/oder Hubbegrenzungselement angeordnete separate Elemente zu realisieren, die im Vergleich zu Anker, Ankergegenstück oder Hubbegrenzungselement abweichende Werkstof f eigenschaf ten aufweisen . Es werden allgemein bekannte Werkstof fe verwendet , die einen Teil der Aufprallenergie des Ankers in dem gewünschten Umfang auf nehmen .

Die erfindungsgemäße Konzeption ermöglicht es , hydraulische 2 /2-Wege-Schnellschaltventile zu realisieren, welche auch bei drastisch reduzierter Bauhöhe eine hohe Magnetkraft bereitstellen und somit eine hohe Schaltdynamik auch bei großen Volumenströmen erlauben . Schaltzeiten <3ms sind damit erreichbar .

In einer Ausgestaltung der Erfindung gelingt die Realisierung eines unbestromt geschlossenen, nicht druckausgeglichenen 2 /2- Wege-Sit z-Ventils , bei dem die von der Feder auf den Ventilkörper ausgeübte Kraft einstellbar ist derart , dass der Ventilkörper bei Überschreiten eines vorbestimmten Drucks vom Ventilsitz abhebt . Somit ist die Integration einer Druckbegrenzungs funktion bei einem nicht druckausgeglichenen 2 /2- Wege-Sit z-Ventil mit geringer axialer Bauhöhe umgesetzt , das auch für hohe Volumenströme geeignet ist .

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Aus führungsbeispiels näher beschrieben . Es zeigen :

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Magnetventil im Axialschnitt ,

Figur 2 eine vergrößerte Detailansicht im Bereich des Ventilkörpers und dessen Umgebung im axialen Halbschnitt .

Figur 1 zeigt ein Magnetventil 1 , welches als normally closed 2 /2-Wege-Sitzventil mit Druckbegrenzungs funktion ausgeführt ist .

Das Magnetventil 1 weist ein Polrohr 10 auf , welches das Magnetventil 1 in axialer Richtung vollständig durchsetzt und nicht nur für die Betätigung erforderliche Aktorik, sondern auch die für die Ventil funktion relevanten Bauteile trägt . Das Polrohr besitzt einen amagnetischen Teil 19 , welcher für eine magnetische Entkopplung sorgt .

Eine Spule 14 ist in einem Spulengehäuse 12 aufgenommen, welches radial außenliegend in Bezug auf das Polrohr 10 aufgeschoben und abgestützt ist . In axialer Richtung wird das Spulengehäuse 12 von einem Sicherungselement 16 in Form einer Mutter gesichert , welche im Eingri f f mit einem im oberen Abschnitt des Polrohrs 10 angebrachten Gewindeabschnitt 17 ist .

Am gegenüberliegenden Ende ist im Polrohr 10 eine Aufnahmebohrung 15 vorgesehen, in der ein Anker 20 axial verschieblich gelagert ist . Die Aufnahmebohrung 15 nimmt darüber hinaus einen Ventilsitz 50 auf , der mit dem Polrohr 10 über einen ein Gewinde 18 tragenden Abschnitt verschraubt ist .

Der Ventilsitz 50 besitzt als Medienanschlusskanal einen ersten Kanal 51 , der den Ventilsitz 50 axial durchsetzt und stirnseitig in eine Mündung 55 übergeht . Weiterhin sind zweite Kanäle 52 vorhanden, die einen weiteren Medienkanal bilden .

Der Anker 20 besitzt eine Zentralbohrung 26 und ist somit hohl zylinderförmig ausgestaltet . Die Zentralbohrung 26 nimmt den Ventilkörper 60 axial verschieblich gelagert auf . Der Ventilkörper 60 weist eine Kalottenabschnitt 62 auf , der gegen die Mündung 55 des Ventilsitzes 50 gerichtet ist . Anstelle der Kalottenform können auch andere , an sich bekannte Formen, wie beispielsweise kegelige , runde oder flache Formen gewählt werden, um das Öf fnungsverhalten und damit einhergehend den Medienstrom zwischen der Mündung 55 und dem Ventilkörper 60 entsprechend den Auslegungsanforderungen vorzugehen . Weiterhin sind Druckausgleichskanäle 28 vorhanden, die den Anker 20 axial vollständig durchsetzen .

Der Ventilkörper 60 wird von einer Feder 70 in Richtung auf die Mündung 55 vorgespannt . Hierzu ist die Feder 70 in einer Aufnahmebohrung 13 im Polrohr 10 aufgenommen .

Die Vorspannung der Feder 70 wird über ein Stützelement 72 eingestellt , welches mittels eines Dichtelements 73 abgedichtet und axial verschieblich ebenfalls in der Aufnahmebohrung 13 aufgenommen ist . Die Vorspannung der Feder 70 wird über die axiale Position des Stützelements 72 vorgegeben . Ein Einstellelement 74 in Form eines Schraubelements oder Gewindesti fts ist in einer Gewindebohrung 11 am oberen Ende des Polrohrs 10 eingesetzt und wird in der gewünschten axialen Position mittels eines Fixierelements 76 gesichert . Zur Betätigung des Einstellelements 74 ist hier vorliegend ein Innensechskantprofil 75 zum Eingri f f für ein entsprechendes , hier nicht dargestelltes Werkzeug vorhanden .

Dieses Aus führungsbeispiel verdeutlicht , dass durch die radiale Schachtelung von Ventilkörper 60 und Anker 20 sowie durch die vollständige Integration von Anker 20 , Ventilkörper 60 sowie Ventilsitz 50 im Polrohr 10 eine geringe Bauhöhe des Magnetventils 1 realisierbar ist .

Nachfolgend wird der Funktionsablauf beim Öf fnungs- und beim Schließvorgang erläutert .

Der Ventilkörper 60 befindet sich in der Darstellung gemäß Figur 1 in der Schließstellung .

Für den Öf fnungsvorgang wird das Magnetventil 1 bestromt , worauf hin der Anker 20 nach oben verfährt und den Ventilkörper 60 mitnimmt . Hierzu ist am Ventilkörper 60 ein Mitnehmer 66 nach Art eines radial einwärts gerichteten Flansches oder Bundes angeformt , der axial an eine korrespondierende Kontaktfläche 66 des Ventilkörpers 60 zur Anlage kommt und den Ventilkörper 60 gegen die Wirkung der Feder 70 nach oben mitnimmt und schließlich zur axialen Anlage an ein Hubbegrenzungselement 40 bringt . Im hier vorliegenden Fall ist das Hugbegren- zungselement 40 im Polrohr 10 angebracht . Ebenso ist es möglich, das Hubbegrenzungselement 40 integriert im Polrohr 10 anzuformen .

Um das Magnetventil 1 wieder zu schließen, wird die Bestreitung abgeschaltet , wodurch der Ventilkörper 60 durch die Feder 70 in Richtung des Ventilsitzes 50 gezwungen wird . Gleichzeitig wird infolge des Kontakts zwischen der Kontakt fläche 66 und dem Mitnehmer 24 der Anker 20 nach unten mitgeschleppt , so dass er am Ende des Schließvorgangs auf das Ankergegenstück 30 tri f ft , das stirnseitig am Ventilsitz 50 angebracht ist .

Eine weitere Besonderheit des vorliegenden Aus führungsbeispiels besteht nun darin, dass der Anker 20 im Zeitpunkt des Auftref fens des Ventilkörpers 60 auf den Ventilsitz 50 infolge der ihm aufgeprägten Bewegungsenergie noch weiter nach unten bewegt wird, bis er schließlich auf das Ankergegenstück 30 auftri f ft . Zum Zeitpunkt des Auftref fens des Ventilkörpers 60 auf dem Ventilsitz 50 im Bereich der Mündung 55 findet somit eine mechanische Entkopplung von Ventilkörper 60 und Anker 20 statt , wodurch die Aufprallenergie des Ventilkörpers 60 nunmehr von dessen Energie bestimmt wird und die Aufprallenergie des Ankers 20 hiervon getrennt übertragen wird . Damit wird der Verschleiß auch bei hohen Schaltzyklen und Schaltkräf ten erheblich gemindert .

Der Vorgang der mechanischen Entkopplung von Anker 20 und Ventilkörper 60 wird anhand der schematisierten Darstellung gemäß Figur 2 näher erläutert , bei denen verschiedene Betriebs zustände des Magnetventils 1 in Teildarstellungen a, b und c dargestellt sind . Die in Figur 2 dargestellten Bauteile und Bauteilabschnitte sind korrespondierend zu der Darstellung gemäß Figur 1 bezeichnet . Die gleichen Bezugs zeichen haben hier wiederum die gleiche Bedeutung wie in Figur 1 . Allerdings sind die einzelnen Bauteile nur in Figur 2a im Detail mit Bezugszeichen benannt . In den Figuren 2b und 2c sind lediglich zur besseren Übersichtlichkeit wegen die in Bewegung befindlichen Teile mit Bezugs zeichen versehen . Die Darstellung gemäß Figur 2a zeigt den geöf fneten Zustand des Magnetventils 1 . Der Anker 20 hat mit seinem Mitnehmer 24 den Ventilkörper 60 entgegen der Kraft der Feder 70 nach oben mitgenommen und hält diesen Zustand für die Dauer der Bestro- mung bei . Der Kalottenabschnitt 62 ist vollständig vom Ventilkörper 50 abgehoben, das Fluid kann an dieser Stelle zwischen dem Ventilsitz 50 und dem Ventilkörper 60 hindurchtreten .

Der Anker 20 liegt stirnseitig am Polrohr 10 an . An dieser Stelle ist ein Dämpfungsraum 21 in Form einer im Querschnitt konkaven Ringnut vorgesehen, die beim Verfahren des Ankers 20 in die Of fenstellung bei Annäherung an die gegenüberliegende Stirnseite des Polrohrs 10 Hydraulikfluid gezielt verdrängt und dadurch den Aufprall dämpft .

Die Darstellung gemäß Figur 2b zeigt die Situation während des einsetzenden Schließvorgangs . Durch Abschalten der Bestromung drängt die Feder 70 den Ventilkörper 60 nach unten in Richtung des Ventilsitzes 50 , der Strömungsquerschnitt zwischen dem Kalottenabschnitt 62 und dem Ventilsitz 50 ist bereits verringert . Über die Kontakt fläche 62 des Ventilkörpers 60 wird der Anker 20 am Mitnehmer 24 mit nach unten gezogen und hat sich in der dargestellten Position von der axialen Anlage an dem Polrohr 10 gelöst .

Die Darstellung gemäß Figur 2c zeigt den Endzustand, bei dem der Ventilkörper 60 mit seinem Kalottenabschnitt 62 auf dem Ventilsitz 50 im Bereich der Mündung 55 aufliegt und damit die Schließstellung erreicht hat . Der Anker 20 hat sich nach dem Auftref fen des Ventilkörpers 60 auf den Ventilsitz 50 im Bereich der Mündung 55 vom Ventilkörper 60 gelöst und seine Endposition durch Auftref fen auf das Ankergegenstück 30 erreicht . Auch in diesem Bereich ist zur Bedämpfung des Aufpralls des Ankers 20 eine konkave Ringstruktur mit definiertem Auslass in Form des Dämpfungsraums 23 gebildet .

In dieser Position ist deutlich der axiale Abstand zwischen dem Mitnehmer 24 und der korrespondierenden Kontakt fläche 66 in Form des Resthubs R zu erkennen, der für eine sichere mechanische Entkopplung von Anker 20 und Ventilkörper 60 sorgt . Die auf den Ventilsitz 50 im Bereich der Mündung 55 einwirkende Aufprallenergie beschränkt sich auf die Aufprallenergie des Ventilkörpers 60 , die durch dessen geringe Masse auch bei hohen Geschwindigkeiten zu geringem Verschleiß führt . Der Großteil der Aufprallenergie wird auf der Seite des mechanisch entkoppelten Ankers 20 beim Auftref fen auf das Ankergegenstück 30 abgebaut . Es ist dies ein Bereich, der so dimensioniert werden kann, dass dort die Bewegungsenergie des Ankers 20 absorbiert werden kann .

Aus den Darstellungen gemäß Figur 2 lässt sich ebenso die Druckbegrenzungs funktion erkennen .

Die Ausgangssituation ist nunmehr die Situation gemäß Figur 2c, bei der der Zustand eines geschlossenen Ventils gezeigt ist .

Bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrucks im ersten Kanal 51 wird der Ventilkörper 60 gegen die Vorspannkraft der Feder 70 nach oben hin verschoben, wodurch das Medium durch den Bereich der Mündung 55 hindurchtreten und seitlich abfließen kann . Durch die mechanische Entkopplung von Ventilkörper 60 und Anker 20 bleibt dieser in seiner Ausgangsposition, so dass die Druckbegrenzungs funktion ohne zusätzliche Maßnahmen betriebssicher gestaltet werden kann . Wie bereits im Zusammen- hang mit Figur 1 erläutert , kann die für die Druckbegrenzungsfunktion benötigte Vorspannkraft der Feder 70 über das Einstellelement 74 eingestellt werden .

Bezugs zeichenliste

I Magnetventil

10 Polrohr

I I Gewindebohrung

12 Spulengehäuse

13 Aufnahmebohrung

14 Spule

15 Aufnahmebohrung

16 Sicherungselement

17 Gewindeabschnitt

18 Gewinde tragender Abschnitt

19 amagnetischer Polrohrteil

20 Anker

21 Dämp fungs raum

23 Dämpfungsraum

24 Mitnehmer

26 Zentralbohrung

28 Druckentlastungskanal

30 Ankergegenstück

40 Hubbegrenzungselement

50 Ventilsitz

51 erster Kanal

52 zweiter Kanal

55 Mündung

60 Ventilkörper

62 Kalottenabschnitt 64 Stirnfläche

66 Kontakt fläche

70 Feder

72 Stützelement

73 Dichtelement

74 Einstellelement

75 Innensechskantprofil

76 Fixierelement

A Verfahrachse

R Re st hub