Axial durchströmbares Fluidventil

Die Erfindung betrifft ein axial durchström bares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil mit einem Elektromagneten, der eine Spule, einen Kern und eine durchström bare Ankereinheit sowie magnetische Rückschlusselemente aufweist, einem Gehäuse, in dem der Elektromagnet angeordnet ist, einem Einlassstutzen, der an einem ersten axialen Ende des Gehäuses befestigt ist und in dem ein Umströmungskörper angeordnet ist, der einen Ventilsitz aufweist, einem Auslassstutzen, der an einem entgegengesetzten axialen Ende des Gehäuses befestigt ist und einer Auflagefläche an einem axialen Endabschnitt der Ankereinheit, welche mit dem Ventilsitz zusammenwirkt.

Derartige Fluidventile werden auch als Koaxialventile, Hydraulikventile oder Kühlwasserabsperrventile bezeichnet. Diese Fluidventile dienen beispielswiese zur Abschaltung oder Freigabe eines Kühlmittelweges in einem Kraftfahrzeug, um einerseits eine möglichst schnelle Aufheizung der durchströmbaren Aggregate sicherzustellen und andererseits deren Überhitzung zu verhindern. Um eine solche Applikation möglichst kostengünstig ausführen zu können, muss einerseits eine möglichst druckverlustarme Durchströmung des Fluidventils sichergestellt werden, um die aufzubringende Pumpleistung möglichst gering zu halten und andererseits der Stromverbrauch des Fluidventils, welches üblicherweise elektromagnetisch betätigt wird, möglichst gering gehalten werden, um keine zusätzliche Energie zu verbrauchen. Aus diesen Gründen werden Koaxialventile verwendet, welche trotz eines kleinen benötigten Bauraums und geringer Herstellkosten aufgrund reduzierter Strömungsumlenkungen einen geringen Druckverlust erzeugen und gleichzeitig einen ausreichend großen Durchströmungsquerschnitt zur Verfügung stellen. Durch die geringen Baugrößen und daraus folgend kleinen und leichten beweglichen Teilen, ist auch der Stromverbrauch dieser Fluidventile relativ gering.

Ein derartiges Koaxialventil ist beispielswiese aus der EP 1 255 066 A2 bekannt. Dieses Ventil weist ein als Schließkörper dienendes Rohr auf, welches radial innerhalb eines Ankers des Elektromagneten befestigt ist und sich durch den Kern zum entgegengesetzten axialen Ende des Elektromagneten erstreckt. Ankerseitig ist am Gehäuse des Elektromagneten ein Auslassanschlussstutzen befestigt, in dem ein Umströmungskörper mit Ventilsitz ausgebildet ist, auf den das Rohr zum Verschluss des Strömungsquerschnitts aufsetzbar ist. Das Rohr umgebend ist eine Druckfeder angeordnet, welche in zueinander weisenden am Innenumfang ausgebildeten Ausnehmungen des Ankers und des Kerns angeordnet ist und das Rohr über den Anker in seine Schließstellung belastet. Der Anker weist zur Erzeugung einer ausreichend hohen Magnetkraft zur Schaltung des Ventils eine relativ große Masse auf.

Bei diesen bekannten Koaxialventilen wird, um einen ausreichenden Durchströmungsquerschnitt zur Verfügung stellen zu können, eine relativ große Masse bewegt, da eine zur Verstellung ausreichende Magnetkraft nur dann erzeugt wird, wenn entweder eine große Spule mit den entsprechenden Stromflüssen oder eine ausreichende Masse des Ankers zur Verfügung gestellt werden. Beides führt zu vergrößerten notwendigen Bauräumen. Des Weiteren weist das beschriebene Ventil den Nachteil auf, dass ein Kleben des Ankers am Kern nach Ende der Bestromung nur durch eine sehr starke Druckfeder zu verhindern ist, wodurch wiederum die Baugröße steigt, da eine dementsprechende Magnetkraft zur Überwindung der Federkraft ebenfalls zur Verfügung gestellt werden muss. Es stellt sich daher die Aufgabe, ein axial durchström bares Fluidventil bereit zu stellen, welches mit reduzierter Magnet- und Federkraft zuverlässig schaltbar ist und einen möglichst geringen Bauraum bei ausreichend hoher Durchflussrate benötigt.

Diese Aufgabe wird durch ein axial durchström bares Fluidventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass die axial durchström bare Ankereinheit am Innenumfang eine Einschnürung aufweist, welche einen sich stromabwärts stetig verringernden Innendurchmesser aufweist, wird bei gleichbleibendem Einströmquerschnitt mit sehr geringen Druckverlusten zusätzlicher Raum zur Erhöhung der Ankermasse und damit der wirkenden Magnetkraft geschaffen, wodurch das Fluidventil kleiner gebaut werden kann. Die Einschnürung schließt sich unmittelbar an einem zylindrischen Abschnitt und größten Innendurchmesser an, welcher sich im Folgenden stromabwärts jeweils weiter verringert, bis der Abschnitt der Einschnürung beendet ist und sich im Folgenden ein zylindrischer Abschnitt mit dem kleinsten Durchmesser der Einschnürung weiter erstreckt. Insbesondere kann es sich somit um eine kegelschnittförmige Verengung handeln, aber auch leicht konvexe oder konkave Einschnürungen sind denkbar.

Vorzugsweise ist in Strömungsrichtung betrachtet hinter der Einschnürung an der Ankereinheit eine umfängliche Erweiterung ausgebildet, die als konischer Diffusor wirkt und somit zu einer Druckrückgewinnung aus der im engen Durchmesser erhöhten kinetischen Energie führt. Auf diese Weise kann der Gesamtdruckverlust im Vergleich zu einer Version ohne Erweiterung reduziert werden.

In einer vorteilhaften Ausführung weist die Ankereinheit einen magnetisierbaren Anker und ein am Anker befestigtes durchström bares Rohr auf, welches durch den Kern ragt. Dieses Rohr ist aus einem nicht magnetisierbaren Material, so dass es zur Fluidführung innerhalb des Kerns des Elektromagneten genutzt werden kann. Dies erleichtert auch die Montage und das Gewicht der bewegbaren Ankereinheit.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Ankereinheit an ihren beiden axialen Endabschnitten einen gleichen Durchmesser auf, wobei die beiden ringförmigen axialen Enden als Auflageflächen nutzbar sind, welche mit dem Ventilsitz zusammenwirken. Auf diese Weise kann der Einlassstutzen wahlweise an beiden Seiten des Elektromagneten angeordnet werden, so dass das Ventil sowohl als stromlos offenes Ventil als auch als stromlos geschlossenes Ventil aufgebaut werden kann. Auch ist es denkbar, den Durchmesser der beiden Endabschnitte verschieden zu dimensionieren und auf diese Weise gewünschte Durchflusskurven einzustellen.

Vorzugsweise liegt das Rohr axial gegen den Anker an und ist in einer ringförmigen Aufnahme am Innenumfang des Ankers befestigt, wodurch ein stetiger linearer Übergang zwischen dem Rohr und dem Anker geschaffen wird, was zusätzliche Druckverluste vermeidet.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Einschnürung im Anker und die Erweiterung im Rohr ausgebildet oder die Einschnürung im Rohr und die Erweiterung im Anker ausgebildet. So können ein Teil des Kerns und die Druckfeder radial innerhalb des größten Durchmessers der Ankereinheit, nämlich im Bereich des kleineren Durchmessers angeordnet werden und dennoch die Ankereinheit zum Kern montiert werden, wodurch die Baugröße verringert werden kann.

Vorzugsweise ist die Ankereinheit in einer Hülse geführt, welche den Kern umgibt, wobei ein inneres der Hülse gegenüber dem Einlassstutzen im geschlossenen Zustand des Fluidventils abgedichtet ist und ein Raum zwischen dem Anker und dem Kern eine fluidische Verbindung zum Auslassstutzen aufweist. Während im geöffneten Zustand in kürzester Zeit nach Beginn der Öffnung durch die Spalte ein Druckausgleich über die beweglichen Teile des Fluidventils sichergestellt wird, wird durch diese Bauform auch ein Druckgleichgewicht in axialer Richtung über die beweglichen Teile sichergestellt, so dass eine geringere Betätigungskraft zur Öffnung des Ventils erforderlich ist. Zusätzlich werden Leckagen von der Druckseite zur Saugseite zuverlässig vermieden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn am Kern eine zum Anker weisende Anlagefläche ausgebildet ist, gegen die eine Druckfeder anliegt, deren entgegengesetztes Ende gegen ein axiales Ende des Ankers anliegt, wobei die Druckfeder axial zwischen der Erweiterung und der Einschnürung der Ankereinheit angeordnet ist. Die Feder kann somit platzsparend auf dem kleineren Durchmesser der Ankereinheit angeordnet werden, wodurch sich der radiale Bauraum reduziert.

Wenn die Druckfeder das Rohr unmittelbar radial umgibt, kann das Rohr gleichzeitig als Führung der Feder genutzt werden, so dass ein Knicken der Feder im Betrieb ausgeschlossen werden kann.

Vorzugsweise weist der Kern eine radial innere ringförmige Ausnehmung auf, in der die Druckfeder angeordnet ist und die durch die Anlagefläche der Druckfeder am Kern axial begrenzt ist, wodurch die Feder zum Öffnen oder Schließen des Fluidventils keinen zusätzlichen Bauraum benötigt.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Druckfeder mit ihrem zum Kern entgegengesetzten axialen Ende gegen einen ringförmigen Vorsprung am Ende des Ankers anliegt, der bei Bestromung des Elektromagneten zumindest teilweise in die ringförmige Ausnehmung des Kerns eintaucht. Durch eine derartige Ausbildung wird die Anziehungskraft zwischen Anker und Kern bei gleichbleibender Bestromung erhöht, so dass eine kleinere Spule verwendet werden kann, um eine gleiche Betätigungskraft zu erzeugen. Des Weiteren weist der Anker vorzugsweise eine Radialnut auf, in der ein nicht magnetisierbarer Anschlagring angeordnet ist, gegen den der Kern im bestromten Zustand des Elektromagneten anliegt. Entsprechend bleibt ein geringer Abstand zwischen dem Kern und dem Anker auch in der bestromten Stellung erhalten, wodurch ein Haften des Ankers am Kern zuverlässig unabhängig von der Lage des Ventilsitzes zu einem Schließglied verhindert wird.

Es wird somit ein axial durchström bares Fluidventil, insbesondere Kühlmittelabsperrventil für eine Verbrennungskraftmaschine, geschaffen, welches bei geringem Druckverlust sehr wenig Bauraum benötigt, insbesondere indem eine ausreichende Ankermasse zur Erzeugung einer ausreichenden elektromagnetischen Kraft zur Verfügung gestellt wird. Der elektromagnetische Kreis kann dann entsprechend klein ausgelegt werden, wodurch sowohl der Energieverbrauch als auch die Herstellkosten gesenkt werden.

Zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer axial durchströmbarer Fluidventile, sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden anhand Ihrer Verwendung als Kühlwasserabsperrventil beschrieben.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluidventils in stromlos offener Version in geschnittener Darstellung.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluidventils in stromlos geschlossener Version in geschnittener Darstellung.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt der Ankereinheit und des Kerns des erfindungsgemäßen Fluidventils in geschnittener vergrößerter Darstellung.

Das erfindungsgemäße, axial durchström bare Fluidventil, welches für Kühlkreisläufe von Verbrennungsmotoren, Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet werden kann, weist einen Elektromagneten 10 auf, der in einem Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Elektromagnet 10 besteht aus einer Spule 14, die auf einen Spulenträger 16 gewickelt ist, sowie Rückschlusselementen 18, 20, 22, welche durch zwei an den axialen Enden des Spulenträgers 16 angeordnete Rückschlussbleche 18, 20 sowie ein die Spule 14 umgebendes Joch 22 gebildet werden. Im Innern des Spulenträgers 16, beziehungsweise des Gehäuses 12 ist eine Hülse 24 befestigt, in deren Innern ein Kern 26 des Elektromagneten 10 befestigt ist und in der ein Anker 28 des Elektromagneten 10 gleitbeweglich angeordnet ist. Zur Bestromung der Spule 14 ist am Gehäuse 12 ein Stecker 30 ausgebildet, dessen elektrische Kontaktfahnen 32 sich durch das Gehäuse 12 zur Spule 14 erstrecken.

Der Kern 26 weist eine radial innere, zur Hülse 24 offene, umfängliche Ausnehmung 34 auf, welche sich vom Anker 28 aus betrachtet bis an eine Anlagefläche 36 erstreckt, gegen die eine Druckfeder 38 anliegt, welche unter Vorspannung an ihrem entgegengesetzten Ende gegen einen ringförmigen Vorsprung 40 des Ankers 28 anliegt und die Hülse 24 in diesem Bereich umgibt. Der radial innere ringförmige Vorsprung 40 am axialen Ende 41 des Ankers 28 ist korrespondierend zu einem sich von der Ausnehmung 34 des Kerns 26 im radial äußeren Bereich erstreckenden konischen Vorsprung 42 ausgebildet, wodurch der Anker 28 bei Bestromung der Spule 14 teilweise in den Kern 26 eintauchen kann. Um ein Anschlagen des Ankers 28 am Kern 26 und ein daraus folgendes Haften des Ankers 28 am Kern 26 zu verhindern, ist am Ende des Vorsprungs 40 des Ankers 28 eine umlaufende Radialnut 44 ausgebildet, in der ein nicht magnetisierbarer Anschlagring 46 angeordnet ist, gegen den der Kern 26 im bestromten Zustand anliegt.

Im radial inneren Bereich des ringförmigen Vorsprungs 40 des Ankers 28 ist dieser mit einem Rohr 48 verbunden, welches sich durch den Kern 26 erstreckt und mit dem Anker 28 eine bewegbare und durchström bare Ankereinheit 49 bildet. Ein axiales Ende des Rohres 48, welches zum Anker 48 weist, ragt zur Befestigung am Anker 28 in eine entsprechende ringförmige Aufnahme 47, die am Innenumfang des Ankers im Bereich des Vorsprungs 40 ausgebildet ist und in die das Ende des Rohres 48 beispielsweise eingepresst wird.

Erfindungsgemäß erstreckt sich die Ankereinheit 49 vom Einlassstutzen 60 aus betrachtet zunächst zylindrisch, woraufhin eine kegelabschnittsförmige Einschnürung 50 folgt, an die sich ein zylindrischer Abschnitt 51 verringerten Durchmessers anschließt, in dem auch der Übergang zwischen dem Rohr 48 und dem Anker 28 ausgebildet ist. Im weiteren Verlauf ist an der Ankereinheit 49 eine kegelabschnittsförmige, umfängliche Erweiterung 52 ausgebildet, von deren Ende aus sich die Ankereinheit 49 wieder mit dem Durchmesser zylindrisch fortsetzt, der auch im Eingangsbereich ausgebildet ist. Bei der in Figur 1 und in der Figur 2 dargestellten Ausführungen, ist die Bauform der Ankereinheit identisch, jedoch ist aufgrund der vertauschten Fließrichtung bei der Ausführung in Figur 1 die Einschnürung 50 im Rohr 48 und die Erweiterung 52 im Anker 28 ausgebildet, während bei der Ausführung gemäß der Figur 2 die Einschnürung 50 im Anker 28 und die Erweiterung 52 im Rohr 48 ausgebildet ist. Die Druckfeder 38 umgibt jeweils den zylindrischen Abschnitt 51 verringerten Durchmesser, der am Rohr 48 ausgebildet ist, so dass dieser als Führung der Druckfeder 38 dient.

Die voneinander weg weisenden Endabschnitte 54, 56 des Rohres 48 und des Ankers 28 weisen in den vorliegenden Ausführungsbeispielen gleiche Innendurchmesser auf, welche in einer ringförmigen dünnen Auflagefläche 57 enden, die als Schließfläche für einen korrespondierenden Ventilsitz 58 dienen kann, welcher in einem Einlassstutzen 60 angeordnet ist und entweder gegenüberliegend zum Endabschnitt 54 des Ankers 28 oder gegenüberliegend zum Endabschnitt 56 des Rohres 48 angeordnet wird. Diese Ausführung der Ankereinheit 47 ist in Figur 3 vergrößert dargestellt. Es ist erkennbar, dass durch die Einschnürung 50 die Ankermasse bei gleichbleibender Größe der Hülse 24 und damit gleichbleibender Abmessung der Spule 14 vergrößert werden kann, wodurch die magnetischen Kräfte deutlich erhöht werden können. Auch der benötigte Bauraum zur Unterbringung der Druckfeder 38 ist minimiert.

Das Gehäuse 12 des Fluidventils weist an seinen axialen Enden sich axial erstreckende ringförmige Vorsprünge 62, 64 auf, die jeweils von einem korrespondierenden ringförmigen Vorsprung 66, 68 des Einlassstutzens 60 sowie eines Auslassstutzens 70 unmittelbar unter Zwischenlage eines O-Rings 72 umgriffen werden. Auf diesen Vorsprüngen 62, 64 können entsprechend der Einlassstutzen 60 und der Auslassstutzen 70, beispielsweise durch Laserschweißen, befestigt werden.

Der Auslassstutzen 70 weist auch in seinem radial weiter innen liegenden Bereich einen sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprung 74 auf, der den Vorsprung 62 des Gehäuses 12 von innen umgreift und bei dem in Figur 1 dargestellten Fluidventil den axialen Endabschnitt 54 des Ankers 28 umgibt und radial innerhalb des Vorsprungs 64 angeordnet ist, sowie beim in Figur 2 dargestellten Fluidventil den axialen Endabschnitt 56 des Rohres 48 unmittelbar umgibt und radial innerhalb des Vorsprungs 62 angeordnet ist.

Der Einlassstutzen 60 weist einen Absatz 76 auf, über den ein äußerer Umfangsring 77 eines Umströmungskörpers 78 sowie ein äußerer Umfang 79 eines Stützrings 80 bei der Befestigung des Einlassstutzens 60 gegen den ringförmigen Vorsprung 62 des Gehäuses 12 beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 und den Vorsprung 64 des Gehäuses 12 beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 geklemmt wird, so dass der Stützring 80 und der Umströmungskörper 78, der gleichzeitig den Ventilsitz 58 bildet oder an dem ein entsprechender Ventilsitz 58 ausgebildet werden kann, in ihrer Lage fixiert sind.

Der Umströmungskörper 78 ist achssymmetrisch ausgebildet und weist eine mittlere konvexe Anströmfläche 82 auf, an die sich weiter radial außen liegend eine konkave Anströmfläche 84 anschließt. Diese geht über einen Radius in eine zunächst im radial äußeren Bereich konvexe Abströmfläche 86 über, von der aus sich nach radial außen vier Stege 88 erstrecken, über die der Umströmungsbereich des Umströmungskörpers am Umfangsring 77 befestigt ist und zwischen denen der Fluidstrom von der Anströmseite zur Abströmseite und damit in das Innere der Ankereinheit 49 gelangen kann. An die konvexe Abströmfläche 86 schließt sich ein planer Bereich an, der den Ventilsitz 58 bildet und von dem aus sich eine konkave Abströmfläche 88 bis zur Mittelachse des Umströmungskörpers 78 erstreckt.

Der Umströmungskörper 78 wirkt mit dem sich daran anschließenden Stützring 80 zusammen, welcher mit einer sich radial nach außen erstreckenden ringförmigen Erweiterung 79 zwischen dem Umfangsring 77 des Umströmungskörpers 78 und dem Vorsprung 62 des Gehäuses 12 eingeklemmt ist. Der Stützring 80 weist eine radial innere Strömungsleitfläche 90 auf, die als Anströmfläche des Fluids dient und sich konkav nach radial innen erstreckt und mit einem radial inneren Bereich 92, der sich radial erstreckt und gegenüberliegend zum Endabschnitt 54 des Ankers 28 bei der Version gemäß Figur 2, beziehungsweise zum Endabschnitt 56 des Rohres 48, bei der Version gemäß Figur 1 endet. Im Übergangsbereich zwischen dem konkaven Teil und dem sich radial erstreckenden Teil 92 der Strömungsleitfläche 90, erstreckt sich von der axial gegenüberliegenden Seite des Stützrings 80 ein ringförmiger Vorsprung 94 in axialer Richtung zum Elektromagneten Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1, wird dieser ringförmige Vorsprung 94 von einer stufenförmigen Erweiterung 96 am Ende der Hülse 24 radial umgeben und liegt radial innen gegen ein Ende des Kerns 26 und einen axial gegen den Kern 26 anliegenden Dichtring 98, der als Lippendichtring ausgebildet ist, an. Im radial äußeren Bereich wird diese stufenförmige Erweiterung 96 der Hülse 24 von einer Dichtung 100 umgeben, die im radial äußeren Bereich gegen den Vorsprung 62 des Gehäuses 12 anliegt.

Der Lippendichtring 98 liegt mit seinem sich radial erstreckenden Lippenträger 102 gegen das axiale Ende des Kerns 26 an. Vom Lippenträger 102 aus erstrecken sich an den radialen Enden zwei Dichtlippen 104, 106, wovon die radial innere Dichtlippe 104 von radial außen gegen das Rohr 48 anliegt und die radial äußere Dichtlippe 106 gegen den Vorsprung 94 des Stützrings 80 anliegt. Die Lippenenden 108 sind gegenüberliegend zum radial inneren Bereich 92 des Stützrings 80 orientiert.

Bei der Ausführung gemäß Figur 2 werden die gleichen Bauteile verwendet, jedoch werden der Einlassstutzen 60 mit dem Umströmungskörper 78 und dem Stützring 80 sowie dem Lippendichtring 98 am anderen Ende des Gehäuses 12 angeordnet. Entsprechend liegt der Lippendichtring 98 mit seinem Lippenträger 102 gegen eine ringförmige, sich radial erstreckende Einschnürung 110 der Hülse 24 an, welche den Verstellweg des Ankers 28 zum Einlassstutzen 60 begrenzt. Die radial innere Dichtlippe 104 liegt entsprechend radial gegen das dünne Ende 54 des Ankers 28 an.

Dieser Aufbau führt bei beiden Ausführungsbeispielen dazu, dass ein Raum 112 zwischen dem axialen Ende 41 des Ankers 28 und dem Kern 26, in dem auch die Druckfeder 38 angeordnet ist, immer mit einem Fluid gefüllt ist, welches bei geschlossenem Ventil einen Druck aufweist, der dem Druck am Auslassstutzen 70 entspricht, da durch den Lippendichtring 98 ein Einströmen des Fluids vom Einlassstutzen 60 entlang des Endabschnitts 54 des Ankers bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 oder entlang des axialen Endabschnitts 56 des Rohres 48 beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 in diesen Raum 112 verhindert wird, da die Dichtlippen 104, 106 durch den an dieser Seite höheren Druck radial gegen die radial inneren und äußeren Bauteile gedrückt werden, gegen die sie anliegen. Das Fluid gelangt entsprechend lediglich vom Auslassstutzen 70 entlang des Spaltes zwischen dem Rohr 48 und dem Kern 26 in Figur 2, beziehungsweise entlang des Spaltes zwischen der Hülse 24 und dem Anker 28 in den Raum 112, der entsprechend mit Fluid gefüllt ist, während durch die Dichtung 100 sowie eine Dichtung 114, welche sich ankerseitig zwischen der Hülse 24 und dem Vorsprung 64 des Gehäuses 12 befindet, ein Fluidstrom zum Elektromagneten 10 im Außenbereich der Hülse 26 zuverlässig verhindert wird. Da sich die beweglichen Elemente Anker 28 und Rohr 48 vollständig auf der Seite befinden, an der der Auslassdruck herrscht, kann dieses Fluidventil mit geringen elektromagnetischen Kräften geschaltet werden, da ein Druckausgleich an den beweglichen Teilen vorliegt, so dass lediglich die Rückstellkraft der Druckfeder 38 überwunden werden muss, um das Fluidventil zu schalten. So kann die Baugröße sowie der Energieverbrauch des Fluidventils reduziert werden. Sobald das Ventil geöffnet wird, breitet sich der Druck über die Spalte auch in den Raum 112 in kürzester Zeit aus, wodurch ein Druckausgleich an den bewegten Teilen des Fluidventils entsteht, so dass zum Schalten lediglich die vorhandene Reibung sowie die Federkraft überwunden werden müssen.

Durch diesen Aufbau kann der Einlassstutzen 60 inklusive des Umströmungskörpers 78 und des Stützringes 80 sowie des Lippendichtringes 98 mit dem Auslassstutzen 70 getauscht werden, was zur Folge hat, dass dieses Fluidventil, ohne andere Bauteile verwenden zu müssen, sowohl stromlos geschlossen als auch stromlos offen ausgeführt werden kann. Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 muss zum Verschluss des Fluidventils der Elektromagnet 10 bestromt werden, damit die Auflagefläche 57 des Rohres 48 auf dem Ventilsitz 58 des Umströmungskörpers 78 aufliegt, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2 der Elektromagnet 10 betätigt werden muss, um die Auflagefläche 57 des Ankers 28 vom Ventilsitz 58 abzuheben.

Die besondere Form der Ankereinheit erfüllt mehrere Funktionen. Einerseits wird ein relativ großer Einströmquerschnitt für das zu fördernde Fluid bereitgestellt, welches im Folgendem mit sehr geringem Druckverlust die Ankereinheit durchströmen kann. Der Druckverlust an der Einschnürung wird teilweise wieder durch die folgende Erweiterung kompensiert. Als besonderer Vorteil ist jedoch der durch diesen Abschnitt verringerten Durchmessers gewonnene Bauraum zu sehen. Dieser wird einerseits genutzt, um die Druckfeder unterzubringen und andererseits um den zum Kern weisenden Abschnitt des Ankers mit einem größeren Volumen und somit einer größeren Masse herstellen zu können, was zur Folge hat, dass die magnetischen Kräfte bei gleicher Spulengröße deutlich verstärkt werden. So kann mit gleicher eingebrachten Energie eine höhere Anziehungskraft zwischen Kern und Anker erzeugt werden, was je nach Verwendung entweder dazu dienen kann, die Anpresskräfte zu erhöhen oder dazu dienen kann, den Energieverbrauch zu senken. Für gleiche zu erzeugende Schaltkräfte kann das Fluidventil entsprechend kleiner gebaut werden, wodurch Bauraum eingespart wird. Der sanfte Übergang im Bereich der Einschnürung sorgt für eine Strömungsgleichrichtung in diesem Bereich und reduziert zuvor vorhandene Wirbel.

Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des vorliegenden Hauptanspruchs nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen möglich sind. Beispielsweise müssen die beiden Auflageflächen nicht unbedingt gleich sein, sondern können sich gegebenenfalls zur Einstellung der Druckverlustkurven voneinander unterscheiden. Auch kann bei dem in Figur 1 dargestellten stromlos offenen Ventil gegebenenfalls auf den Anschlagring verzichtet werden, da der maximale Hub des Ankers zum Kern durch den Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Rohr eingestellt werden kann. Auch kann beim stromlos geschlossenen Ventil auf das Rohr verzichtet werden und die Ankereinheit lediglich aus dem Anker selbst hergestellt werden.