DE102014224223A1 - Solenoid valve with an electromagnetic actuator - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1), insbesondere zum Steuern eines Fluidstroms, mit einer elektromagnetischen Betätigungseinheit (22), die einen magnetischen Fluss erzeugt, einem Anker (20), der auf ein Schaltmittel (70, 87) wirkt, welches abhängig von seiner Stellung gegenüber einem Leitmittel (60, 88) den Fluidstrom durch das Magnetventil (1) steuert, und einem Führungselement (12). Es wird vorgeschlagen, dass der Anker (20) durch das Führungselement (12) axial beweglich geführt wird und der durch die magnetische Betätigungseinheit (22) erzeugte magnetische Fluss von dem Führungselement (12) zu dem Anker (20) geleitet wird um diesen zu bewegen.The invention relates to a solenoid valve (1), in particular for controlling a fluid flow, with an electromagnetic actuating unit (22) which generates a magnetic flux, an armature (20) which acts on a switching means (70, 87) which depends on its Position opposite a guide means (60, 88) controls the fluid flow through the solenoid valve (1), and a guide element (12). It is proposed that the armature (20) is guided axially movably by the guide element (12) and the magnetic flux generated by the magnetic actuation unit (22) is guided by the guide element (12) to the armature (20) in order to move it ,
Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil nach Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a solenoid valve according to the species of the main claim.
Stand der TechnikState of the art
Es ist schon ein Magnetventil bekannt, mit einer Spule, die einen magnetischen Fluss erzeugt, einem Anker, der auf ein Schaltmittel wirkt, welches abhängig von seiner Stellung gegenüber einem Leitmittel den Fluidstrom durch das Magnetventil steuert, und einer Führungshülse. It is already known a solenoid valve, with a coil which generates a magnetic flux, an armature acting on a switching means, which controls the fluid flow through the solenoid valve depending on its position relative to a conducting means, and a guide sleeve.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Magnetventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass das Magnetventil gegenüber im Stand der Technik bekannter Magnetventile vereinfacht ist. Beispielsweise leitet das Führungselement den magnetischen Fluss zum Anker und führt den Anker. Die Anzahl der separaten Bauteile, welche sonst diese Aufgaben übernehmen, ist minimiert, wodurch das Gewicht des Magnetventils geringer ist.The solenoid valve according to the invention with the features of the main claim has the advantage that the solenoid valve over the prior art known solenoid valves is simplified. For example, the guide element guides the magnetic flux to the armature and guides the armature. The number of separate components, which otherwise take over these tasks is minimized, whereby the weight of the solenoid valve is lower.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the main claim features.
Besonders vorteilhaft ist, dass durch den magnetischen Fluss eine Kraft auf den Anker wirkt, wobei das Führungselement derart ausgestaltet ist, dass es den magnetischen Fluss zur Vergrößerung der Kraft bündelt. Durch das Führungselement wird die Wirksamkeit, bzw. die Effizienz vergrößert. Somit lässt das Magnetventil einen erweiterten Einsatzbereich zu, insbesondere kann das Magnetventil bei einem höheren Fluiddruck eingesetzt werden. Weiter ist vorteilhaft, dass die Bündelung der Kraft zu einer verbesserten Bewegung des Ankers führt.It is particularly advantageous that acts on the armature by the magnetic flux, wherein the guide element is configured such that it concentrates the magnetic flux to increase the force. The guide element increases the effectiveness or efficiency. Thus, the solenoid valve allows an extended range of use, in particular, the solenoid valve can be used at a higher fluid pressure. It is also advantageous that the bundling of the force leads to an improved movement of the armature.
Weiterhin ist als vorteilhaft anzusehen, dass das Führungselement Mittel zur Steuerung, insbesondere Erhöhung, der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses und der Kraft auf den Anker aufweist. Die Mittel ermöglichen eine optimale Verstärkung der Flussdichte des magnetischen Flusses. Durch die Erhöhung der Flussdichte wird die mögliche Kraft, die auf den Anker wirken kann, erhöht. Insbesondere kann der Anker trotz erhöhter Kräfte durch Reibung, das Fluid usw. dennoch bewegt werden. Auch ermöglicht eine Verbesserung des magnetischen Flusses eine Senkung der benötigten Energie. Ferner ermöglichen die Mittel ein Steuern, insbesondere Leiten des magnetischen Flusses zum Anker.Furthermore, it is to be regarded as advantageous that the guide element has means for controlling, in particular increasing, the magnetic flux density of the magnetic flux and the force on the armature. The means allow optimal enhancement of the flux density of the magnetic flux. Increasing the flux density increases the potential force that can act on the anchor. In particular, despite increased forces due to friction, the fluid, etc., the armature can still be moved. Also, an improvement of the magnetic flux allows a reduction of the required energy. Furthermore, the means enable control, in particular conduction of the magnetic flux to the armature.
Vorteilhaft ist, dass das Führungselement zur Steuerung der magnetischen Flussdichte des magnetischen Flusses und der Kraft auf den Anker, eine Verengung aufweist. Das Mittel ist beispielsweise als Verengung ausgeführt. Die Verengung hat eine Verbesserung der Leitung des magnetischen Flusses zu Folge. Die Verengung leitet den magnetischen Fluss von der Betätigungseinheit zum Anker und zurück. Als weiteren Vorteil ist anzusehen, dass durch die Verengung weniger Material benötigt wird, wodurch das Gewicht des Magnetventils gesenkt werden kann.It is advantageous that the guide element for controlling the magnetic flux density of the magnetic flux and the force on the armature has a constriction. The agent is designed, for example, as a constriction. The constriction results in an improvement in the conduction of the magnetic flux. The restriction directs the magnetic flux from the actuator to the armature and back. Another advantage is to be considered that less material is needed by the constriction, whereby the weight of the solenoid valve can be lowered.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, dass das Führungselement zylinderförmig ausgebildet ist. Ein zylinderförmiges Führungselement ist insbesondere einfach und kostengünstig herzustellen.An advantageous development of the invention is that the guide element is cylindrical. A cylindrical guide element is particularly easy and inexpensive to manufacture.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Führungselement einen Boden und einen, insbesondere zylinderförmigen, Mantel mit einer ersten Manteldicke aufweist, wobei insbesondere der Mantel und der Boden einteilig ausgebildet sind. Durch die einteilige Ausbildung kann die Herstellung vereinfacht werden. Ferner können die Kosten durch die Vereinfachung der Herstellung gesenkt werden.It is particularly advantageous that the guide element has a bottom and a, in particular cylindrical, shell with a first shell thickness, wherein in particular the shell and the bottom are integrally formed. Due to the one-piece design, the production can be simplified. Furthermore, the cost can be reduced by simplifying the production.
Vorteilhaft ist, dass der magnetische Widerstand des Führungselements variiert. Durch die Variation des Widerstands des Führungselements kann der magnetische Fluss einfach geleitet werden. Es kann der Verlauf des magnetischen Flusses gezielt durch das Führungselement geleitet werden. Auch wird die Bündelung der magnetischen Flussdichte verbessert. It is advantageous that the magnetic resistance of the guide element varies. By varying the resistance of the guide element, the magnetic flux can be easily conducted. The course of the magnetic flux can be directed through the guide element in a targeted manner. Also, the bundling of the magnetic flux density is improved.
Vorteilhaft ist auch, dass das Führungselement Mittel aufweist, die einen gegenüber dem restlichen Führungselement erhöhten magnetischen Widerstand aufweisen, wobei die Mittel insbesondere als Verengungen ausgebildet sind. Die Mittel verbessern die Wirksamkeit und Effizienz des Magnetventils. Die Verengung weist einen erhöhten magnetischen Widerstand auf. Insbesondere führt die Verengung somit zu einer Leitung des magnetischen Flusses über den nicht verengten Bereich des Führungselements. Als weiter vorteilhaft ist anzusehen, dass die Verengung den magnetischen Fluss aus ungewünschten Bereichen im Magnetventil fernhält. Insbesondere kann so verhindert werden, dass die Kraft aufgrund des Magnetfeldes aus einer ungeeigneten Richtung, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung auf den Anker wirkt.It is also advantageous that the guide element has means which have a relation to the rest of the guide element increased magnetic resistance, wherein the means are in particular designed as constrictions. The means improve the efficiency and efficiency of the solenoid valve. The constriction has an increased magnetic resistance. In particular, the constriction thus leads to a conduction of the magnetic flux over the non-narrowed region of the guide element. As a further advantage is considered that the constriction keeps the magnetic flux from unwanted areas in the solenoid valve. In particular, it can thus be prevented that the force due to the magnetic field from an unsuitable direction, in particular acts perpendicular to the direction of movement of the anchor.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Führungselement fluidundurchlässig ist und insbesondere den Fluidbereich des Ventils begrenzt. Das Führungselement verhindert ein austreten des Fluids aus dem Magnetventil. Das Führungselement dichtet das Ventil gegenüber der Umgebung ab. Es trennt den Fluidbereich, insbesondere den Nassbereich und/oder Gasbereich vom Trockenbereich. Das Führungselement verschließt das Ventil.It is particularly advantageous that the guide element is fluid-impermeable and in particular limits the fluid area of the valve. The guide element prevents leakage of the fluid from the solenoid valve. The guide element seals the Valve opposite the environment. It separates the fluid area, in particular the wet area and / or gas area, from the dry area. The guide element closes the valve.
Vorteilhaft ist, dass innerhalb des Führungselements ein Magnetflussführungsmittel, insbesondere ein Innenpol angeordnet ist, wobei das Magnetflussführungsmittel den magnetischen Fluss leitet und die Magnetkraft verbessert. Durch das Magnetflussführungsmittel wird die Kraft durch das Magnetfeld verbessert. Es führt insbesondere zu einer Kraft basierend auf dem magentischen Fluss in oder entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Ankers.2It is advantageous that within the guide element, a magnetic flux guide means, in particular an inner pole is arranged, wherein the magnetic flux guide means conducts the magnetic flux and improves the magnetic force. The magnetic flux guiding means improves the force due to the magnetic field. In particular, it results in a force based on the magnetic flux in or opposite to the direction of movement of the armature
Weiterhin ist vorteilhaft, dass innerhalb des Führungselements ein elastisch rückstellendes Element, insbesondere eine Feder, angeordnet ist, wobei die Feder auf den Anker einwirkt und der Kraft durch den magnetischen Fluss der Betätigungseinheit entgegenwirkt. Das rückstellende Element bewegt den Anker im unbestromten Zustand in eine definierte Stellung, insbesondere eine Endstellung.Furthermore, it is advantageous that within the guide element, an elastically resetting element, in particular a spring, is arranged, wherein the spring acts on the armature and counteracts the force by the magnetic flux of the actuating unit. The restoring element moves the armature in the de-energized state into a defined position, in particular an end position.
Vorteilhaft ist, dass der Anker mittels eines Ventilschafts auf das Schaltmittel wirkt, wobei der Ventilschaft teilweise innerhalb des Führungselements axial beweglich angeordnet ist und insbesondere durch das Führungselement geführt wird. Durch den Ventilschaft kann der Anker einfach mit dem Schaltmittel des Ventils zusammenwirken. It is advantageous that the armature acts by means of a valve stem on the switching means, wherein the valve stem is partially disposed axially movable within the guide member and in particular is guided by the guide member. Through the valve stem, the armature can easily interact with the switching means of the valve.
Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, dass das Führungselement mittels Zugdruckumformen, insbesondere Tiefziehen oder Druckumformen, insbesondere Fließpressen, und mittels Spanen, insbesondere Drehen, Fräsen, Schleifen, Schälen hergestellt wird. Die Herstellung des Magnetventils ist somit sehr einfach und kostengünstig möglich. Auch ist die Anzahl der Arbeitsschritte zur Herstellung sehr gering.To be considered particularly advantageous is that the guide element by means of Zugdruckumformen, in particular deep drawing or pressure forming, in particular extrusion, and by means of machining, in particular turning, milling, grinding, peeling is produced. The production of the solenoid valve is thus very simple and inexpensive possible. Also, the number of steps for production is very low.
Ferner ist vorteilhaft, dass das Führungselement einen magnetisch leitenden, insbesondere ferromagnetischen, Werkstoff aufweist. Somit kann die Leitung des magnetischen Flusses verbessert werden.Furthermore, it is advantageous that the guide element has a magnetically conductive, in particular ferromagnetic, material. Thus, the conduction of the magnetic flux can be improved.
Vorteilhaft ist, dass das Führungselement eine Schutzschicht, insbesondere eine Korrosionsschutzschicht aufweist, wodurch das Spektrum des Magnetventils an steuerbaren Fluiden vergrößert wird.It is advantageous that the guide element has a protective layer, in particular a corrosion protection layer, whereby the spectrum of the solenoid valve is increased to controllable fluids.
Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description. Show it:
In
Das Magnetventil
Ferner weist das Magnetventil im Durchströmungsbereich ein Schaltmittel
Der Stellbereich
Ferner ist ein beweglicher Anker
Der Anker
Zwischen dem Durchströmungsbereich
Zur Abdichtung des Ventils gemäß
In
Der Stellbereich
Das Magnetventil
Das Führungselement
Zur Bewegung des Ankers
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das magnetische Betätigungsmittel
Die Wicklungen
Ferner weist das Magnetventil
Das Führungselement
Das Führungselement
Gemäß einer Ausführungsform sind außerhalb des Führungselements
Zur Verbesserung der magnetischen Kraft auf den Anker
Zwischen dem Magnetflussführungsmittel
Das Führungselement
Der Magnetkreis des magnetischen Flusses verläuft von dem magnetischen Betätigungsmittel
Zur Bündelung des magnetischen Flusses weist das Führungselement
Das Führungselement
Der erste Mantelbereich
Der zweite Mantelbereich
Das Führungselement
Die Ausbildung des Führungselements
Der Anker
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können der Anker
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Ventilschaft
Der Ventilschaft
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Führung des Ventilschafts
Ein rückstellendes Element
Gemäß
In
In
Führungselement
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das Führungselement
Vorteilhaft können die Anschlüsse
Claims (13)
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WO2016083192A1 (en) | 2016-06-02 |
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