DE102015219182B4 - Pneumatic solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Pneumatisches Magnetventil mit einer Luftkammer (1), in der mehrere elektromagnetische Aktoren (100, 100') angeordnet sind und an der mehrere Luftanschlüsse (2, 3, 5) vorgesehen sind, welche über mehrere Schaltstellungen des Magnetventils unter Zwischenschaltung der Luftkammer (1) verschaltbar sind, wobei die Luftanschlüsse (2, 3, 4) an der Luftkammer (1) derart positioniert sind, dass in jeder offenen Schaltstellung des Magnetventils, in der ein Luftstrom durch die Luftkammer (1) fließt, der Luftstrom an zumindest einem elektromagnetischen Aktor (100) vorbeigeführt wird, wobei die mehreren elektromagnetischen Aktoren (100, 100') sich zumindest zum Teil in der Menge an zugeführter elektrischer Energie bei der Betätigung des jeweiligen elektromagnetischen Aktors (100, 100') mittels Bestromung unterscheiden, wobei der zumindest eine elektromagnetische Aktor (100), an dem der Luftstrom in jeder offenen Schaltstellung vorbeigeführt wird, zumindest einen elektromagnetischen Aktor (100) umfasst, dessen Menge an zugeführter elektrischer Energie bei seiner Betätigung mittels Bestromung am größten ist.Pneumatic solenoid valve having an air chamber (1), in which a plurality of electromagnetic actuators (100, 100 ') are arranged and at which a plurality of air connections (2, 3, 5) are provided, which via a plurality of switching positions of the solenoid valve with the interposition of the air chamber (1) are interconnected, wherein the air ports (2, 3, 4) to the air chamber (1) are positioned such that in each open switching position of the solenoid valve, in which an air flow through the air chamber (1) flows, the air flow to at least one electromagnetic actuator (100) is guided past, wherein the plurality of electromagnetic actuators (100, 100 ') at least partially in the amount of supplied electrical energy in the operation of the respective electromagnetic actuator (100, 100') differ by means of energization, wherein the at least one electromagnetic Actuator (100), at which the air flow is passed in each open switching position, at least one electromagnetic actuator (1 00), the amount of supplied electrical energy is greatest when it is actuated by means of energization.
Description
Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Magnetventil.The invention relates to a pneumatic solenoid valve.
In einer Vielzahl von technischen Anwendungsgebieten werden zur Steuerung von Luftströmen pneumatische Magnetventile verwendet. In diesen Magnetventilen wird mittels einer Magnetspule eine Magnetkraft erzeugt und hierdurch ein Schaltvorgang des Ventils ausgelöst. Ein Anwendungsbereich solcher Magnetventile ist die Befüllung von elastischen Luftblasen in einer Vorrichtung zur pneumatischen Verstellung eines Sitzes in einem Verkehrsmittel, wie z.B. eines Kraftfahrzeugsitzes.In a variety of technical applications, pneumatic solenoid valves are used to control airflows. In these solenoid valves, a magnetic force is generated by means of a magnetic coil and thereby triggered a switching operation of the valve. One area of application of such solenoid valves is the filling of elastic air bubbles in a device for the pneumatic adjustment of a seat in a means of transport, such as e.g. a motor vehicle seat.
Herkömmliche Magnetventile weisen den Nachteil auf, dass die Magnetkraft bei deren Betätigung durch Bestromung der Magnetspule überproportional stark ansteigt, was sich in einem lauten Schaltgeräusch in der Form eines Klackens äußert. Ursache hierfür ist, dass der Luftspalt zwischen der Magnetspule bzw. einem zugeordneten Joch und einem beweglichen Anker mit dem Weg abnimmt, was zum Ansteigen der magnetischen Kraft mit dem zurückgelegten Weg führt. Dies führt zu einer hohen Geschwindigkeit des Ankers, der erst beim Auftreffen auf einem entsprechenden Anschlag ruckartig abgebremst wird.Conventional solenoid valves have the disadvantage that the magnetic force increases disproportionately strong when actuated by energizing the magnetic coil, which manifests itself in a loud switching noise in the form of a clink. The reason for this is that the air gap between the magnet coil or an associated yoke and a movable armature decreases with the path, which leads to the increase of the magnetic force with the distance traveled. This leads to a high speed of the armature, which is decelerated jerkily only when hitting a corresponding stop.
Ferner besteht in herkömmlichen Magnetventilen das Problem, dass die dort verbauten elektromagnetischen Aktoren bei deren Betätigung mittels Bestromung zu einer starken Wärmeentwicklung führen, was die thermische Verfügbarkeit des Magnetventils bzw. dessen Lebensdauer negativ beeinflusst.Furthermore, there is the problem in conventional solenoid valves that the electromagnetic actuators installed there lead to a strong generation of heat when they are actuated by means of current supply, which adversely affects the thermal availability of the solenoid valve or its service life.
Aus der Druckschrift
Darüber hinaus ist es bekannt, den magnetischen Kreis in einem Magnetventil derart auszugestalten, dass der magnetische Fluss im Wesentlichen nur durch den Strom der Magnetspule und nicht mehr durch die Bewegung des Ankers zunimmt.Moreover, it is known to design the magnetic circuit in a solenoid valve such that the magnetic flux increases substantially only by the current of the magnetic coil and not by the movement of the armature.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein pneumatisches Magnetventil zu schaffen, welches einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet.The object of the invention is to provide a pneumatic solenoid valve, which ensures reliable operation.
Diese Aufgabe wird durch das Magnetventil gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the solenoid valve according to
Das erfindungsgemäße pneumatische Magnetventil umfasst eine Luftkammer (Ventilraum), in der ein oder mehrere elektromagnetische Aktoren angeordnet sind und an der mehrere Luftanschlüsse vorgesehen sind, welche über mehrere Schaltstellungen des Magnetventils unter Zwischenschaltung der Luftkammer verschaltbar sind. Hier und im Folgenden ist unter elektromagnetischem Aktor ein Betätigungselement zu verstehen, welches elektrische Energie in eine magnetische Kraft umsetzt, über welche die Betätigung des Aktors ausgeführt wird. Vorzugsweise umfassen der oder die elektromagnetischen Aktoren jeweils eine Magnetspule, ein an der Magnetspule angeordnetes Joch aus weichmagnetischem Material sowie einen relativ zum Joch bewegbaren Anker, der ebenfalls aus weichmagnetischem Material gebildet ist.The pneumatic solenoid valve according to the invention comprises an air chamber (valve chamber), in which one or more electromagnetic actuators are arranged and at which a plurality of air connections are provided, which are interconnected via a plurality of switching positions of the solenoid valve with the interposition of the air chamber. Here and below, an electromagnetic actuator is to be understood as an actuating element which converts electrical energy into a magnetic force, via which the actuation of the actuator is carried out. Preferably, the one or more electromagnetic actuators each comprise a magnetic coil, a yoke of soft magnetic material disposed on the magnetic coil and an armature movable relative to the yoke, which is also formed of soft magnetic material.
Das erfindungsgemäße Magnetventil zeichnet sich dadurch aus, dass die Luftanschlüsse an der Luftkammer derart positioniert sind, dass in jeder offenen Schaltstellung des Magnetventils, in der ein Luftstrom durch die Luftkammer fließt, dieser Luftstrom an zumindest einem elektromagnetischen Aktor vorbeigeführt wird. Vorzugsweise wird der zumindest eine elektromagnetische Aktor von diesem Luftstrom umströmt. In einer bevorzugten Variante sind alle anderen elektromagnetischen Aktoren, an welche nicht in jeder offenen Schaltstellung des Magnetventils ein Luftstrom vorbeigeführt wird, in der Luftkammer derart angeordnet, dass an diesen anderen Aktoren in zumindest einer offenen Schaltstellung des Magnetventils ein Luftstrom vorbeigeführt wird. Vorzugsweise werden diese anderen Aktoren von diesem Luftstrom umströmt.The solenoid valve according to the invention is characterized in that the air connections to the air chamber are positioned such that in each open switching position of the solenoid valve, in which an air flow flows through the air chamber, this air flow is passed past at least one electromagnetic actuator. Preferably, the at least one electromagnetic actuator flows around this air stream. In a preferred variant, all other electromagnetic actuators, to which not in each open switching position of the solenoid valve, an air flow is passed, arranged in the air chamber such that at these other actuators in at least one open switching position of the solenoid valve, an air flow is passed. Preferably, these other actuators are flowed around by this air flow.
In dem erfindungsgemäßen Magnetventil sind in der Luftkammer mehrere elektromagnetische Aktoren angeordnet, welche sich zumindest zum Teil in der Menge an zugeführter elektrischer Energie bei der Betätigung des jeweiligen elektromagnetischen Aktors mittels Bestromung unterscheiden. Dieser Unterschied zwischen zugeführten Mengen an elektrischer Energie kann zum einen dadurch entstehen, dass ein elektromagnetischer Aktor einen höheren Stromfluss bei seiner Betätigung benötigt als ein anderer elektromagnetischer Aktor, und zum anderen dadurch, dass ein elektromagnetischer Aktor bei seiner Betätigung für längere Zeit mit Strom beaufschlagt wird als ein anderer elektromagnetischer Aktor. In diesem pneumatischen Magnetventil umfasst der zumindest eine elektromagnetische Aktor, an dem der Luftstrom in jeder offenen Schaltstellung vorbeigeführt wird, zumindest einen elektromagnetischen Aktor, dessen Menge an zugeführter elektrischer Energie bei seiner Betätigung mittels Bestromung am größten ist. Mit anderen Worten werden solche Aktoren, welche eine höhere Verlustleistung aufweisen, besonders gut durch einen entsprechenden Luftstrom in jeder offenen Schaltstellung des Magnetventils gekühlt.In the solenoid valve according to the invention are in the air chamber more electromagnetic Actuators arranged, which differ at least partially in the amount of supplied electrical energy in the operation of the respective electromagnetic actuator by means of current supply. This difference between supplied amounts of electrical energy may arise, on the one hand, in that an electromagnetic actuator requires a higher current flow in its actuation than another electromagnetic actuator, and on the other hand in that an electromagnetic actuator is energized for a longer time during its actuation as another electromagnetic actuator. In this pneumatic solenoid valve, the at least one electromagnetic actuator, past which the air flow passes in each open switching position, comprises at least one electromagnetic actuator whose amount of supplied electrical energy is greatest when it is actuated by means of current supply. In other words, such actuators, which have a higher power loss, cooled particularly well by a corresponding air flow in each open switching position of the solenoid valve.
Erfindungsgemäß wird eine ausreichende Kühlung von elektromagnetischen Aktoren in einem pneumatischen Magnetventil dadurch erreicht, dass die Aktoren in der entsprechenden Luftkammer angeordnet sind und zumindest ein Aktor in allen offenen Schaltstellungen des Magnetventils durch einen Luftstrom gekühlt wird. Auf diese Weise kann effizient die Wärmeentwicklung des Magnetventils bei dessen Bestromung vermindert werden.According to the invention a sufficient cooling of electromagnetic actuators in a pneumatic solenoid valve is achieved in that the actuators are arranged in the corresponding air chamber and at least one actuator is cooled in all open switching positions of the solenoid valve by an air flow. In this way, the heat development of the solenoid valve can be efficiently reduced during its energization.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der in jeder offenen Schaltstellung des Magnetventils auftretende Luftstrom an einer länglichen Magnetspule des zumindest einen Aktors in deren Längsrichtung vorbeigeführt. Hierdurch wird eine besonders effiziente Kühlung des Magnetventils sichergestellt.In a particularly preferred embodiment, the air flow occurring in each open switching position of the solenoid valve is guided past an elongated magnetic coil of the at least one actuator in its longitudinal direction. As a result, a particularly efficient cooling of the solenoid valve is ensured.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Variante umfasst das erfindungsgemäße Magnetventil einen Luftanschluss in der Form eines Arbeitsanschlusses, der zum Befüllen und/oder Entleeren einer pneumatischen Einheit (z.B. einer Luftblase) dient. Ferner sind ein oder mehrere weitere Luftanschlüsse in der Form von einem oder mehreren Zuluftanschlüssen und/oder Abluftanschlüssen vorgesehen. Ein Zuluftanschluss dient zur Zufuhr von Luft in die Luftkammer, wohingegen ein Abluftanschluss zur Abfuhr von Luft aus der Luftkammer dient. Der Arbeitsanschluss ist an einem ersten Ende der Luftkammer angeordnet, wohingegen ein Zuluftanschluss und/oder ein Abluftanschluss an einem zweiten, zum ersten Ende entgegengesetzten Ende der Luftkammer positioniert ist. Mit dieser Variante kann auf besonders einfache Weise ein Vorbeiführen von Luft an einem entsprechenden elektromagnetischen Aktor im pneumatischen Magnetventil erreicht werden.In a further, particularly preferred variant, the solenoid valve according to the invention comprises an air connection in the form of a working connection, which serves for filling and / or emptying a pneumatic unit (for example an air bubble). Furthermore, one or more further air connections are provided in the form of one or more supply air connections and / or exhaust air connections. A supply air connection serves to supply air into the air chamber, whereas an exhaust air connection serves for the removal of air from the air chamber. The working port is disposed at a first end of the air chamber, whereas a supply air port and / or an exhaust port is positioned at a second end of the air chamber opposite the first end. With this variant can be achieved in a particularly simple manner, a passing of air to a corresponding electromagnetic actuator in the pneumatic solenoid valve.
In einer einfachen nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Magnetventils ist lediglich ein einzelner elektromagnetischer Aktor in der Luftkammer angeordnet. Vorzugsweise ist dabei sowohl ein Zuluftanschluss als auch ein Abluftanschluss an dem zweiten Ende der Luftkammer positioniert.In a simple non-inventive embodiment of the solenoid valve, only a single electromagnetic actuator is arranged in the air chamber. Preferably, both a supply air connection and an exhaust air connection are positioned at the second end of the air chamber.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind mehrere elektromagnetische Aktoren in Richtung von dem ersten Ende hin zum zweiten Ende der Luftkammer hintereinander angeordnet, wobei sich hinter jedem elektromagnetischen Aktor ein zugehöriger Luftanschluss und/oder zugehöriger Abluftanschluss befindet, die jeweils durch den davor befindlichen elektromagnetischen Aktor geöffnet und geschlossen werden. Dabei ist für wenigstens einen elektromagnetischen Aktor, der sich nicht benachbart zum zweiten Ende der Luftkammer befindet, und insbesondere für jeden elektromagnetischen Aktor, der sich nicht benachbart zum zweiten Ende der Luftkammer befindet, die Menge an zugeführter elektrischer Energie bei seiner Betätigung mittels Bestromung größer als die Menge an zugeführter elektrischer Energie bei der Betätigung des nächsten, dahinter liegenden elektromagnetischen Aktors mittels Bestromung. Vorzugsweise ist ferner für jeden elektromagnetischen Aktor, der sich nicht benachbart zum zweiten Ende der Luftkammer befindet, die Menge an zugeführter elektrischer Energie bei seiner Betätigung mittels Bestromung zumindest genauso groß wie die Menge an zugeführter elektrischer Energie bei der Betätigung des nächsten, dahinter liegenden elektromagnetischen Aktors mittels Bestromung. Mit dieser Variante der Erfindung wird sichergestellt, dass die Kühlung eines elektromagnetischen Aktors mittels eines Luftstroms umso höher ist, je größer seine Verlustleistung ist.In a preferred variant of the invention, a plurality of electromagnetic actuators are arranged one behind the other in the direction from the first end to the second end of the air chamber, wherein an associated air connection and / or associated exhaust connection is located behind each electromagnetic actuator, each opened by the electromagnetic actuator located in front of it and closed. In this case, for at least one electromagnetic actuator, which is not adjacent to the second end of the air chamber, and in particular for each electromagnetic actuator, which is not adjacent to the second end of the air chamber, the amount of supplied electrical energy in its operation by means of energization is greater than the amount of supplied electrical energy in the operation of the next, underlying electromagnetic actuator by means of energization. Preferably, for each electromagnetic actuator, which is not adjacent to the second end of the air chamber, the amount of supplied electrical energy at its actuation by energization is at least as large as the amount of supplied electrical energy in the operation of the next, underlying electromagnetic actuator by means of energization. With this variant of the invention it is ensured that the cooling of an electromagnetic actuator by means of an air flow is the higher, the greater its power loss.
In einer Ausgestaltung der soeben beschriebenen Ausführungsform sind in der Luftkammer (genau) zwei elektromagnetische Aktoren angeordnet, wobei zu dem elektromagnetischen Aktor, der benachbart zum ersten Ende der Luftkammer angeordnet ist, ausschließlich ein einzelner, dahinter liegender Zuluftanschluss gehört, der bei Bestromung durch den elektromagnetischen Aktor geöffnet wird, und wobei zu dem elektromagnetischen Aktor, der benachbart zum zweiten Ende der Luftkammer angeordnet ist, ausschließlich ein einzelner, dahinter liegender Abluftanschluss gehört, der bei Bestromung durch den elektromagnetischen Aktor geöffnet wird.In one embodiment of the embodiment just described, two electromagnetic actuators are (exactly) arranged in the air chamber, with the electromagnetic actuator being adjacent to the first end of the air chamber is located, only a single, lying behind supply air connection, which is opened when energized by the electromagnetic actuator, and wherein the electromagnetic actuator, which is disposed adjacent to the second end of the air chamber, only a single, lying behind exhaust port belongs to at Current supply is opened by the electromagnetic actuator.
In einer abgewandelten Variante sind in dem erfindungsgemäßen Magnetventil wiederum (genau) zwei elektromagnetische Aktoren angeordnet, wobei nunmehr zu dem elektromagnetischen Aktor, der benachbart zum ersten Ende der Luftkammer angeordnet ist, ausschließlich ein einzelner, dahinter liegender Abluftanschluss gehört, der bei Bestromung durch den elektromagnetischen Aktor geschlossen wird. Demgegenüber gehört zu dem elektromagnetischen Aktor, der benachbart zum zweiten Ende der Luftkammer angeordnet ist, ausschließlich ein einzelner, dahinter liegender Zuluftanschluss, der bei Bestromung durch den elektromagnetischen Aktor geöffnet wird.In a modified variant, in the solenoid valve according to the invention again (exactly) two electromagnetic actuators are arranged, now belongs to the electromagnetic actuator, which is adjacent to the first end of the air chamber, only a single, lying behind exhaust port, which when energized by the electromagnetic Actuator is closed. In contrast, belongs to the electromagnetic actuator, which is arranged adjacent to the second end of the air chamber, only a single, lying behind supply air connection, which is opened when energized by the electromagnetic actuator.
In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Magnetventils umfassen einer oder mehrere der elektromagnetischen Aktoren und vorzugsweise alle elektromagnetischen Aktoren des erfindungsgemäßen Magnetventils jeweils eine Magnetspule, ein an der Magnetspule angeordnetes Joch aus weichmagnetischem Material und einen relativ zum Joch bewegbaren Anker aus weichmagnetischem Material, wobei der Anker in Bezug auf das Joch derart angeordnet, dass er sich bei Bestromung der Magnetspule mittels der hierdurch erzeugten Magnetkraft um eine einzelne Drehachse gegen eine Rückstellkraft solange dreht, bis die Magnetkraft der Rückstellkraft entspricht, wobei sich bei der Drehung des Ankers die Größe zumindest eines Überlappungsbereichs zwischen Joch und Anker verändert und in dem zumindest einen Überlappungsbereich ein Luftspalt zwischen Joch und Anker ausgebildet ist. Der durch den Luftspalt gebildete Abstand zwischen Joch und Anker bleibt in Richtung der Drehung des Ankers im Wesentlichen konstant. Dieser Abstand kann zumindest bereichsweise auch in Richtung senkrecht zu der Drehung des Ankers konstant bleiben, er kann jedoch auch in dieser Richtung gegebenenfalls variieren.In a further preferred variant of the solenoid valve according to the invention, one or more of the electromagnetic actuators and preferably all electromagnetic actuators of the magnetic valve according to the invention each comprise a magnetic coil, a magnetic coil arranged on the yoke of soft magnetic material and a movable relative to the yoke anchor of soft magnetic material, wherein the armature with respect to the yoke arranged such that it rotates when energized the magnetic coil by means of the magnetic force generated thereby by a single axis of rotation against a restoring force until the magnetic force of the restoring force, wherein upon rotation of the armature, the size of at least one overlap region between Yoke and anchor changed and in which at least one overlap region, an air gap between the yoke and anchor is formed. The distance between yoke and armature formed by the air gap remains substantially constant in the direction of the rotation of the armature. This distance may remain constant at least in some areas in the direction perpendicular to the rotation of the armature, but it may also vary in that direction if necessary.
Das Magnetventil dieser Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass über den im Wesentlichen konstanten Luftspalt ein proportional ansteuerbares Ventil geschaffen wird, so dass es nicht zu einer lauten Geräuschentwicklung bei der Betätigung des Ventils kommt. Das Ventil weist somit geringe Schaltgeräusche auf. Darüber hinaus wird durch die Anordnung des gesamten Magnetkreises in der Luftkammer erreicht, dass keine weiteren Dichtebenen erforderlich sind, welche ansonsten durch zusätzliche Luftspalte den magnetischen Wirkungskreis beeinträchtigen.The solenoid valve of this embodiment has the advantage that over the substantially constant air gap, a proportionally controllable valve is provided, so that there is no loud noise during operation of the valve. The valve thus has low switching noise. In addition, it is achieved by the arrangement of the entire magnetic circuit in the air chamber, that no further sealing planes are required, which otherwise affect the magnetic sphere by additional air gaps.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Magnetventil derart ausgestaltet, dass sich bei Bestromung der Magnetspule eine konstante (d.h. wegunabhängige) Magnetkraft oder eine über den Weg linear ansteigende Magnetkraft ausbildet. Eine linear ansteigende Magnetkraft kann z.B. auch durch eine lineare Zunahme des Stroms der Magnetspule beim Schaltvorgang des Ventils erreicht werden. Gleichzeitig nimmt in dieser Ausführungsform die Rückstellkraft während der Drehung des Ankers zu, wodurch erreicht wird, dass der Anker eine vorbestimmte Endposition einnimmt. Es ist dabei sichergestellt, dass die Rückstellkraft schneller zunimmt als eine eventuell linear ansteigende Magnetkraft. Die Rückstellkraft kann in dem erfindungsgemäßen Magnetventil auf verschiedene Weise erzeugt werden. In einer bevorzugten Variante ist hierfür eine Blattfeder am Anker angebracht.In a particularly preferred embodiment, the solenoid valve according to the invention is designed such that upon energization of the magnetic coil a constant (i.e., path-independent) magnetic force or a magnetic force linearly increasing along the path is formed. A linearly increasing magnetic force can e.g. be achieved by a linear increase of the current of the solenoid during the switching operation of the valve. At the same time in this embodiment, the restoring force increases during the rotation of the armature, whereby it is achieved that the armature assumes a predetermined end position. It is ensured that the restoring force increases faster than a possibly linearly increasing magnetic force. The restoring force can be generated in the solenoid valve according to the invention in various ways. In a preferred variant, a leaf spring is attached to the anchor for this purpose.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils wird das Joch durch den Anker an zumindest einer Stelle kontaktiert, vorzugsweise entlang der einzelnen Drehachse. Hierdurch kann die Verlustleistung des Magnetventils minimiert werden. In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Hebelmechanismus am Anker derart ausgebildet, dass die Magnetkraft, welche bei Bestromung der Magnetspule am entgegengesetzt zur Drehachse liegenden Ende des Ankers auftritt, in eine größere Kraft zum Schließen oder Öffnen einer Luftöffnung umgesetzt wird.In a further embodiment of the solenoid valve according to the invention, the yoke is contacted by the armature at at least one point, preferably along the individual axis of rotation. As a result, the power loss of the solenoid valve can be minimized. In a further, particularly preferred embodiment, a lever mechanism is formed on the armature in such a way that the magnetic force which occurs when the magnet coil is energized at the end of the armature opposite the axis of rotation is translated into a greater force for closing or opening an air opening.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der Anker starr mit einem Vorsprung verbunden, wobei sich an dem Vorsprung ein Dichtelement befindet, welches bei Drehung des Ankers mittels der Magnetkraft, die durch Bestromung der Magnetspule erzeugt wird, eine Luftöffnung verschließt. Ohne Bestromung der Magnetspule verschließt das Dichtelement vorzugsweise eine andere Luftöffnung. Auf diese Weise wird eine einfache Wandlung der Magnetkraft in eine Schließkraft für eine Luftöffnung erreicht. Vorzugsweise ist dabei der Vorsprung, an dem sich das Dichtelement befindet, Teil des oben beschriebenen Hebelmechanismus, d.h. die am Dichtelement erzeugte Schließkraft ist größer als die Magnetkraft am entgegengesetzt zur Drehachse liegenden Ende des Ankers.In a further embodiment, the armature is rigidly connected to a projection, wherein on the projection, a sealing element is located, which closes an air opening upon rotation of the armature by means of the magnetic force which is generated by energizing the magnetic coil. Without energization of the magnetic coil, the sealing element preferably closes a different air opening. In this way, a simple conversion of the magnetic force is achieved in a closing force for an air opening. Preferably, the projection on which the sealing element is part of the above-described lever mechanism, i. the closing force generated on the sealing element is greater than the magnetic force at the opposite end of the armature axis of rotation.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Magnetventils umfasst der Anker zumindest eine Öffnung, in welche bei Drehung des Ankers ein Ende des Jochs eindringt und dabei der durch den Luftspalt gebildete Abstand zwischen Joch und Anker (d.h. der Abstand zwischen Öffnungsrand und Joch) in Richtung der Drehung des Ankers im Wesentlichen konstant bleibt.In a further embodiment of the solenoid valve according to the invention, the armature comprises at least one opening, in which one end of the yoke penetrates upon rotation of the armature and thereby the distance between the yoke and armature formed by the air gap (ie the distance between the opening edge and yoke) in the direction of rotation of the armature remains substantially constant.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Anker über eine Führung gegen ein Verkippen um die Drehachse gesichert, wobei die Führung vorzugsweise an einem zur Magnetspule gehörigen Spulenkörper, d.h. an einem Wicklungskörper, auf dem die Wicklung der Magnetspule aufgewickelt ist, ausgebildet ist. Die Führung kann dabei auf verschiedene Art und Weise realisiert sein. In einer Variante umfasst die Führung eine Führungsnase, welche sich durch eine Öffnung des Ankers erstreckt. In einer anderen Variante umfasst die Führung eine Blattfeder, die an wenigstens einer Stelle fest mit dem Anker und an wenigstens einer anderen Stelle fest mit dem Spulenkörper oder dem Joch verbunden ist.In a further embodiment, the armature is secured by a guide against tilting about the axis of rotation, wherein the guide is preferably formed on a bobbin belonging to the magnetic coil, that is, on a winding body on which the winding of the magnetic coil is wound. The guide can be realized in various ways. In one variant, the guide comprises a guide nose, which extends through an opening of the anchor. In another variant, the guide comprises a leaf spring fixed to at least one point with the anchor and at least one other point is firmly connected to the bobbin or the yoke.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein Teil des Jochs in einem inneren Hohlraum eines zur Magnetspule gehörigen Spulenkörpers angeordnet. Der innere Hohlraum des Spulenkörpers ist vorzugsweise komplett mit weichmagnetischem Material des Jochs gefüllt, so dass die Spule im Durchmesser klein gebaut werden kann und hierdurch der elektrische Wirkungsgrad erhöht wird.In a development of the invention, at least part of the yoke is arranged in an inner cavity of a coil body belonging to the magnet coil. The inner cavity of the bobbin is preferably completely filled with soft magnetic material of the yoke, so that the coil can be made small in diameter and thereby the electrical efficiency is increased.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetventils ist das Joch U-förmig ausgestaltet, wobei an dem Ende zumindest eines Schenkels des Jochs ein Überlappungsbereich zwischen Joch und Anker bei Drehung des Ankers entsteht.In a further embodiment of the solenoid valve according to the invention, the yoke is U-shaped, wherein at the end of at least one leg of the yoke, an overlap region between the yoke and armature upon rotation of the armature is formed.
Um der Magnetspule Strom zuzuführen, ist sie in einer bevorzugten Variante mit zumindest einem Pin, vorzugsweise zwei oder mehr Pins, verbunden, der über eine abgedichtete Öffnung aus der Luftkammer hin zu einer Platine herausgeführt wird.In order to supply current to the magnetic coil, in a preferred variant it is connected to at least one pin, preferably two or more pins, which is led out of the air chamber via a sealed opening to a circuit board.
Das erfindungsgemäße Ventil kann für verschiedene Anwendungszwecke vorgesehen sein. Vorzugsweise dient das Magnetventil zum Befüllen und/oder Entleeren zumindest einer elastischen Luftblase in einer Vorrichtung zur pneumatischen Verstellung eines Sitzes in einem Verkehrsmittel. Mit anderen Worten umfasst die Erfindung auch eine Vorrichtung zur pneumatischen Verstellung eines Sitzes in einem Verkehrsmittel mit zumindest einer elastischen Luftblase sowie einem Magnetventil zum Befüllen und/oder Entleeren der zumindest einen Luftblase.The valve according to the invention can be provided for various applications. Preferably, the solenoid valve is used for filling and / or emptying at least one elastic air bubble in a device for the pneumatic adjustment of a seat in a means of transport. In other words, the invention also includes a device for the pneumatic adjustment of a seat in a means of transport with at least one elastic air bubble and a solenoid valve for filling and / or emptying the at least one air bubble.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.An embodiment of the invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einer ersten, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem einzelnen elektromagnetischen Aktor im unbestromten Zustand; -
2 eine Schnittansicht analog zu1 bei bestromtem elektromagnetischem Aktor; -
3 eine Draufsicht auf denim Magnetventil der 1 und2 verbauten Anker; -
4 eine Draufsicht auf die indem Magnetventil der 1 und2 verbaute Blattfeder; -
5 eine Draufsicht auf denim Magnetventil der 1 und2 verbauten Clip; -
6 eine Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einer zweiten, erfindungsgemäßen Ausführungsform mit zwei elektromagnetischen Aktoren; und -
7 eine Schnittansicht eines Magnetventils gemäß einer dritten, erfindungsgemäßen Ausführungsform mit zwei elektromagnetischen Aktoren.
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1 a sectional view of a solenoid valve according to a first embodiment not according to the invention with a single electromagnetic actuator in the de-energized state; -
2 a sectional view analogous to1 with energized electromagnetic actuator; -
3 a plan view of the in the solenoid valve of1 and2 built anchor; -
4 a plan view of the in the solenoid valve of1 and2 built-in leaf spring; -
5 a plan view of the in the solenoid valve of1 and2 built-in clip; -
6 a sectional view of a solenoid valve according to a second embodiment of the invention with two electromagnetic actuators; and -
7 a sectional view of a solenoid valve according to a third embodiment of the invention with two electromagnetic actuators.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen von Magnetventilen beschrieben, die zum Befüllen und Entlüften einer elastischen Luftblase (nicht gezeigt) in einer Vorrichtung zur pneumatischen Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes eingesetzt werden.The invention will be described below with reference to embodiments of solenoid valves which are used for filling and venting an elastic air bubble (not shown) in a device for the pneumatic adjustment of a motor vehicle seat.
Der Luftanschluss
Innerhalb der Luftkammer
Innerhalb der Luftkammer
Die untere Kante der Öffnung
An dem Anker
Der Spulenkörper
In der gezeigten Magnetspule bleibt der Luftspalt
Gemäß
Durch den im Wesentlichen konstanten Luftspalt in Richtung der Drehung des Ankers
Wie man aus
Die Bestromung der Wicklung
Aus der bereits oben erwähnten
Aus
Mittels der Blattfeder
Wie bereits erwähnt, zeigt die
Ein Merkmal der im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass der Arbeitsanschluss
Wie man aus
Das Magnetventil der
Mit dem Magnetventil der
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird durch geeignete Anordnung eines Arbeitsanschlusses sowie von Zuluft- und Abluftanschlüssen an einer Luftkammer eine effiziente Kühlung des oder der darin vorgesehenen elektromagnetischen Aktoren mittels der in den offenen Schaltstellungen auftretenden Luftströme erreicht. Im Besonderen wird dabei auch sichergestellt, dass Aktoren, welche eine hohe Verlustleistung aufweisen, sowohl beim Befüllen als auch beim Entlüften durch einen Luftstrom gekühlt werden.The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, by means of a suitable arrangement of a working connection and of supply air and exhaust air connections to an air chamber, efficient cooling of the electromagnetic actuator (s) provided therein is achieved by means of the air flows occurring in the open switching positions. In particular, it is also ensured that actuators which have a high power loss, both during filling and during venting are cooled by an air flow.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Luftkammerair chamber
- 100, 100'100, 100 '
- elektromagnetische Aktuatorenelectromagnetic actuators
- 2, 3, 42, 3, 4
- Luftanschlüsseair connections
- 55
- Luftkanalair duct
- 66
- Magnetspulesolenoid
- 601601
- Wicklung der MagnetspuleWinding of the magnetic coil
- 77
- Spulenkörper der MagnetspuleCoil of the magnetic coil
- 88th
- Jochyoke
- 99
- Ankeranchor
- 1010
- Clipclip
- 10a, 10b10a, 10b
- Rastnasen des ClipsLatching noses of the clip
- 1111
- Vorsprung des ClipsProjection of the clip
- 1212
- Dichtelementsealing element
- 1313
- Führungsnase des SpulenkörpersGuide nose of the bobbin
- 1414
- Abdeckplattecover
- 1515
- Deckelcover
- 1616
- Platinecircuit board
- 1717
- PinPin code
- 1818
- Gitterfiltergrid filter
- 1919
- Blattfederleaf spring
- 19a19a
- Knickstellen der BlattfederKinking of the leaf spring
- 19b19b
- Lappen der BlattfederLobe of the leaf spring
- 19c19c
- Aussparung am Lappen der BlattfederRecess on the tab of the leaf spring
- 20, 21, 2220, 21, 22
- Öffnungen im AnkerOpenings in the anchor
- 2323
- Dämpfungselementdamping element
- 24a, 24b,24c, 24d24a, 24b, 24c, 24d
- geschlossene Anschlägeclosed stops
- L, L'L, L '
- Luftspalteair gaps
- AA
- Drehachseaxis of rotation
Claims (12)
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4250924A (en) | 1978-01-17 | 1981-02-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Electromagnetic control valve assembly |
US5048564A (en) | 1989-06-02 | 1991-09-17 | Matrix S.R.L. | High-speed solenoid valve for a fluid under pressure, e.g. for pneumatic circuits |
DE19505233A1 (en) | 1995-02-16 | 1996-08-29 | Samson Ag | Electromagnetic valve with pivot axis in plane of pole faces |
DE19860272B4 (en) | 1998-12-24 | 2005-03-10 | Conti Temic Microelectronic | Method and device for reducing noise in electromagnetically actuated devices |
DE60304910T2 (en) | 2002-02-15 | 2006-11-09 | Delphi Technologies, Inc., Troy | Solenoid valve, vacuum diaphragm assembly and vacuum brake booster |
DE102008060342B3 (en) | 2008-12-03 | 2010-07-15 | Festo Ag & Co. Kg | Magnetic valve e.g. 2/2-way valve, arrangement for dynamically controllable seat of motor vehicle, has actuation units including inference body, which is gripped in intermediate region using limb i.e. fastening limb |
WO2013011340A1 (en) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Kongsberg Automotive Ab | Solenoid valve assembly for a seat of a vehicle |
-
2015
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4250924A (en) | 1978-01-17 | 1981-02-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Electromagnetic control valve assembly |
US5048564A (en) | 1989-06-02 | 1991-09-17 | Matrix S.R.L. | High-speed solenoid valve for a fluid under pressure, e.g. for pneumatic circuits |
DE19505233A1 (en) | 1995-02-16 | 1996-08-29 | Samson Ag | Electromagnetic valve with pivot axis in plane of pole faces |
DE19860272B4 (en) | 1998-12-24 | 2005-03-10 | Conti Temic Microelectronic | Method and device for reducing noise in electromagnetically actuated devices |
DE60304910T2 (en) | 2002-02-15 | 2006-11-09 | Delphi Technologies, Inc., Troy | Solenoid valve, vacuum diaphragm assembly and vacuum brake booster |
DE102008060342B3 (en) | 2008-12-03 | 2010-07-15 | Festo Ag & Co. Kg | Magnetic valve e.g. 2/2-way valve, arrangement for dynamically controllable seat of motor vehicle, has actuation units including inference body, which is gripped in intermediate region using limb i.e. fastening limb |
WO2013011340A1 (en) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Kongsberg Automotive Ab | Solenoid valve assembly for a seat of a vehicle |
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