DE102021208249A1 - Magnetventil sowie Wasserstofftanksystem mit Magnetventil - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1), insbesondere Absperrventil für Wasserstofftanksysteme, umfassend einen in einem Ankerraum (2) aufgenommenen Magnetanker (3) sowie eine den Magnetanker (3) zumindest abschnittsweise umgebende Magnetspule (4), wobei der Magnetanker (3) über eine den Ankerraum (2) begrenzende ferromagnetische Hülse (5) hubbeweglich geführt ist. Erfindungsgemäß weist der Magnetanker (3) zur Ausbildung eines definierten radialen Luftspalts (6) radial vorstehende steg- und/oder stiftartige Führungselemente (7) auf.Ferner betrifft die Erfindung ein Wasserstofftanksystem mit einem erfindungsgemäßen Magnetventil (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere ein Absperrventil für Wasserstofftanksysteme. Ferner betrifft die Erfindung ein Wasserstofftanksystem mit einem erfindungsgemäßen Magnetventil als Absperrventil.
  • Stand der Technik
  • Bei Magnetventilen mit großen Hüben, wie dies beispielsweise bei Absperrventilen für Wasserstofftanksysteme der Fall ist, kommen üblicherweise Magnetaktoren mit Tauchanker zum Einsatz. Denn bei diesen geht die Magnetkraft mit zunehmendem Abstand zwischen Anker und dessen feststehendem Anschlag weniger stark zurück als bei Flachankerkonstruktionen.
  • Aus der DE 10 2018 221 602 A1 geht beispielhaft eine Tankvorrichtung zur Speicherung von Wasserstoff mit einer elektromagnetisch betätigbaren Ventileinrichtung hervor, die ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes bewegliches Ventilelement zum Öffnen und Schließen einer Auslassöffnung aufweist. Das Ventilelement ist in Richtung des Ventilsitzes von der Federkraft einer Feder beaufschlagt, so dass bei unbestromter Magnetspule die Ventileinrichtung geschlossen ist. In Offenstellung gibt das Ventilelement eine Auslassöffnung mit einem Durchmesser sowie einen hieran anschließenden Durchlasskanal frei. Das Ventilelement bildet zugleich einen Magnetanker aus oder ist mit einem Magnetanker verbunden, der nach dem Tauchankerprinzip arbeitet. Wird die Magnetspule bestromt, bildet sich ein die Spule umschließendes Magnetfeld aus, dessen Feldlinien sich über einen Polkörper, ein Ventilgehäuse und den Magnetanker erstrecken. In der DE 10 2018 221 602 A1 sind die Außenhülse und der Innenpol im Polkörper einstückig ausgeführt. Der Polkörper beinhaltet sowohl einen hülsenförmigen Abschnitt, der die Magnetspule außen umschließt und so das Magnetfeld außerhalb der Magnetspule führt als auch einen Deckelabschnitt, der das Magnetventil oberhalb des Magnetankers abschließt und so den Innenpol und gleichzeitig den Hubanschlag für den Magnetanker ausbildet. Die Feldlinien verlaufen dabei über einen axialen Luftspalt zwischen dem Magnetanker und dem Deckelabschnitt des Polkörpers, so dass im Luftspalt eine Kraft entsteht, die den Magnetanker bzw. das Ventilelement gegen die Federkraft der Feder aus dem Dichtsitz erhebt und axial in Richtung des Polkörpers bewegt.
  • Bei der Ventileinrichtung der DE 10 2018 221 602 A1 bewegt sich der Magnetanker bzw. das Ventilelement in Wasserstoff. Das heißt, dass der Magnetanker von einem anderen Medium als Luft umgeben ist, so dass der den Magnetanker aufnehmende Ankerraum gegenüber dem Spulenraum, in dem die Magnetspule aufgenommen ist, abgedichtet werden muss. Auch hier bietet die Tauchankerkonstruktion Vorteile, da beispielsweise - wie in der DE 10 2018 221 602 A1 ausgeführt - ein hülsenförmiger Abschnitt des Ventilgehäuses zur Abdichtung genutzt werden kann. Dieser Abschnitt bildet zugleich den Außenpol und dient der Führung des Magnetankers. Alternativ kann eine separate Hülse zur Abdichtung sowie zur Führung des Magnetankers eingesetzt werden. Diese ist dann üblicherweise aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt, da sie andernfalls einen den Luftspalt überbrückenden Bypass für das Magnetfeld ausbildet. Die Magnetkraft wäre demnach stark reduziert. Bei Verwendung einer Hülse aus einem nichtmagnetischen Material kann die Hülse als radialer Luftspalt für das Magnetfeld betrachtet werden, der auch dann noch besteht, wenn der Magnetanker in seiner oberen Ruheposition am Außenpolkörper anliegt. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein magnetisches Kleben des Magnetankers sowohl am Außenpol als auch an seinem Hubanschlag vermieden wird. Zudem werden auf den Magnetanker aufgrund von Asymmetrien wirkende Querkräfte so deutlich reduziert.
  • Die Realisierung der Abdichtung und Führung über eine separate, nicht magnetische Hülse erweist sich jedoch als problematisch, wenn im Ankerraum hohe Drücke herrschen. In diesem Fall muss die Wandstärke der Hülse so ausgelegt sein, dass sie den dadurch auf sie ausgeübten Kräften standhält. Die Hülse muss daher eine entsprechend hohe Wandstärke aufweisen. Mit der Wandstärke der Hülse steigt auch der von dem Magnetfeld zu überbrückende radiale Luftspalt, den die Hülse darstellt. Entsprechend erhöht sich der Strombedarf zur Erzeugung des Magnetfelds. Um dieses Problem zu lösen, kann die Hülse aus einem ferromagnetischen Material hergestellt werden, wobei dann zwischen der Hülse und dem Außenpolkörper zur magnetischen Trennung eine Scheibe aus einem nichtmagnetischen Material eingelegt wird. Diese Scheibe muss sich axial auf Höhe des Luftspalts zwischen dem Magnetanker und dem Außenpolkörper befinden, so dass das Magnetfeld diesen Luftspalt nicht über einen ferromagnetischen Hülsenabschnitt umgehen kann. Dient ein hülsenförmiger Abschnitt des Ventilgehäuses der Abdichtung und Führung sowie der Ausbildung des Außenpols, kann - wie beispielhaft in der DE 10 2018 221 602 A1 dargestellt - analog verfahren werden. Der mit dieser Lösung einhergehende Nachteil besteht jedoch darin, dass es in Ermangelung eines Luftspalts im angezogenen Zustand des Magnetankers zu einem massiven magnetischen Kleben des Magnetankers am Außenpolkörper sowie am Hubanschlag kommen kann. Ferner können selbst bei leichter Desachsierung des Magnetankers innerhalb seines Führungsspiels Querkräfte auf den Magnetanker wirken, die zu nennenswerten Reibungskräften und damit Verschleiß im Führungsbereich führen. Der Versuch, den radialen Luftspalt durch ein größeres Führungsspiel zwischen dem Magnetanker und der Hülse zu realisieren, führt nur zu einer noch größeren Desachsierung des Magnetankers und damit zu noch größeren Reibkräften im Führungsbereich.
  • Eine bekannte Möglichkeit zur Reduzierung dieser Probleme ist das Einlegen einer dünnen, nichtmagnetischen Scheibe zwischen dem Magnetanker und dem Innenpol, die auch im angezogenen Zustand einen Restluftspalt gewährleistet. Auch kann die Geometrie des Hubanschlags so ausgelegt werden, dass ein mechanischer Kontakt zwischen dem Magnetanker und dem Innenpol nur auf einem sehr kleinen Teil der Innenpolfläche zustande kommt. Diese Lösungen haben aber jeweils den Nachteil, dass die Anschlagfläche zwischen dem Magnetanker und dem Innenpol sehr anfällig für Verschleiß wird, weil entweder der Anschlag an einem weichen zusätzlichen Bauteil erfolgt oder an einer stark reduzierten Anschlagfläche.
  • Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, hier Abhilfe zu schaffen, ohne die oben erwähnten Nachteile hervorzurufen. Insbesondere soll ein Magnetventil mit einem hubbeweglichen Magnetanker angegeben werden, der optimal geführt ist und nicht zum magnetischen Kleben neigt. Das Magnetventil soll insbesondere als Absperrventil für Wasserstofftanksysteme einsetzbar sein.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird das Magnetventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Darüber hinaus wird ein Wasserstofftanksystem mit einem erfindungsgemäßen Magnetventil angegeben.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das vorgeschlagene Magnetventil umfasst einen in einem Ankerraum aufgenommenen Magnetanker sowie eine den Magnetanker zumindest abschnittsweise umgebende Magnetspule, wobei der Magnetanker über eine den Ankerraum begrenzende ferromagnetische Hülse hubbeweglich geführt ist. Erfindungsgemäß weist der Magnetanker zur Ausbildung eines definierten radialen Luftspalts radial vorstehende steg- und/oder stiftartige Führungselemente auf. Bei dem vorgeschlagenen Magnetventil kann es sich insbesondere um ein Absperrventil für Wasserstofftanksysteme handeln.
  • Da die Hülse aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist, stellt sie für ein Magnetfeld keinen „radialen Luftspalt“ dar. Die Auslegung der Wandstärke der Hülse aufgrund der notwenigen Druckfestigkeit beeinflusst damit den Strombedarf für den Aufbau des Magnetfelds nicht nennenswert. Zugleich gilt es jedoch ein magnetisches Kleben des Magnetankers zu verhindern. Dies wird bei dem vorgeschlagenen Magnetventil dadurch erreicht, dass der „radiale Luftspalt“ nicht durch die Hülse, sondern durch die besondere Gestaltung des Magnetankers ausgebildet wird. Der Magnetanker weist hierzu steg- und/oder stiftartige Führungselemente auf, die in radialer Richtung über den eigentlichen Außenumfang des Magnetankers vorstehen, so dass einerseits der Magnetanker über die Führungselemente geführt ist, andererseits ein definierter radialer Luftspalt ausgebildet wird. Die Breite des Luftspalts in radialer Richtung entspricht dabei im Wesentlichen dem radialen Übermaß der Führungselemente gegenüber dem eigentlichen Außenumfang des Magnetankers. Abhängig von der dahinterliegenden Außenkontur des Magnetankers kann die Breite des Luftspalts über die gesamte axiale Länge des Magnetankers variieren.
  • Bei einer Bestromung der Magnetspule baut sich ein Magnetfeld auf, dessen Feldlinien zunächst vorrangig im Bereich der Führungselemente von der Hülse auf den Magnetanker übertreten. Vorzugsweise ist die axiale Ausdehnung der Führungselemente derart gewählt, dass bereits ein Bruchteil des magnetischen Gesamtflusses ausreicht, um diese in die magnetische Sättigung zu bringen. Der restliche magnetische Fluss tritt dann über die gesamte Magnetanker- bzw. Hülsenlänge gleichmäßig verteilt über. Auf diese Weise verbleibt stets ein radialer Luftspalt und die auf den Anker wirkenden Radialkräfte bleiben selbst im Fall einer Desachsierung innerhalb des Führungsspiels sehr gering.
  • Bei dem vorgeschlagenen Magnetventil kann die Hülse als separates Bauteil ausgeführt sein oder durch ein Gehäuseteil des Magnetventils ausgebildet werden. Ist letzteres der Fall, kann es sich bei dem Gehäuseteil sowohl um eine die Magnetspule umgebende Außenhülse als auch um eine in die Magnetspule eingreifende Hülse handeln, die dann den Außenpol des Magnetkreises ausbildet. Ferner kann das Gehäuseteil derart gestaltet sein, dass es sowohl die Außenhülse als auch den innerhalb der Magnetspule angeordnete Außenpol ausbildet. Durch Nutzung des Gehäuseteils zur Ausbildung des Außenpols ist sichergestellt, dass dieser aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist. Zudem kann eine separate Hülse zur Ausbildung des Außenpols und der Ankerführung entfallen. Damit fällt zugleich mindestens eine Dichtstelle weg.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente in einem axialen Abstand zueinander, vorzugsweise im Bereich eines oberen und eines unteren Endabschnitts des Magnetankers, angeordnet. Diese Anordnung verhindert eine Kippbewegung des Magnetankers, so dass dieser optimal geführt ist.
  • Zur Ausbildung der Führungselemente kann der Magnetanker Bereiche mit reduziertem Außendurchmesser, außenumfangsseitige Anschliffe und/oder außenumfangsseitige Nuten aufweisen. Die Führungselemente sind in diesem Fall einstückig mit dem Magnetanker ausgebildet bzw. Bestandteil des Magnetankers. Über Bereiche mit reduziertem Außendurchmesser können insbesondere stegartige Führungselemente ausgebildet werden, die sich über den Außenumfang des Magnetankers erstrecken. Zur Verringerung des Kontaktbereichs der stegartigen Führungselemente mit der Hülse können diese in Umfangsrichtung unterbrochen ausgeführt werden. Zur Unterbrechung können insbesondere Anschliffe und/oder Nuten vorgesehen werden.
  • Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Führungselemente als separate Ringe ausgebildet sind, die auf den Magnetanker aufgesetzt, insbesondere aufgepresst oder aufgeschrumpft, sind. Die Führungselemente bilden somit separate Bauteile aus und können demzufolge aus einem anderen Material als der Magnetanker gefertigt werden. Die Materialwahl kann insbesondere in Bezug auf die Funktion der Führungselemente getroffen werden. Besonders vorteilhaft ist es, die Führungselemente aus einem nichtmagnetischen Material zu fertigen. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Magnetanker mindestens eine Eindrehung zur Aufnahme der Ringe aufweist. Die Eindrehung führt zu einem verringerten Außendurchmesser des Magnetankers, so dass Platz für die ringförmigen Führungselemente geschaffen wird. Die Tiefe der Eindrehung ist jedoch geringer als die Breite der ringförmigen Führungselemente in radialer Richtung gewählt, so dass die Führungselemente das zur Ausbildung des radialen Luftspalts notwendige radiale Übermaß gegenüber dem Magnetanker besitzen. Sofern jeweils ein ringförmiges Führungselement in einem Endabschnitt des Magnetankers angeordnet ist, kann jeder Endabschnitt mit einer Eindrehung versehen sein. Über den die Eindrehung begrenzenden radial verlaufenden Absatz kann das Führungselement in axialer Richtung abgestützt werden. Allerdings verringern die endseitig vorgesehenen Eindrehungen die Ankerpolfläche. Alternativ kann daher auch nur eine einzige Eindrehung vorgesehen werden, die sich über fast die gesamte axiale Länge des Magnetankers erstreckt, jedoch einen Abstand zur Ankerpolfläche einhält. Die ursprüngliche Größe der Ankerpolfläche bleibt somit erhalten. Zur Einhaltung eines definierten axialen Abstands zwischen den Führungselementen, kann eine zwischen liegende Hülse, vorzugsweise aus ferromagnetischem Material, vorgesehen werden, die zusammen mit den Führungselementen im Bereich der Eindrehung auf den Magnetanker aufgesetzt, vorzugsweise aufgepresst oder aufgeschrumpft, wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Führungselemente als separate Stifte ausgebildet, die abschnittsweise in den Magnetanker eingesetzt, insbesondere eingepresst, sind. Über die Stifte kann der Kontaktbereich des Magnetankers mit der Hülse weiter reduziert werden. Da die Stifte separate Bauteile ausbilden, kann auch hier eine freie Materialwahl, insbesondere bezüglich deren magnetischen Eigenschaften, getroffen werden. Bevorzugt weist der Magnetanker mindestens eine Radialbohrung zur Aufnahme der Stifte auf. Die Radialbohrung kann als Durchgangsbohrung oder als Sackloch ausgeführt sein. Im letztgenannten Fall ist für jeden Stift ein Sackloch vorgesehen. In eine Durchgangsbohrung kann bzw. können entweder ein beidseits vorstehender Stift oder zwei einzelne Stifte eingesetzt, insbesondere eingepresst, werden. Sofern ein durchgehender Stift eingesetzt wird, kann dieser durch Überdrehen oder Überschleifen nachträglich auf Länge gebracht bzw. auf den genauen Führungsdurchmesser kalibriert werden. Vorzugsweise werden dabei die der Führung dienenden Stirnflächen mit einer Rundung versehen. Die Rundung kann insbesondere an den Innendurchmesser des Außenpols angepasst sein. Bei nur einseitig vorstehenden Stiften kann das Führungsspiel über die Einpresstiefe eingestellt werden. Bevorzugt sind die der Führung dienenden Stirnflächen der Stifte gerundet ausgeführt, wobei die Rundung insbesondere an den Innendurchmesser des Außenpols angepasst sein kann.
  • Vorteilhafterweise sind die die Führungselemente in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, insbesondere im gleichen Winkelabstand zueinander, angeordnet, so dass der Magnetanker gleichmäßig geführt ist. Die Anzahl der Führungselemente kann dabei variieren.
  • Ferner bevorzugt sind die Führungselemente aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt, so dass die Führungselemente aus magnetischer Sicht nicht den radialen Luftspalt zwischen dem Magnetanker und dem Außenpol überbrücken.
  • Des Weiteren bevorzugt liegt an einer Stirnfläche der Hülse eine nichtmagnetische Scheibe an. Die nichtmagnetische Scheibe dient der magnetischen Trennung zwischen der Hülse und einem weiteren Teil des Magnetkreises, wobei es sich beispielsweise um einen topfartig gestalteten Polkörper oder einen den Ankerraum begrenzenden ferromagnetischen Deckel handeln kann, an denen dann jeweils der Innenpol des Magnetkreises ausgebildet ist. Die nichtmagnetische Scheibe ist vorzugsweise auf Höhe eines axialen Luftspalts angeordnet, so dass mit Hilfe der nichtmagnetischen Scheibe die Ausbildung eines den axialen Luftspalt umgebenden Bypasses verhindert wird.
  • Darüber hinaus wird ein Wasserstofftanksystem vorgeschlagen, das mindestens einen Druckgasbehälter und ein erfindungsgemäßes Magnetventil zum Absperren des Druckgasbehälters umfasst. In dieser Anwendung kommen die Vorteile eines erfindungsgemäßen Magnetventils besonders deutlich zum Tragen. Denn der definierte Radialspalt im Führungsbereich des Magnetankers wirkt einem magnetischen Kleben entgegen. Zugleich ist der Magnetanker optimal geführt, so dass es nicht zu einer Desachsierung des Magnetankers kommt. Der Ankerraum ist zudem durch den als ferromagnetische Hülse ausgebildeten Außenpol hermetisch abgedichtet, so dass er mit Wasserstoff beaufschlagt werden kann. Da die Hülse aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist, kann die Wandstärke der Hülse derart bemessen werden, dass hohe Innendrücke möglich sind, ohne dass dies den Strombedarf des Magnetkreises erhöht.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
    • 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Magnetventil,
    • 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Magnetanker des Magnetventils der 1,
    • 3 a)-c) mögliche Querschnitte des Magnetankers der 2,
    • 4 einen schematischen Längsschnitt durch einen Magnetanker für ein erfindungsgemäßes Magnetventil,
    • 5 eine Draufsicht auf den Magnetanker der 4,
    • 6 einen schematischen Längsschnitt durch einen Magnetanker für ein erfindungsgemäßes Magnetventil und
    • 7 einen schematischen Längsschnitt durch einen weiteren Magnetanker für ein erfindungsgemäßes Magnetventil.
  • Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
  • Das in der 1 dargestellte Magnetventil 1 weist eine ringförmige Magnetspule 4 zur Einwirkung auf einen hubbeweglichen Magnetanker 3 auf, der als Tauchanker ausgeführt ist. Der Magnetanker 3 ist in einem Ankerraum 2 aufgenommen, der in radialer Richtung durch ein Gehäuseteil 8 begrenzt wird. Zur Führung des Magnetankers 3 bildet das Gehäuseteil 8 eine Hülse 5 aus, die den Ankerraum 2 von einem Spulenaufnahmeraum 15 trennt, in dem die Magnetspule 4 aufgenommen ist. Die Hülse 5 bildet gleichzeitig den Außenpol des Tauchanker-Magnetkreises aus. In axialer Richtung wird der Ankerraum 2 durch einen Deckel 16 begrenzt, der wie das Gehäuseteil 8 aus einem ferromagnetischen Material gefertigt ist. Der Deckel 16 bildet den Innenpol des Magnetkreises sowie gleichzeitig einen Hubanschlag für den Magnetanker 3 aus. Zur magnetischen Trennung des Deckels 16 von der den Außenpol bildenden Hülse 5 ist zwischen diesen eine nichtmagnetische Scheibe 14 eingelegt.
  • Wird die Magnetspule 4 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Magnetanker 3 in Richtung des Deckels 16 bewegt, um einen axialen Luftspalt 19 zu schließen. Die Rückstellung des Magnetankers 3 nach der Beendigung der Bestromung der Magnetspule 4 wird mit Hilfe einer Feder 17 bewerkstelligt.
  • Zur Ausbildung eines definierten radialen Luftspalts 6 weist der in der 1 dargestellte Magnetanker 3 stegartige Führungselemente 7 auf, die in einem axialen Abstand zueinander angeordnet sind, so dass diese jeweils in einem Endabschnitt des Magnetankers 3 zu liegen kommen. Die Führungselemente 7 sind einstückig mit dem Magnetanker 3 ausgebildet (siehe 2). Die Führung des Magnetankers 3 wird damit allein über die stegartigen Führungselemente 7 bewirkt. Entsprechend reduziert sich der Kontaktbereich zwischen dem Magnetanker 3 und der Hülse 5.
  • Die stegartigen Führungselemente 7 können umlaufend ausgebildet sein oder in Umfangsrichtung Unterbrechungen aufweisen. Wie beispielhaft in der 3a) dargestellt, können die stegartigen Führungselemente 7 durch Bereiche 9 mit reduziertem Außendurchmesser unterbrochen sein, so dass sich die stegartigen Führungselemente 7 jeweils nur über einen Teilumfangsbereich des Magnetankers 3 erstrecken. Der Winkelabstand der Führungselemente 7 zueinander ist dabei gleich gewählt. Alternativ können die Unterbrechungen durch Anschliffe 10 hergestellt werden. Diese Ausführungsform ist beispielhaft in der 3b) dargestellt. Eine weitere Ausführungsform zeigt die 3c).
  • Die Führungselemente 7 können zudem durch Stifte ausgebildet werden, die in mindestens eine Radialbohrung 13 des Magnetankers 3 eingesetzt, insbesondere eingepresst, werden. Diese Ausführungsform kann den 4 und 5 entnommen werden. Die dargestellten Radialbohrungen 13 sind jeweils als durchgehende Bohrungen ausgeführt und nehmen jeweils einen Stift auf, der gegenüber der Radialbohrung 13 eine Überlänge aufweist, so dass er mit beidseitigem Überstand in die Radialbohrung 13 einsetzbar, insbesondere einpressbar, ist. Anstelle eines Stifts können auch zwei Stifte von beiden Seiten in eine Radialbohrung 13 eingesetzt, insbesondere eingepresst, werden. Über die Einpresstiefe kann dann der radiale Überstand der Stifte und damit der radiale Luftspalt 6 eingestellt werden.
  • Alternativ oder ergänzend können ringförmige Führungselemente 7 vorgesehen sein. In diesem Fall weist der Magnetanker 3 bevorzugt mindestens eine Eindrehung 12 zur Aufnahme der ringförmigen Führungselemente 7 auf (siehe 6 und 7). In dem Ausführungsbeispiel der 6 ist an beiden Enden des Magnetankers 3 jeweils eine Eindrehung 12 vorgesehen. In dem Ausführungsbeispiel der 7 weist der Magnetanker 3 lediglich eine Eindrehung 12 auf, die sich jedoch über eine größere Länge des Magnetankers 3 erstreckt. Auf diese Weise bleibt eine möglichst große Ankerpolfläche 18 erhalten. Um die im Bereich der Eindrehung 12 auf den Magnetanker 3 aufgesetzten, insbesondere aufgepressten, ringförmigen Führungselemente 7 in einem axialen Abstand zueinander zu halten, ist zwischen diesen eine Hülse 11 angeordnet. Die ringförmigen Führungselemente 7 sind vorzugsweise aus nichtmagnetischem Material gefertigt. Die Hülse 11 ist vorzugsweise aus ferromagnetischem Material gefertigt. Über deren Außendurchmesser kann dann der radiale Luftspalt unabhängig vom Durchmesser des Magnetankers 3 im Bereich seiner Eindrehung 12 eingestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018221602 A1 [0003, 0004, 0005]

Claims (10)

  1. Magnetventil (1), insbesondere Absperrventil für Wasserstofftanksysteme, umfassend einen in einem Ankerraum (2) aufgenommenen Magnetanker (3) sowie eine den Magnetanker (3) zumindest abschnittsweise umgebende Magnetspule (4), wobei der Magnetanker (3) über eine den Ankerraum (2) begrenzende ferromagnetische Hülse (5) hubbeweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) zur Ausbildung eines definierten radialen Luftspalts (6) radial vorstehende steg- und/oder stiftartige Führungselemente (7) aufweist.
  2. Magnetventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) durch ein Gehäuseteil (8) ausgebildet wird.
  3. Magnetventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (7) in einem axialen Abstand zueinander, vorzugsweise im Bereich eines oberen und eines unteren Endabschnitts des Magnetankers (3), angeordnet sind.
  4. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) zur Ausbildung der Führungselemente (7) Bereiche (9) mit reduziertem Außendurchmesser, außenumfangsseitige Anschliffe (10) und/oder außenumfangsseitige Nuten aufweist.
  5. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (7) als separate Ringe ausgebildet sind, die auf den Magnetanker (3) aufgesetzt, insbesondere aufgepresst oder aufgeschrumpft, sind, wobei vorzugsweise der Magnetanker (3) mindestens eine Eindrehung (12) zur Aufnahme der Ringe aufweist.
  6. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (7) als separate Stifte ausgebildet sind, die abschnittsweise in den Magnetanker (3) eingesetzt, insbesondere eingepresst, sind, wobei vorzugsweise der Magnetanker (3) mindestens eine Radialbohrung (13) zur Aufnahme der Stifte aufweist.
  7. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (7) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, insbesondere im gleichen Winkelabstand zueinander, angeordnet sind.
  8. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (7) aus einem nicht magnetischen Material gefertigt sind.
  9. Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stirnfläche der Hülse (5) eine nichtmagnetische Scheibe (14) anliegt.
  10. Wasserstofftanksystem, umfassend mindestens einen Druckgasbehälter und Magnetventil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Absperren des Druckgasbehälters.
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