DE102022119474B4

DE102022119474B4 - Elektromagnetisch betätigbares Ventil mit durchströmbarer Ankerstange

Info

Publication number: DE102022119474B4
Application number: DE102022119474.4A
Authority: DE
Inventors: Ralph Wassermann
Original assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Current assignee: SVM Schultz Verwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 2022-08-03
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2042-08-04
Also published as: DE102022119474A1

Abstract

Vorgeschlagen wird ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (10), welches von einer Zentrallängsachse (A) durchgriffen ist, umfassend eine Spuleneinheit (20), welche wahlweise bestrombar ist zur Erzeugung eines Magnetfelds zur Bewegung eines Ankers (32) entlang der Zentrallängsachse (A), eine Ankereinheit (30), umfassenden den Anker (32) und eine Ankerstange (34), welche mit dem Anker (32) fest verbunden und in Längsrichtung (L) entlang eines Fluidpfades (P) durchströmbar ist, wobei die Ankerstange (34) als Hohlteil ausgebildet ist und einen durchströmbaren Ankerstangeninnenraum (38) sowie zumindest eine Öffnung (31a, 31b, 31c) zum Ankerstangeninnenraum (38) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der Praxis sind elektromagnetisch betätigbare Ventile bekannt, welche eine Spuleneinheit umfassen, die wahlweise bestrombar ist zur Erzeugung eines Magnetfelds zur Bewegung eines Ankers entlang einer Zentrallängsachse. Umfasst ist zudem eine Ankereinheit mit dem Anker und einer Ankerstange, welche mit dem Anker fest verbunden und in der Längs- und/oder Querrichtung von einem Fluid durchströmbar ist.
Aus der DE 10 2005 050 887 B3 ist ein Elektromagnet für hydraulische Ansteuerungen bekannt, umfassend einen hohlen Ankerstößel mit durchströmbarem Innenraum und außenumfangsseitigen Öffnungen. Die DE 10 2020 116 857 A1 offenbart einen Aktuator für ein Hydraulikventil und ein Hydraulikventil. Aus der US 2003 / 0 047 699 A1 geht ein elektromagnetisches Ventil hervor, welches einen Stößel und eine Lagerhülse mit mehreckigem Innendurchmesser für den Stößel aufweist. Die DE 10 2012 223 602 A1 offenbart einen Aktuator aus einer Formgedächtnislegierung.
Bislang bekannte Ankerstangen sind aus Vollmaterial ausgeführt und weisen per Materialentfernung eingebrachte Bohrungen auf, durch welche sie sodann durchströmbar sind. Derartige Bohrungen können zur Schwingungsdämpfung dienen, wenn ein Fluid bei der Ankerlängsbewegung verdrängt wird.
Bislang bekannte Ankerstangen und deren Bohrungen oder abgestufte Bohrungen sind jedoch aufwändig und kostenintensiv herstellbar, insbesondere da die Bohrungsdurchmesser in der Qualitätssicherung nur schwer prüfbar sind. Bislang bekannte Ankerstangen weisen zudem lediglich einen geringen Funktionsumfang auf, insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Schwingungsdämpfung.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung des oben genannten Standes der Technik.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9.
Erfindungsgemäß wird daher ein elektromagnetisch betätigbares Ventil gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen, welches von einer Zentrallängsachse durchgriffen ist, umfassend eine Spuleneinheit, welche wahlweise bestrombar ist zur Erzeugung eines Magnetfelds zur Bewegung eines Ankers entlang der Zentrallängsachse, eine Ankereinheit, umfassenden den Anker und eine Ankerstange, welche mit dem Anker fest verbunden und in Längsrichtung entlang eines Fluidpfades durchströmbar ist, wobei die Ankerstange als Hohlteil ausgebildet ist und einen durchströmbaren Ankerstangeninnenraum sowie zumindest eine Öffnung zum Ankerstangeninnenraum aufweist, wobei die Ankerstange zumindest eine Öffnung zu einer Ventilumgebung, zumindest eine weitere Öffnung zu einem ersten Raum und zumindest eine weitere Öffnung zu einem zweiten Raum umfasst.
Das elektromagnetisch betätigbare Ventil kann ein Elektromagnet sein. Das Ventil kann Teil eines Druckregelventils sein, vorzugsweise stromlos geschlossen. Denkbar ist, dass die Ankerstange des Ventils auf ein Schieberventil wirken kann. Erfindungsgemäß ist die Ankerstange ein Hohlteil und daher nicht mehr aus Vollmaterial gefertigt, in welches mittels Materialentfernung Bohrungen zur Durchströmbarkeit eingebracht werden müssen, die einen Ankerstangeninnenraum erzeugen. Die Durchströmbarkeit ergibt sich durch das Hohlteil als solches selbst und muss nicht mehr mittels Materialentfernung erzeugt werden - aufwändige und kostenintensive Bohrungen sind daher nicht mehr nötig. Zudem führt die Ankerstange als Hohlteil zu einem maximal großen Ankerstangeninnenraum für eine Durchströmung. Derart große Durchströmungsquerschnitte bei gleichzeitig dünner Wandstärke sind mittels Bohrungen im Vollmaterial nicht herstellbar.
Die vorgeschlagene Ankerstange ist als Hohlteil vorgesehen, bei welcher verhältnismäßig komplexe Konturen in einem Bearbeitungsschritt realisiert werden können. Neben der deutlich günstigeren Herstellung kann gleichzeitig die Masse einer solchen Ankerstange reduziert werden, was insgesamt die Masse des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ventils erheblich verringert, was einerseits Ressourcen spart und andererseits auch erlaubt, das Ventil kostengünstiger sowie auch leichter zu realisieren. Die vorgeschlagene Ankerstange als Hohlteil kann zudem in besonderer Weise einer Schwingungsdämpfung dienen, wenn Fluid bei Ankerlängsbewegung durch den Ankerstangeninnenraum verdrängt wird. Hierbei kann das Fluid entlang eines Fluidpfades oder Dämpfungspfades fließen, der zumindest abschnittsweise durch die Ankerstange verläuft.
Die Ankerstange kann gebildet sein aus einer Wandung, insbesondere mit geringer Wandstärke. Die Wandung kann über ihre ganze Länge einen Ankerstangeninnenraum begrenzen, zumindest umfangsseitig. Sie kann innen vollständig hohl sein. Da die Ankerstange als Hohlteil ausgebildet ist, kann sie frei von einer eingebrachten Bohrung zur Ausbildung des Ankerstangeninnenraums ausgestaltet sein. Der Ankerstangeninnenraum ist somit nicht durch Materialentfernung, sondern durch Begrenzen mittels Wandung der Ankerstange erzeugt.
Die zumindest eine Öffnung kann umfangsseitig in der Wandung ausgebildet sein und/oder sich in Radialrichtung erstrecken, bezogen auf die Zentrallängsachse. Dadurch ist der Ankerstangeninnenraum über die entsprechende Öffnung zur Ankerstangenumgebung geöffnet und fluidisch verbunden oder verbindbar. Die Ankerstange weist zumindest zwei Öffnungen auf, um einen Fluidpfad ein- und wieder ausführen zu können.
Mittels Ankerstange als Hohlteil und der zumindest einen Öffnung können unterschiedliche Bereiche miteinander fluidisch verbunden werden. So kann beispielsweise ein erster Raum (beispielsweise ein Ankerraum), der über eine Öffnung mit dem Ankerstangeninnenraum verbunden ist, mit einer Ventilumgebung verbunden werden. Die Ankerstange umfasst zumindest eine Öffnung zu einem ersten Raum, insbesondere zum Ankerraum, und zumindest eine weitere Öffnung umfasst, insbesondere zur Ventilumgebung. Fluid kann somit aus dem ersten Raum durch die entsprechende Öffnung und durch den Ankerstangeninnenraum via der weiteren Öffnung und dann zur Ventilumgebung strömen und/oder zurück. Die Erfindung kann somit in einfacher Weise dem Füllen und evtl. Leeren des ersten Raums oder des Ventils mit Fluid, beispielsweise Hydrauliköl dienen. Hierzu kann Fluid entlang eines Fluidpfades oder Füllpfades fließen. Ohne diese Strömung könnte sich der erste Raum oder Ankerraum durch Lagerspalte im Betrieb über einen längeren Zeitraum auch füllen und leeren, jedoch nicht in einer ausreichend deterministischen Art und Weise. Das Dämpfungsniveau wäre für die Regelungstechnik dann jedoch zu ungenau vorhersagbar.
Mittels Ankerstange als Hohlteil und der zumindest einen Öffnung können auch unterschiedliche Bereiche innerhalb des Ventils miteinander fluidisch verbunden werden. So kann beispielsweise ein erster Raum (beispielsweise ein Ankerraum), der über eine Öffnung mit dem Ankerstangeninnenraum verbunden ist, mit einem zweiten Raum (beispielsweis einem Jochraum), verbunden werden, der über eine weitere Öffnung mit dem Ankerstangeninnenraum verbunden ist. Die Ankerstange umfasst zumindest eine Öffnung zu einem ersten Raum, insbesondere zum Ankerraum, und zumindest eine weitere Öffnung zu einem zweiten Raum umfasst, insbesondere zum Jochraum. Der erste Raum kann zur einen Axialseite des Ankers angeordnet sein und der zweite Raum kann zur anderen Axialseite des Ankers angeordnet sein. Fluid kann somit aus dem ersten Raum durch die entsprechende Öffnung, durch den Ankerstangeninnenraum zur anderen Öffnung und dann in den zweiten Raum strömen und/oder zurück. Diese Strömung kann der Schwingungsdämpfung dienen, wenn Fluid bei Ankerlängsbewegung vom einen Raum in den anderen verdrängt wird.
Erfindungsgemäß ist die Kombination daraus, so dass die Ankerstange zumindest eine Öffnung zu einer Ventilumgebung, zumindest eine weitere Öffnung zu einem ersten Raum, insbesondere zum Ankerraum, und zumindest eine weitere Öffnung zu einem zweiten Raum umfasst, insbesondere zum Jochraum.
Der erste Raum oder Ankerraum kann zur kernseitigen Axialseite des Ankers angeordnet sein. Der erste Raum oder Ankerraum kann beispielsweise umfangsseitig von der Spule oder einem Spulenträger und axial einends vom Joch und Anker und axial anderenends vom Kern begrenzt sein. Der zweite Raum oder Jochraum kann zur jochseitigen Axialseite des Ankers angeordnet sein. Er kann beispielsweise umfangsseitig vom Joch, axial einends vom Anker und axial anderenends von einem Ventildeckel oder anderen Bauteil begrenzt sein. Der erste und zweite Raum oder der Ankerraum und der Jochraum können separate Räume sein.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange bzw. das Hohlteil ein Tiefziehteil, ein Stanzrollteil, ein additiv hergestelltes Teil oder ein Spritzgussteil sein. Alle diese Teile sind in besonders einfacher Weise als Hohlteile ausbildbar. Die Ankerstange als Tiefziehteil oder Stanzrollteil kann zum Beispiel aus Metall wie zum Beispiel Werkzeugstahl oder ähnlichem, gebildet sein, wodurch sich die Herstellung eines solchen Teils erheblich verbilligt. Die Ankerstange als additiv hergestelltes Teil kann aus einem polymerbasierten oder metallbasierten Material gefertigt sein, vorzugsweise mittels direkter Fertigung, bei welcher die Ankerstange mit vollwertigen Eigenschaften direkt durch den additiven Aufbau erzeugt wird. Die Ankerstange als Spritzgussteil kann aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Thermoplasten gebildet sein.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange oder zumindest deren Wandung einstückig ausgebildet sein, also aus einem einzigen Stück bestehen. Sie kann daher frei von gefügten Einzelteilen sein. Dadurch ist die Ankerstange kostengünstig herstellbar, da auf Fügeoperationen zu Herstellung der Ankerstange verzichtet werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange eine Materialstärke im Bereich von 0,15 mm bis 0,4 mm haben, vorzugsweise von 0,25 mm. Die Materialstärke kann für die gesamte Ankerstange gelten; die Ankerstange kein eine gleichbleibende Materialstärke aufweisen. Diese Werte können die Materialstärke der Wandung sein. Diese überraschend kleinen Wandstärken stellen ein Optimum dar, zwischen kostengünstiger Herstellung/geringem Materialeinsatz/geringer Masse einerseits und ausreichender Stabilität über die Lebensdauer andererseits.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, welche in Längsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind und/oder Öffnungsgruppen aufweisen, die aus Öffnungen gebildet sind, welche in Längsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Öffnungen unterschiedliche Durchmesser und/oder die Öffnungsgruppen unterschiedliche Durchmessersummen aufweisen können. Die Durchmessersumme, also die Summe der durchströmbaren Querschnitte jeder Öffnung der entsprechenden Öffnungsgruppe, ist eine Fläche.
Hierdurch ist der Ankerstangeninnanraum mit diversen Bereichen fluidisch verbindbar. Eine Öffnungsgruppe kann aus Öffnungen gebildet sein, welche den Ankerstangeninnenraum mit dem selben Raum aus der Ankerstangenumgebung und mit derselben Ventilumgebung verbinden. Die Öffnungen einer Öffnungsgruppe können in Längsrichtung versetzt und/oder in Umfangsrichtung versetzt sein.
Eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen einer Öffnungsgruppe, kann/können fluidisch mit dem ersten Raum verbunden sein. Eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen einer Öffnungsgruppe, kann/können fluidisch mit dem zweiten Raum verbunden sein. Eine Öffnung oder die mehreren Öffnungen einer Öffnungsgruppe, kann/können fluidisch mit der Ventilumgebung verbunden sein. Hierdurch können in einfacher Weise diverse Bereiche fluidisch miteinander verbunden werden, so dass mitunter auch auf fluidführende Bohrungen, wie beispielsweise Ausgleichsbohrungen, im Anker selbst zum Verdrängungsausgleich bei Ankerlängsbewegung verzichtet werden kann. Der Anker kann daher frei sein von fluidführenden Bohrungen sein, wodurch er kostengünstiger herstellbar ist.
Denkbar ist, dass die Ankerstange zumindest eine dritte Öffnung oder dritte Öffnungsgruppe aufweist, die zum zweiten Raum, beispielsweise zum Jochraum geöffnet ist/sind und/oder eine zweite Öffnung oder zweite Öffnungsgruppe aufweist, die zum ersten Raum, beispielsweise zum Ankerraum geöffnet ist/sind und/oder eine erste Öffnung oder erste Öffnungsgruppe aufweist, die zur Ventilumgebung geöffnet ist/sind. Denkbar ist, dass die ersten und/oder zweiten und/oder dritten Öffnungen und/oder Öffnungsgruppen zu demselben Ankerinnenraum öffnen.
Die Öffnungen und/oder Öffnungsgruppen entlang der Längsachse können unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Die dritte Öffnung oder dritte Öffnungsgruppe kann insbesondere die kleinsten Durchmesser/Durchmessersumme der Öffnungen und/oder Öffnungsgruppen aufweisen.
Die dritte Öffnung oder dritte Öffnungsgruppe kann insbesondere dadurch der hydraulischen Dämpfung dienen, wenn der Anker eine Längsbewegung ausführt (z. B. ungewollt durch Schwingungen eines an das Ventil anschließbaren Schieberventils) und dadurch Fluid zwischen dem dritte Raum und zweiten Raum zu den beiden Seiten des Ankers wechselseitig verschoben wird.
Die zweite Öffnung oder zweite Öffnungsgruppe kann insbesondere einen größeren Durchmesser/Durchmessersumme als die dritte Öffnung und/oder dritte Öffnungsgruppe und/oder als die erste Öffnung und/oder erste Öffnungsgruppe aufweisen, um keine Fluidengstellen zu verursachen. Die zweite Öffnung oder zweite Öffnungsgruppe kann insbesondere der Füllung und Leerung des Ankerraums dienen.
Die erste Öffnung oder erste Öffnungsgruppe kann insbesondere einen größeren Durchmesser/Durchmessersumme als die dritte Öffnung und/oder dritte Öffnungsgruppe und/oder einen kleineren als die erste Öffnung und/oder erste Öffnungsgruppe aufweisen. Die erste Öffnung oder erste Öffnungsgruppe kann je nach Stellung der Ankerstange verschlossen sein, vorzugsweise vom Kern, wodurch ein durch die die erste Öffnung oder erste Öffnungsgruppe führende Strömung drosselbar oder unterbrechbar ist. Denkbar ist, dass der Kern eine Kernlängsbohrung aufweist, in welcher die Ankerstange angeordnet ist. Die Kernlängsbohrung kann gestuft ausgebildet sein und/oder eine Steuerkante ausbilden, die mit der ersten Öffnung oder ersten Öffnungsgruppe zusammenwirkt, um sie zu öffnen oder zu verschließen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Durchmesser der dritten Öffnung oder der dritten Öffnungen jeweils 0,8 mm betragen. Die Durchmessersumme, also die durchströmbare Querschnittsfläche, der dritten Öffnungsgruppe kann 1,006 mm² betragen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Durchmesser der zweiten Öffnung oder der zweiten Öffnungen jeweils mindestens 1,0 mm, beispielsweise 1,5 mm betragen. Die Durchmessersumme, also die durchströmbare Querschnittsfläche, der zweiten Öffnungsgruppe kann mindestens 1,57 mm², beispielsweise 3,534 mm² betragen. Denkbar ist jedoch, dass die zweite Öffnung, alle zweiten Öffnungen oder die zweite Öffnungsgruppe größere Durchmesser oder Durchmessersummen hat/haben, als die die dritte Öffnung, alle dritten Öffnungen oder die dritte Öffnungsgruppe, um keine Einschnürung der Fluidströmung zu verursachen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Durchmesser der ersten Öffnung oder der ersten Öffnungen jeweils 1,0 mm betragen. Die Durchmessersumme, also die durchströmbare Querschnittsfläche, der ersten Öffnungsgruppe kann 1,57 mm² betragen.
Es ist erkannt wurden, dass die Wirkung nicht an die konkret genannten Werte der Durchmesser und Durchmessersummen gebunden ist, sondern auch in deren Nachbarbereichen vorliegt, beispielsweise in einem Wertebereich, der in beide Richtungen um bis zum 10% vom konkret genannten Wert abweicht.
Es ist ferner erkannt wurden, dass die Wirkung nicht an eine kreisförmige Öffnung gebunden ist, sondern sich die konkret genannten Werte der Durchmesser auch umrechnen lassen auf durchströmbare Querschnittsflächen, so dass auch andersförmige Öffnungen denkbar sind.
Es ist zudem erkannt wurden, dass verschiedenen Durchmesser und Durchmessersummen genutzt werden können, um bei Ventilvarianten unterschiedliche Dämpfungen einzustellen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann es einen Kern umfassen, welcher zumindest eine Öffnung, beispielsweise die erste Öffnung, oder eine Öffnungsgruppe, beispielsweise die erste Öffnungsgruppe, vorzugsweise alle ersten Öffnungen, wahlweise je nach Stellung der Ankerstange schließt oder zumindest teilweise freigibt. Hierzu kann der Kern eine Kernlängsbohrung aufweisen, vorzugsweise gestuft mit größerem und kleinerem Durchmesser. Der kleine Durchmesser kann nur unwesentlich größer sein, als der Außendurchmesser der Ankerstange im entsprechenden Bereich, um möglichst sicher zu schlie-ßen. Die Ankerstange kann in der Kernlängsbohrung angeordnet sein. Die Ankerstange kann beispielsweise in einer ersten Endlage so zu dem Kern angeordnet sein, dass die Öffnung(en)/Öffnungsgruppe in der Kernlängsbohrung oder im kleiner Durchmesser der Kernlängsbohrung angeordnet sind und ein Schließen erfolgt, wodurch ein Strömen durch diese Öffnungen zumindest teilweise abgedrosselt wird. Die Ankerstange kann beispielsweise in einer zweiten Endlage so zu dem Kern angeordnet sein, dass die Öffnung(en)/Öffnungsgruppe nicht in der Kernlängsbohrung oder im größeren Durchmesser der Kernlängsbohrung angeordnet sind und ein Öffnen erfolgt, wodurch ein Strömen durch diese Öffnungen ermöglicht wird, beispielsweise zur Fluidfüllung des Ventils. Nach Fluidfüllung bei beispielsweise voll ausgefahrener Ankerstange in der zweiten Endlage kann dadurch im Betrieb des Ventils bei eingefahrener Ankerstange möglichst wenig Fluidverlust auftreten. Zudem wird ein Eintritt von verschmutztem Fluid in das Ventil verhindert.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die durchströmbare Querschnittsfläche im Ankerinnenraum größer sein, als jede Öffnung und/oder jede Öffnungsgruppe. Dadurch wird eine Fluidengstelle im Ankerinnenraum vermieden.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange in Längsrichtung abgestufte Bereiche aufweisen, vorzugsweise drei abgestufte Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern. Ein erster Bereich kann dem Joch zugewandt und/oder endseitig axial offen sein, beispielsweise ein Jochbereich. Der erste Bereich kann den größten Durchmesser der Bereiche aufweisen, wodurch Bauteile, wie ein Klemmelement oder ein Füllkörper, in einfacher Weise in die Ankerstange eingeführt werden können, ohne dort zu verklemmen.
Ein zweiter Bereich, der sich in Längsrichtung unmittelbar an den ersten Bereich anschließen kann, vorzugsweise ein Ankerbereich, kann einen kleineren Durchmesser als der erste Bereich haben. Der Ankerbereich kann in einer Ankerlängsbohrung angeordnet sein. Denkbar ist, dass ein Luftraum im radialen Zwischenbereich zwischen Ankerstange und Anker angeordnet ist. Denkbar ist, dass der Anker einen Radialvorsprung aufweist der an der Ankerstange anliegt und in Längsrichtung versetzt dazu eine Durchmesserstufe der Ankerstange ausgebildet ist, die am Anker, insbesondere der Ankerlängsbohrung, anliegt. Zwischen Radialvorsprung und Durchmesserstufe kann der Luftraum ausgebildet sein. Dieser Luftraum kann benachbart zum Ankerbereich angeordnet sein. Der Luftraum kann der Befestigung von Anker und Ankerstange dienen, denn der Luftraum kann genutzt werden, um ein radiales Ausspreizen der Ankerstange bis an eine feste Anlage am Anker durch das Einpressen eines Elements, beispielsweise des Klemmelements, zu erzeugen. Ohne einen Luftraum, der ein Ausspreizen der Ankerstange ermöglicht, könnte beispielsweise das Klemmelement, einen zu festen Presssitz ausbilden. Der Luftraum dient auch der Verwendung größerer Fertigungstoleranzen von Anker, Ankerstange, Klemmelement und Füllkörper.
Ein dritter Bereich, der sich in Längsrichtung unmittelbar an den zweiten Bereich anschließen kann, vorzugsweise ein Kernbereich, kann einen kleineren Durchmesser als der zweite Bereich haben. Er kann im Kern oder dessen Kernlängsbohrung angeordnet sein und dort eintauchen. Zwischen benachbarten Bereichen (Jochbereich, Ankerbereich, Kernbereich) kann jeweils eine Durchmesserstufe ausgebildet sein.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange einends axial geschlossen sein. Der Abschluss kann durch die Wandung der Ankerstange selbst erfolgen. Dieser Abschluss kann einen Hohlschalenabschnitt ausbilden, der bezüglich des Ankerstangeninnenraums konvex verlaufen kann, was der günstigen Herstellbarkeit und Abstützung von Bauteilen dient. Dieser Abschluss kann jedoch auch eine ebene Stirnseite der Wandung sein.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Ankerstange einen Ankerstangendeckel umfassen, der ein separates Teil zur Wandung der Ankerstange ist. Der Ankerstangendeckel kann fest verbunden sein. Dadurch dient der Ankerstangendeckel, um daran Bauteile abzustützen, die sich im Ankerstangeninnenraum befinden. Der Ankerstangendeckel kann zum Fluidausgleich einen oder mehrere Durchgriffe aufweisen, welche(r) den Ankerstangeninnenraum zur Ankerstangenumgebung öffnet/öffnen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Anker axial einends konisch in Richtung einer Öffnung, mehrerer Öffnungen oder einer Öffnungsgruppe zulaufen. Dadurch kann ein Fluid in vorteilhafter Weise durch den konischen Verlauf in Richtung der Öffnung(en) oder Öffnungsgruppe gedrängt werden, was zu einer schnelleren Verstellzeit führen kann. Der Anker kann dort einen zur Ankerstange hin gerichteten Konusverlauf aufweisen. Die Konusfläche und die Umfangsfläche der Ankerstange können einen spitzen Winkel einschließen. Vorzugsweise stößt die Konusfläche an die Umfangsfläche der Ankerstange im Bereich der entsprechenden Öffnung(en) oder Öffnungsgruppe, vorzugsweise maximal um die Längserstreckung der entsprechenden Öffnung(en) oder Öffnungsgruppe entfernt. Dadurch kann das Fluid unmittelbar zu der/den Öffnung(en) oder der Öffnungsgruppe gedrängt werden, ohne unerwünschte Verwirbelungen zu erzeugen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann im Ankerstangeninnenraum ein Füllkörper angeordnet sein. Der Füllkörper füllt den Ankerstangeninnenraum zumindest teilweise aus und reduziert das freie Volumen des Ankerstangeninnenraums. Der Füllkörper ist separates Element zur Ankerstange, insbesondere zu dessen Wandung und zu einem Ankerstangendeckel. Der Füllkörper kann fest mit der Ankerstange verbunden sein, beispielsweise verklemmt. Dadurch können im Füllkörper selbst oder zwischen dem Füllkörper und der Ankerstange durchströmbare Bereiche ausgebildet werden. Der Füllkörper kann zumindest einen Kanal aufweisen, welcher bislang als Bohrung im Vollmaterial einer bekannten Ankerstange ausgebildet werden musste. Der zumindest eine Kanal kann an zumindest eine Öffnung/Öffnungsgruppe fluidisch anbinden. Auch damit können Fluidkanäle oder durchströmbare Bereiche und eine Dämpfungsfunktion in einfacher Weise realisiert werden. Die Paarung aus der Ankerstange als Hohlteil und dem Füllkörper ist zudem erheblich kostengünstiger als bohrungsumfassende Ankerstangen aus Vollmaterial, da Varianten in einfacher Weise durch andere Paarungen der Bauteile hergestellt werden können.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Füllkörper als Spritzgussteil und/oder aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Thermoplasten gebildet sein. Dadurch ist er in einfacher Weise und kostengünstig herstellbar, sowie an komplexe Geometrieanforderungen anpassbar.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Füllkörper einen Zylinderabschnitt aufweisen, der vorzugsweise Durchmesserstufen aufweist, um durchströmbare Querschnitte einstellen zu können. Der Zylinderabschnitt kann mit der radial benachbarten Wandung der Ankerstange zumindest einen durchströmbaren Bereich für den Fluidpfad begrenzen, der querschnittlich ringförmig ist. Vorzugsweise erstreckt sich dieser durchströmbare Bereich zumindest über die gesamte Längsdistanz zwischen benachbarten Öffnungen/Öffnungsgruppen, um keine Fluidengstellen zu verursachen. Vorzugsweise erstreckt sich dieser durchströmbare Bereich über die gesamte Längsdistanz zwischen in Längsrichtung entferntesten Öffnungen/Öffnungsgruppen, um keine Fluidengstellen zu verursachen. Der Zylinderabschnitt kann einen geringeren Durchmesser aufweisen als ein Kopfabschnitt des Füllkörpers. Der Zylinderabschnitt kann auch als Fluidführungsabschnitt bezeichenbar sein.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann sich der Füllkörper axial an der Wandung der Ankerstange, am Ankerstangendeckel, an einer Bördelung oder am Klemmelement abstützen. Dadurch ist der Füllkörper mit möglichst geringem Aufwand in Längsrichtung gesichert.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann sich der Füllkörper radial an der Wandung der Ankerstange oder am Ankerstangendeckel abstützen. Der Füllkörper kann hierzu einends oder beidends (jeweils) einen Kopfabschnitt aufweisen, dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser der Wandung der Ankerstange presspassend korrespondiert. Hierdurch kann eine Fluiddichtigkeit erreicht werden. Dadurch ist der Füllkörper mit möglichst geringem Aufwand in Radialrichtung gesichert.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Füllkörper frei von einer radialen Abstützung sein. Dies ist besonders für den Fall vorteilhaft, dass aufgrund von Temperaturschwankungen im Betrieb und möglichen Toleranzen keine radiale Presspassung zwischen Füllkörper und radial dazu angeordneten Wandung der Ankerstange möglich ist. Hierzu kann die Wandung der Ankerstange axial einends einen Hohlschalenabschnitt ausbilden, in dem sich der Füllkörper axial abstützt. Das Abstützen im Hohlschalenabschnitt dient zudem in einfacher Weise einer Zentrierung des Füllkörpers im Ankerstangeninnenraum. In Längsrichtung gegenüberliegend kann sich der Füllkörper am Klemmelement abstützen oder von diesem gepresst sein. Der Füllkörper kann hierzu einends oder beidends (jeweils) einen Kopfabschnitt aufweisen, dessen Außendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Wandung, so dass eine Spielpassung ausgebildet ist.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann im Ankerstangeninnenraum das Klemmelement angeordnet sein, beispielsweise eine Klemmkugel. Der Klemmelement ist separates Element zur Ankerstange, insbesondere zu dessen Wandung. Das Klemmelement kann selbst eine radiale Presspassung mit der Wandung der Ankerstange ausbilden, um eine Fluiddichtigkeit zu erzeugen. Dies ist vorteilhaft, wenn der Füllkörper aufgrund eines radialen Spiels keine Fluiddichtigkeit erzeugen kann. Das Klemmelement kann in die Ankerstange eingepresst sein und dem Verklemmen des Füllkörpers dienen. Dadurch muss sich der Füllkörper selbst nicht verklemmen, wobei dann Temperaturschwankungen und Toleranzen bezüglich des Füllkörpers vernachlässigt werden können. Das Klemmelement kann alternativ oder zusätzlich zum radialen Ausspreizen der Ankerstange bis an eine feste Anlage an den Anker verwendet werden. Dieser klemmelementverursache Verpressung kann andere Verpressungen zwischen Ankerstange und Anker unterstützen, beispielsweise zwischen Radialvorsprung des Ankers/Ankerstange und Durchmesserstufe der Ankerstange/Anker.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann sich der Füllkörper über mindestens die halbe Längserstreckung der Ankerstange erstrecken, vorzugsweise über mindestens 2/3 oder ¾ der Längserstreckung, weiter bevorzugt über die ganze Längserstreckung. Je nach Ausgestaltung kann somit ein Fluid-Totraum beeinflusst werden oder Raum für weitere Bauteile geschaffen werden. Zudem kann dadurch der durchströmbare Bereich in Längsrichtung begrenzt werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann eine Lagerbuchse vorgesehen sein, welche in Längsrichtung ragende Antiklebvorsprünge aufweist, gegen welche der Anker in einer Endlage anliegen kann, und/oder einen Lagerringabschnitt aufweist, welcher außenumfangsseitig zur Ankerstange und diese lagernd angeordnet sein kann. Die Lagerbuchse kann mit dem Kern fest verbunden sein, beispielsweise verklemmt. Die Antiklebvorsprünge verhindern ein magnetisches Kleben des Ankers und ein leichtes Lösen und Rückstellen. Der Lagerringabschnitt weist einen Innendurchmesser auf, der nur unwesentlich größer sein kann, als der entsprechende Außendurchmesser der Ankerstange. So kann eine Gleitlagerung ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Lagerbuchse zumindest abschnittsweise einen vieleckigen Querschnitt aufweisen, vorzugsweise einen fünfeckigen Querschnitt. Dieser Bereich kann auch als Vieleckabschnitt bezeichnet sein. Die Lagerbuchse kann über den Vieleckabschnitt mit dem Kern verbunden sein. Der Vieleckabschnitt ermöglicht die Verarbeitung größerer Durchmessertoleranzen ohne starke Abhängigkeit der Einpresskräfte beim Fügen in die Kernlängsbohrung, da das Materialübermaß in die freien Bereiche zwischen den Ecken in die Kernlängsbohrung ausweichen kann. Daher ergibt die geometrisch etwas anspruchsvollere Lagerbuchse schlussendlich jedoch aufgrund gröber zulässigerer Fertigungstoleranzen und einer garantiert sicheren Verbindung zum Kern keinen fertigungstechnischen Mehraufwand. Zudem sind die Haltekräfte der Pressverbindung zwischen Lagerbuchse und Kern konstanter, da die Federwirkung des Vieleckabschnitts auch hier hilft die relevanten Werte zu stabilisieren. Es ergibt sich eine flachere Korrelationskurve aus Übermaß und Haltekraft.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die Lagerbuchse einen in Radialrichtung ragenden Kragenabschnitt aufweisen, der die Antiklebvorsprünge umfasst. Die Lagerbuchse kann einen Vieleckabschnitt aufweisen, der den vieleckigen Querschnitt aufweist. Kragenabschnitt, Vieleckabschnitt und Lagerringabschnitt können unterschiedliche Abschnitte sein und sich in Längsrichtung unmittelbar aneinander anschließen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann im Ankerstangeninnenraum ein Formgedächtnisstellelement und ein in Längsrichtung verschiebbar gelagertes Schieberelement angeordnet sein, wobei sich das Formgedächtnisstellelement gegen das Schieberelement abstützt, um es relativ zu zumindest der einen Öffnung in Längsrichtung entlang einer Stellrichtung zu verschieben. Das Formgedächtnisstellelement kann zwischen einem expandierten Formzustand und einem kontrahierten Formzustand verstellbar sein, vorzugsweise auch in eine Zwischenstellung. Die Verstellung kann thermisch verursacht sein. Durch das Verschieben können verschiedene Stellpositionen des Schieberelements erreicht werden. Das Verschieben führt dazu, dass eine dem Schieberelement zugeordnete Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe teilweise oder ganz geschlossen und/oder teilweise geöffnet oder ganz geöffnet werden kann. Das Schieberelement kann den jeweiligen durchströmbaren Querschnitt reduzieren, schließen und/oder freigeben. Durch diese Ausgestaltung kann thermisch verursacht Einfluss auf das Dämpfungsvermögen genommen werden. In einer exemplarischen Stellposition des Schieberelements, das Formgedächtnisstellelement ist beispielsweise kontrahiert, kann ein Fluidstrom durch zugeordnete Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe geschlossen sein. Dies führt zu einer hohen Dämpfung über eine Ankerlängsbewegung bei fluidgefüllten Räumen. In einer anderen exemplarischen Stellposition des Schieberelements, das Formgedächtnisstellelement ist beispielsweise expandiert, kann ein Fluidstrom durch zugeordnete Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe geöffnet sein. Dies führt zu einer bypassartigen Situation mit geringer Dämpfung über eine Ankerlängsbewegung bei fluidgefüllten Räumen.
Das Formgedächtnisstellelement kann aus einer thermisch anregbaren Formgedächtnislegierung ausgebildet sein und weist vorzugsweise einen sog. Zweiweg-(Memory-)Effekt auf, um durch Formänderung zu expandieren und zu kontrahieren. Formgedächtnislegierungen können sich durch den Zweiweg-Effekt an zwei Formen „erinnern“. Das Formgedächtnisstellelement weist in einem expandierten Formzustand eine größere Längserstreckung auf als in dem kontrahierten Formzustand. Hierdurch kann in einfacher Weise das Schieberelement in Längsrichtung bewegt werden.
Ob das Formgedächtnisstellelement nun so angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass es zum Öffnen/Teilöffnen oder Schließen/Teilschließen der zugeordneten Öffnung(en) führt, kann davon abhängig gemacht werden, ob im Betriebszustand bei warmer Umgebung oder kalter Umgebung (die Umgebungstemperatur kann die auf das Formgedächtnisstellelement einwirkende Temperatur sein) mehr oder weniger Dämpfung gewünscht ist.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement in zumindest einem seiner beiden Formzustände, vorzugsweise in beiden, spiralförmig ausgestaltet sein. Dadurch kann trotz begrenzten Bauraums innerhalb der Ankerstange ein verhältnismäßig großer Hub in Längsrichtung realisiert werden.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement im Zwischenraum von Füllkörper und Wandung der Ankerstange angeordnet sein. Das Formgedächtnisstellelement kann somit bauraumsparend im ohnehin für die Durchströmung vorgesehenen Bereich angeordnet sein, beispielsweise im querschnittlich ringförmigen Bereich. Gerade die spiralförmige Ausbildung stellt ein vernachlässigbares Strömungshindernis dar.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann sich das Formgedächtnisstellelement axial am Ankerstangendeckel, Hohlschalenabschnitt, einer Stirnseite der Wandung der Ankerstange oder am Füllkörper abstützen. Anderenends stützt es sich am Schieberelement ab. Auch hierdurch kann Bauraum in vorteilhafter Weise eingespart werden, da kein dezidiertes Abstützelement vorgesehen werden muss.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement mit dem Schieberelement fest verbunden sein, so dass das Formgedächtnisstellelement das Schieberelement sowohl bei Expansion mittels Expansionskraft wie auch bei Kontraktion mittels Kontraktionskraft in Längsrichtung verschiebt.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement mit dem Schieberelement schwimmend verbunden sein, so dass das Formgedächtnisstellelement das Schieberelement bei eigener Expansion mittels Expansionskraft verschiebt. Dadurch kann auf eine aufwändige Verbindung zwischen Formgedächtnisstellelement und Schieberelement verzichtet werden, zumal eine kontraktionsverursachte Verschiebung mitunter zu langsam sein kann, um Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe zu schließen oder freizugeben.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Schieberelement einen Zylinderbereich aufweisen, über welchen es an der Ankerstange geführt ist. Mittels Zylinderbereich kann das Schieberelement zudem zugeordnete Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe teilweise oder ganz verschließen oder freigeben. Die Ausrichtung des Schieberelements in Umfangsrichtung kann daher irrelevant werden - jede Stelle des Zylinderbereichs kann die Öffnung/Öffnungen/Öffnungsgruppe verschließen und zwar unabhängig von der Verdrehung des Schieberelements um die Zentrallängsachse. Das Schieberelement kann einen axialen Führungsdorn aufweisen, welcher vom Formgedächtnisstellelement umgriffen sein kann und/oder am wahlweise Füllkörper anliegen kann. Hierdurch ist die Lager des Formgedächtnisstellelements in jedem Formzustand zum Schieberelement definiert. Zudem definiert die Anlage am Füllkörper eine Stellposition oder einen Endanschlag.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement vorzugsweise in beiden Formzuständen eine Materialstärke haben, die kleiner ist, als ein Radialabstand zwischen Ankerstange und Füllkörper. Dadurch ist eine einwandfreie Strömung gewährleistet.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Formgedächtnisstellelement einen Innendurchmesser aufweisen, der dem Außendurchmesser des Füllkörpers entspricht. Dadurch kann sich der Füllkörper radial am Formgedächtnisstellelement abstützen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann das Schieberelement eine Steuerkante für zumindest eine Öffnung, vorzugsweise eine dritte Öffnung, vorzugsweise alle dritten Öffnungen aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann im Ankerstangeninnenraum eine Feder angeordnet sein, welche sich gegen das Schieberelement zur anderen Seite des Formgedächtnisstellelements abstützt, um es relativ zu zumindest einer der Öffnungen in Längsrichtung verschieben zu können. Somit stützt sich axial einends das Formgedächtnisstellelement gegen das Schieberelement und axial anderenends die Feder. Die Feder kann eine Schraubendruckfeder sein. Grundsätzlich dient die Feder, zur Verschiebung des Schieberelements, wenn das Formgedächtnisstellelement expandiert oder kontrahiert ist. Da die Expansionskraft des Formgedächtnisstellelements bei Expansion und in expandiertem Formzustand gegen die Federkraft gerichtet ist, weist die Feder vorteilhafterweise eine Federkraft auf, die geringer ist als die Expansionskraft des Formgedächtnisstellelements. Kontrahiert nun das Formgedächtnisstellelement, so liegt keine Expansionskraft mehr vor und die Feder kann das Schieberelement in Längsrichtung verstellen.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann sich die Feder axial am Ankerstangendeckel, Hohlschalenabschnitt, einer Stirnseite der Wandung der Ankerstange oder am Füllkörper abstützen. Anderenends stützt sie sich am Schieberelement ab. Auch hierdurch kann Bauraum in vorteilhafter Weise eingespart werden, da kein dezidiertes Abstützelement vorgesehen werden muss.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann der Zylinderbereich des Schieberelements ein Hohlzylinderbereich sein, in den die Feder einragen kann, um sich gegen einen Zylinderboden abzustützen. Dadurch ist die Feder sicher gehalten und geführt.
Gemäß einer denkbaren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann die dritte Öffnung, können die dritten Öffnungen und/oder die dritte Öffnungsgruppe dem Schieberelement zugeordnet und von diesem freigegeben oder geschlossen werden.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils kann ein Öffnungsquerschnitt der Öffnung(en), die dem Schieberelement zugeordnet ist/sind, kreisrund, in Längsrichtung oder in Querrichtung langrechteckig, in Längsrichtung dreieckig, in Längsrichtung oder in Querrichtung oval, in Längsrichtung T-förmig oder in Längsrichtung parabolisch verändernd ausgebildet sein. Dadurch kann vermittels Verstellung des Schieberelements relativ zur entsprechend ausgestalteten Öffnung(en) das Dämpfungsverhalten gleichbleiben oder kontinuierlich, sprunghaft, progressiv oder degressiv verändert werden. Abgesehen von kreisrunden Öffnungsquerschnitten, die auch in bisherigen Ankerstangen aus Vollmaterial gebohrt werden können, können die übrigen Öffnungsquerschnitte bei der erfindungsgemäßen Angerstange als Hohlteil beispielsweise kostengünstig und einfach gestanzt werden, während derartige Öffnungsquerschnitte bei bisherigen Ankerstangen aus Vollmaterial lediglich kostenintensiv und aufwändig gefräst werden können.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils erster Ausführung,
2a eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils zweiter Ausführung,
2b eine Querschnittansicht durch das Ventil nach 2a entlang der Linie IIb-IIb,
2c eine Querschnittansicht durch das Ventil nach 2a entlang der Linie IIc-IIc,
2d eine Querschnittansicht durch das Ventil nach 2a entlang der Linie IId-IId,
2e eine Querschnittansicht durch das Ventil nach 2a entlang der Linie IIe-IIe,
3 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils dritter Ausführung,
4a eine Detailansicht der Ankerstange des Ventils dritter Ausführung,
4b eine weitere Detailansicht der Ankerstange des Ventils dritter Ausführung,
5 eine perspektivische Detail-Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Ventils dritter Ausführung mit weiterer Ankerstange,
6 eine perspektivische Detail-Längsschnittansicht des erfindungsgemäßen Ventils dritter Ausführung mit weiterer Ankerstange,
7a eine Öffnung zweiter Ausführung,
7b eine Öffnung dritter Ausführung,
7c eine Öffnung vierter Ausführung,
7d eine Öffnung fünfter Ausführung,
7e eine Öffnung sechster Ausführung,
8a eine Perspektivansicht einer Lagerbuchse,
8b eine Längsschnittansicht der Lagerbuchse nach 8b und
9 eine Detailansicht der Ankerstange des Ventils nach 1.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben. Bereits beschriebene Merkmale werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht erneut beschrieben und sind auf alle Elemente mit gleichen oder einander entsprechenden Bezugszeichen anwendbar, sofern nicht explizit ausgeschlossen. Die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sind sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragbar. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiterhin können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Ausgehend von einer Zentrallängsachse A erstreckt sich eine Radialrichtung R. Um die Zentrallängsachse A herum erstreckt sich eine Umfangsrichtung U. Eine Längsrichtung L liegt in Richtung der Zentrallängsachse A.
In 1 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils 10 erster Ausführung gezeigt, welches von der Zentrallängsachse A durchgriffen ist. Der Ventil 10 ist von einer Ventilumgebung 90 umgeben. Das elektromagnetisch betätigbare Ventil 10 kann ein Elektromagnet sein. Das Ventil 10 umfasst ein Gehäuse 12, das eine Spuleneinheit 20 umgibt. Die Spuleneinheit 20 umfasst eine Wicklung 22, die auf einem Wicklungsträger 24 geführt ist. Die Wicklung 22 ist zur Erzeugung eines Magnetfelds wahlweise bestrombar. Das Ventil 10 umfasst zudem eine Ankereinheit 30, umfassend einen Anker 32 und eine Ankerstange 34, die mit dem Anker 32 fest verbunden ist. Das Magnetfeld bewegt den Anker 32 und die Ankerstange 34 entlang der Zentrallängsachse A in Längsrichtung L. Der Anker 32 ist mit der Ankerstange 34 zwischen einer ersten Endlage E1 (jochseitig) und einer zweiten Endlage E2 (kernseitig) verstellbar. Das Ventil 10 umfasst zudem einen Kern 42 mit einer Kernlängsbohrung 44 und ein Joch 62.
Ein erster Raum 84, als Ankerraum 36 bezeichenbar, ist zur kernseitigen Axialseite des Ankers 32 angeordnet. Der Ankerraum 36 ist umfangsseitig von dem Spulenträger 24 und axial einends vom Joch 62 und Anker 32 und axial anderenends vom Kern 42 begrenzt. Ein zweiter Raum 86, als Jochraum 88 bezeichenbar, ist zur jochseitigen Axialseite des Ankers 32 angeordnet. Er ist umfangsseitig vom Joch 62 oder Anker 32, axial einends vom Anker 32 und axial anderenends von einem Ventildeckel 94 begrenzt. Der Anker 32 weist in Längsrichtung L Ausgleichsbohrungen 96 auf, welche die beiden separaten Räume 84 und 86 fluidisch miteinander verbinden und einen Fluidaustausch bei Längsverstellung des Ankers 32 ermöglichen.
Die einstückige Ankerstange 34 ist als Hohlteil mit einer Wandung 92 ausgebildet und weist einen in Längsrichtung L durchströmbaren Ankerstangeninnenraum 38 auf. Die Wandung 92 kann eine gleichbleibende Materialstärke im Bereich von 0,15 mm bis 0,4 mm haben. Axial einends (jochseitig) ist die Ankerstange 34 offen, axial anderenends (kernseitig) ist die Ankerstange 34 geschlossen. Die Wandung 92 bildet dort einen Hohlschalenabschnitt 104 aus, der bezüglich des Ankerstangeninnenraums 38 konvex verläuft. Der Ankerstangeninnenraum 38 ist über die ganze Länge von der Wandung 92 begrenzt. Die Ankerstange 34 ragt in die Kernlängsbohrung 44 ein und kann in der zweiten Endstellung E2 durch den Kern 42 hindurchragen.
Die Ankerstange 34 der 1 umfasst zwei erste Öffnungen 31a, welche den Ankerstangeninnenraum 38 zur Ventilumgebung 90 öffnen können. Die beiden ersten Öffnungen 31a sind umfangsseitig in der Wandung 92 ausgebildet und erstrecken sich jeweils in Radialrichtung R. Die beiden ersten Öffnungen 31a liegen sich bezüglich der Zentrallängsachse A diametral gegenüber, sie sind also in Umfangsrichtung U versetzt zueinander. In Längsrichtung L sind sie nicht versetzt zueinander, sondern auf gleicher Längshöhe angeordnet. Die zwei ersten Öffnungen 31a definieren eine erste Öffnungsgruppe 33a.
In der gezeigten ersten Endlage E1 sind die ersten Öffnungen 31a in einem Durchmesserabschnitt 98 der gestuften Kernlängsbohrung 44 mit kleinem Durchmesser angeordnet und davon verschlossen. In der zweiten Endlage E2 kann die Ankerstange 34 voll ausgefahren sein, wodurch die ersten Öffnungen 31a in einem Durchmesserabschnitt 100 der gestuften Kernlängsbohrung 44 mit größerem Durchmesser angeordnet und somit geöffnet sind. Die Stufe zwischen den Durchmesserabschnitten 98, 100 kann eine Steuerkante 102 für die ersten Öffnungen 31a ausbilden.
Die Ankerstange 34 der 1 umfasst zudem zwei zweite Öffnungen 31b, welche den Ankerstangeninnenraum 38 zum ersten Raum 84 oder Ankerraum 36 öffnen. Die eine in 1 gezeigte zweite Öffnungen 31b ist strichliniert dargestellt, da sie von einem Füllkörper 70 sichtverdeckt ist. Die beiden zweiten Öffnungen 31b sind umfangsseitig in der Wandung 92 ausgebildet und erstrecken sich jeweils in Radialrichtung R. Die beiden zweiten Öffnungen 31b liegen sich bezüglich der Zentrallängsachse A diametral gegenüber, sie sind also in Umfangsrichtung U versetzt zueinander. In Längsrichtung L sind sie nicht versetzt zueinander, sondern auf gleicher Längshöhe angeordnet. Die zwei zweiten Öffnungen 31b definieren eine zweite Öffnungsgruppe 33b.
Die ersten Öffnungen 31a bzw. die erste Öffnungsgruppe 33a und die zweiten Öffnungen 31b bzw. die zweite Öffnungsgruppe 33b sind in Längsrichtung L versetzt und benachbart zueinander angeordnet.
Fluid kann entlang eines Fluidpfades, beispielsweise entlang eines Füllpfades, aus der Ventilumgebung 90 durch die ersten Öffnungen 31a in den Ankerstangeninnenraum 38 einströmen und via der zweiten Öffnungen 31b in den ersten Raum 84 oder Ankerraum 36 einströmen und umgekehrt. Die durchströmbare Querschnittsfläche im Ankerinnenraum 38 ist größer, als jede Öffnung 31a, 31b und jede Öffnungsgruppe 33a, 33b.
Im Ankerstangeninnenraum 38 ist der Füllkörper 70 angeordnet, der den Ankerstangeninnenraum 38 zumindest teilweise ausfüllt und eine Längserstreckung hat, die etwa 2/3 der Längserstreckung der Ankerstange 34 entspricht. Der Füllkörper 70 ist separates Element zur Ankerstange 34, insbesondere zu dessen Wandung 92. Der Füllkörper 70 weist einen Zylinderabschnitt 106 zur Fluidführung auf, der mit der radial benachbarten Wandung 92 der Ankerstange 34 einen durchströmbaren Bereich begrenzt, welcher querschnittlich ringförmig ist. Dieser ringförmige durchströmbare Bereich erstreckt sich in Längsrichtung L ununterbrochen zwischen den ersten Öffnungen 31a bzw. der erste Öffnungsgruppe 33a und den zweiten Öffnungen 31b bzw. der zweite Öffnungsgruppe 33b. Der Querschnitt des Zylinderabschnitts 106 ist in Längsrichtung L gleichbleibend. Jochseitig schließt sich an den Zylinderabschnitt 106 oder Fluidführungsabschnitt ein Kopfabschnitt 108 mit größerem Durchmesser als der Zylinderabschnitt 106, jedoch mit geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser der Wandung 92 an, so dass eine Spielpassung ausgebildet ist. Der Füllkörper 70 ist in 1 frei von einer radialen Abstützung. Axial einends stützt sich der Füllkörper 70 am Hohlschalenabschnitt 104 ab, axial anderenends liegt er an einem Klemmelement 110 an.
Das Klemmelement 100 ist hier exemplarisch als Klemmkugel ausgestaltet und ebenfalls im Ankerstangeninnenraum 38 angeordnet. Das Klemmelement 100 ist in die Ankerstange 34 eingepresst und bildet eine radiale Presspassung mit der Wandung 92 der Ankerstange 34 aus, um eine Fluiddichtigkeit zu erzeugen. Zudem verpresst das Klemmelement 100 den Füllkörper 70 in Längsrichtung L.
Am Kern 42 ist ankerseitig eine Lagerbuchse 72 befestigt, welche in den 8a und 8b detaillierter gezeigt ist. Die Lagerbuchse 72 bildet mit der Ankerstange 34 eine Gleitlagerung aus. Die Ankerstange 34 ist axial anderenends vom Ventildeckel 94 gleitgelagert.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachstehend von 2a und 2b lediglich die Unterschiede zu 1 beschrieben werden. Nicht beschriebene Merkmale sollen gleichsam als offenbart und beschrieben gelten.
2a bildet eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils 10 zweiter Ausführung ab.
Der Anker 32 umfasst nunmehr keine Ausgleichsbohrungen 96. Er ist vielmehr frei von fluidführenden Bohrungen zum Verdrängungsausgleich bei Ankerlängsbewegung zwischen erstem Raum 84 und zweitem Raum 86. Axial einends, im gezeigten Beispiel jochseitig, läuft der Anker 32 konisch zu. Er weist einen zur Ankerstange hin gerichteten Konusverlauf 112 auf. Die Konusfläche und die Umfangsfläche der Ankerstange 34 schließen einen spitzen Winkel ein.
Neben den ersten Öffnungen 31a und zweiten Öffnungen 31b weist die Ankerstange 34 nun zudem zwei dritte Öffnungen 31c auf, welche den Ankerstangeninnenraum 38 zum zweiten Raum 86 oder Jochraum 88 öffnen. Die beiden dritten Öffnungen 31c sind umfangsseitig in der Wandung 92 ausgebildet und erstrecken sich jeweils in Radialrichtung R. Die beiden dritten Öffnungen 31c liegen sich bezüglich der Zentrallängsachse A diametral gegenüber, sie sind also in Umfangsrichtung U versetzt zueinander. In Längsrichtung L sind sie nicht versetzt zueinander, sondern auf gleicher Längshöhe angeordnet. Die zwei dritten Öffnungen 31c definieren eine dritte Öffnungsgruppe 33c.
Die ersten Öffnungen 31a bzw. die erste Öffnungsgruppe 33a, die zweiten Öffnungen 31b bzw. die zweite Öffnungsgruppe 33b und die dritten Öffnungen 31c bzw. die dritte Öffnungsgruppe 33c sind jeweils in Längsrichtung L versetzt angeordnet. Die ersten Öffnungen 31a bzw. die erste Öffnungsgruppe 33a sind benachbart zu den zweiten Öffnungen 31b bzw. der zweite Öffnungsgruppe 33b angeordnet, welcher wiederum benachbart zu den dritten Öffnungen 31c bzw. der dritte Öffnungsgruppe 33c angeordnet ist/sind.
Fluid kann nun zusätzlich entlang eines Fluidpfades, beispielsweise entlang eines Dämpfungspfades, aus dem ersten Raum 84 oder Ankerraum 36 durch die zweiten Öffnungen 31b in den Ankerstangeninnenraum 38 einströmen und via der dritten Öffnungen 31c in den zweiten Raum 86 oder Jochraum 88 einströmen und umgekehrt. Auch eine fluidische Verbindung zwischen Ventilumgebung 90 und zweitem Raum 86 oder Jochraum 88 ist gegeben, via ersten Öffnungen 31a, Ankerstangeninnenraum 38 und dritten Öffnungen 31c. Die durchströmbare Querschnittsfläche im Ankerinnenraum 38 ist größer, als jede Öffnung 31a, 31b, 31c und jede Öffnungsgruppe 33a, 33b, 33c.
Ersichtlich ist, dass die Konusfläche des Konusverlaufs 112 an die Umfangsfläche der Ankerstange 34 im Bereich der entsprechenden dritten Öffnungen 31c anstößt und zwar maximal um die Längserstreckung der entsprechenden dritten Öffnungen 31c entfernt.
In der Ankerstange 34 ist kein Klemmelement 100 angeordnet. Der Füllkörper 70 der 2a weist nunmehr eine Längserstreckung über die ganze Längserstreckung der Ankerstange 34 auf. Der ringförmige durchströmbare Bereich, der vom Zylinderabschnitt 106 zur Fluidführung gebildet ist, erstreckt sich in Längsrichtung L ununterbrochen zwischen den ersten Öffnungen 31a bzw. der erste Öffnungsgruppe 33a und den dritten Öffnungen 31c bzw. der dritten Öffnungsgruppe 33c. Der Querschnitt des Zylinderabschnitts 106 ist in Längsrichtung gleichbleibend. Der Füllkörper 70 ist auch in 2a frei von einer radialen Abstützung. Axial einends stützt sich der Füllkörper 70 am Hohlschalenabschnitt 104 ab, axial anderenends liegt er jedoch nunmehr nicht an einem Klemmelement an, sondern vielmehr an einer in die Wandung 92 eingebrachten Bördelung 114.
Die Ankerstange 34 ist nunmehr dreifachgestuft ausgebildet, sie weist Längsrichtung L abgestufte Bereiche auf, (Jochbereich 116, Ankerbereich 118, Kernbereich 120) die beispielsweise in 9 detailliert zu sehen sind. Zwischen benachbarten Bereichen 116, 118, 120 ist jeweils eine Durchmesserstufe 122, 124 ausgebildet.
2b zeigt eine Querschnittansicht durch das Ventil 10 nach 2a entlang der Linie IIb-IIb, wobei hier durch die dritten Öffnungen 31c geschnitten ist. Zu sehen ist zudem auch der zweite Raum 86 oder Jochraum 88, der aufgrund des vorteilhaften Konusverlaufs 112 im gezeigten Schnitt recht klein ausfällt. Zu sehen ist der vorteilhaft ringförmige durchströmbare Bereich.
2c zeigt eine Querschnittansicht durch das Ventil 10 nach 2a entlang der Linie IIc-IIc, wobei hier im Zwischenbereich der zweiten Öffnungen 31b und dritten Öffnungen 31c geschnitten ist. Zu sehen ist auch hier der vorteilhaft ringförmige durchströmbare Bereich, der Fluidtransitbereich zwischen den Räumen 84, 86 ist.
2d zeigt eine Querschnittansicht durch das Ventil 10 nach 2a entlang der Linie IId-IId, wobei hier insbesondere durch die Lagerbuchse 72 in einem Vieleckabschnitt 77 geschnitten ist.
2e zeigt eine Querschnittansicht durch das Ventil 10 nach 2a entlang der Linie Ile-Ile, wobei hier durch die ersten Öffnungen 31a geschnitten ist. Erkennbar ist, dass die ersten Öffnungen 31a vom Durchmesserabschnitt 98 der Kernlängsbohrung 44 verschlossen sind.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachstehend von 3 lediglich die Unterschiede zu 2 beschrieben werden. Nicht beschriebene Merkmale sollen gleichsam als offenbart und beschrieben gelten.
3 veranschaulicht in einer Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Ventils 10 dritter Ausführung, dass der Füllkörper 70 axial einends nicht mehr von einer Bördelung 114 gehalten ist. Zudem weist der Füllkörper 70 nunmehr jochseitig keinen Kopfabschnitt auf. Jedoch ist kernseitig ein Kopfabschnitt 108 im Hohlschalenabschnitt 104 ausgebildet. Der Füllkörper 70 erstreckt sich nunmehr über eine Längserstreckung, die etwa 2/3 der Längserstreckung der Ankerstange 34 entspricht.
Die Ankerstange 34 weist nun einends einen Ankerstangendeckel 126 auf, der mit der Ankerstange 34 fest verbunden ist. Der Ankerstangendeckel 126 ist ein separates Teil zur Wandung 92 und weist einen Durchgriff 128 auf, der zum Ankerstangeninnenraum 38 öffnet.
Im Ankerstangeninnenraum 38 sind nun zusätzlich ein Formgedächtnisstellelement 78, ein in Längsrichtung L verschiebbar gelagertes Schieberelement 80 und eine Feder 82 angeordnet. Somit stützt sich axial einends das Formgedächtnisstellelement 78 gegen das Schieberelement 80 und axial anderenends die Feder 82 gegen das Schieberelement 80. Die Anordnung von Formgedächtnisstellelement 78 und Schieberelement 80 ist hier lediglich exemplarisch und kann auch grundsätzlich vertauscht werden, um andere Anwendungen zu adressieren, also abhängig davon ob mehr oder weniger Dämpfung in der Wärme oder Kälte erforderlich ist. Das Formgedächtnisstellelement 78 ist mit dem Schieberelement 80 schwimmend verbunden, ebenso wie die Feder 82.
Das Formgedächtnisstellelement 78 ist thermisch zwischen einem expandierten Formzustand (gezeigt in 3) und einem kontrahierten Formzustand verstellbar. In beiden Formzuständen ist es spiralförmig ausgestaltet. Das Formgedächtnisstellelement 78 im Zwischenraum von Füllkörper 70 und Wandung 92 der Ankerstange 34 angeordnet, wobei in beiden Formzuständen eine Materialstärke des Formgedächtnisstellelements 78 kleiner ist, als ein Radialabstand zwischen Ankerstange 34 und Füllkörper 70, um ein Durchströmen in Längsrichtung L zu ermöglichen. Axial anderenends stützt sich das Formgedächtnisstellelement 78 gegen den Kopfabschnitt 108 des Füllkörpers 70 ab. Das Formgedächtnisstellelement 78 hat einen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Füllkörpers 70 gleitlagernd entspricht. Dadurch kann sich der Füllkörper 70 radial am Formgedächtnisstellelement 78 abstützen. Dazwischen ist eine Gleitlagerung ausgebildet.
Durch Expansion des Formgedächtnisstellelements 78 wirkt eine Expansionskraft in Stellrichtung SR auf das Schieberelement 80. Dadurch wird es in Längsrichtung L verstellt und die dritten Öffnungen 31c freigegeben, die dem Schieberelement 80 zugeordnet sind. Die Expansionskraft ist größer als die Federkraft der Feder 82. Kontrahiert nun das Formgedächtnisstellelement 78, so drückt die Feder 82 mittels Federkraft das Schieberelement 80 in Längsrichtung auf den Füllkörper 70 zu. Dadurch werden die dritten Öffnungen 31c verschlossen.
Das Schieberelement 80 weist einen Hohlzylinderbereich 130 auf, in den die Feder 82 einragt, um sich gegen einen Zylinderboden 132 abzustützen. Dadurch ist die Feder 82 sicher gehalten und geführt. Anderenends stützt sich die Feder 82 gegen den Ankerstangendeckel 126 ab. Mittels Hohlzylinderbereich 130 ist das Schieberelement 80 in Längsrichtung L an der Ankerstange 34 gleitgelagert und geführt. Mittels Hohlzylinderbereich 130 sind die dritten Öffnungen 31c verschließbar. Vom Zylinderboden 132 ragt ein Führungsdorn 134 in Längsrichtung L ab, wobei der Hohlzylinderbereich 130 mit dem in Radialrichtung R zurückspringenden Führungsdorn 134 eine Steuerkante 136 für die dritten Öffnungen 31c ausbildet. Der Führungsdorn 134 ist vom Formgedächtnisstellelement 78 umgriffen.
4a zeigt eine Detailansicht der Ankerstange 34 des Ventils 10 dritter Ausführung, also gemäß 3. Das Formgedächtnisstellelement 78 ist kontrahiert, die Feder 82 drückt das Schieberelement 80 gegen den Füllkörper 70 in eine erste Stellposition S1. Die dritten Öffnungen 31c sind verschlossen.
Insbesondere ist die dreigestufte Form der Ankerstange 34 erkennbar. Jochseitig ist der hohlzylindrische Jochbereich 116 ausgebildet, an den sich via einer Durchmesserstufe 122 der hohlzylindrische Ankerbereich 118 anschließt, an der sich via einer Durchmesserstufe 124 der hohlzylindrische Ankerbereich 120 anschließt, wobei jede Durchmesserstufe den Durchmesser der Ankerstange 34 reduziert.
Der Anker 32 weist einen Radialvorsprung 138 auf, der an der Ankerstange 34 anliegt; in Längsrichtung L versetzt dazu bildet die Ankerstange 34 die Durchmesserstufe 122 aus, wodurch der Jochbereich 116 am Anker 32 anliegt. Zwischen Radialvorsprung 138 und Durchmesserstufe 122 ist der Luftraum 140 ausgebildet. Dieser Luftraum 140 ist radial benachbart zum Ankerbereich 118 angeordnet.
4b zeigt eine Detailansicht der Ankerstange 34 des Ventils 10 dritter Ausführung, also gemäß 3. Das Formgedächtnisstellelement 78 ist expandiert gegen die Federkraft der Feder 82, wodurch das Schieberelement 80 in eine zweite Stellposition S2 gegen den Ankerstangendeckel 126 gedrückt ist. Die dritten Öffnungen 31c sind freigegeben.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachstehend von 5 lediglich die Unterschiede zu 3 beschrieben werden. Nicht beschriebene Merkmale sollen gleichsam als offenbart und beschrieben gelten.
Das Ventil 10 umfasst nunmehr vier dritte Öffnungen 31c, welche gemeinsam die dritte Öffnungsgruppe 33c bilden. Jeweils zwei der dritten Öffnungen 31c sind in Längsrichtung L versetzt zueinander, wobei die zwei dritten Öffnungen 31c diametral zu den beiden anderen dritten Öffnungen 31c angeordnet versetz sind. Das Schieberelement 80 ist in der zweiten Stellposition S2 gezeigt, alle dritten Öffnungen 31c sind geöffnet. Mittels Temperatur kann nun das Formgedächtnisstellelement 78 derart beeinflusst werden, dass es lediglich teilweise kontrahiert, so dass beispielsweise lediglich zwei der vier dritten Öffnungen 31c verschlossen sind, während die beiden anderen dritten Öffnungen 31c geöffnet sind. Auch sind halbe Verschließungen von dritten Öffnungen 31c mittels der Steuerkante 136 möglich.
Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen nachstehend von 6 lediglich die Unterschiede zu 3 beschrieben werden. Nicht beschriebene Merkmale sollen gleichsam als offenbart und beschrieben gelten.
Bislang konnten Öffnungen 31a, 31b, 31c kreisrund sein. Das Ventil 10 der 6 umfasst nunmehr zwei dritte Öffnungen 31c mit einem in Längsrichtung L verlaufenden dreieckigen Öffnungsquerschnitt. Die Feder 82 ist teilweise ausgeblendet, so dass deren Anlage am Ankerstangendeckel 126 nicht gezeigt ist. Das Schieberelement 80 ist in der ersten Stellposition S1 gezeigt, alle dritten Öffnungen 31c sind teilgeöffnet.
7a zeigt einen langrechteckigen Öffnungsquerschnitt einer beliebigen Öffnung 31a, 31b, 31c.
7b zeigt einen dreieckigen Öffnungsquerschnitt einer beliebigen Öffnung 31a, 31b, 31c, wie beispielsweise in 6 bereits gezeigt.
7c zeigt einen in Längsrichtung ovalen Öffnungsquerschnitt einer beliebigen Öffnung 31a, 31b, 31c.
7d zeigt einen T-förmigen Öffnungsquerschnitt einer beliebigen Öffnung 31a, 31b, 31c.
7e zeigt einen sich in Längsrichtung L parabolisch verändernden Öffnungsquerschnitt einer beliebigen Öffnung 31a, 31b, 31c.
Die 8a und 8b zeigen eine Lagerbuchse 72, wie sie beispielsweise in 1 zu sehen ist. Die Lagerbuchse 72 weist einen in Radialrichtung R ragenden Kragenabschnitt 75 auf. Der Kragenabschnitt 75 weist in Längsrichtung L ragende Antiklebvorsprünge 74 auf, gegen welche der Anker 32 in einer Endlage E2 anliegen kann. Die Antiklebvorsprünge 74 sind äquidistant zueinander in Umfangsrichtung U verteilt. In Längsrichtung L benachbart schließt sich an den Kragenabschnitt 75 der Vieleckabschnitt 77 an, der einen fünfeckigen Querschnitt aufweist. Die Lagerbuchse 72 ist über den Vieleckabschnitt 77 mit dem Kern 42 verbunden. In Längsrichtung L benachbart schließt sich an den Vieleckabschnitt 77 ein Lagerringabschnitt 76 an, welcher außenumfangsseitig zur Ankerstange 34 und diese lagernd angeordnet sein kann. Der Vieleckabschnitt 77 kann einen größeren minimalen Innendurchmesser als der Lagerringabschnitt 76 und/oder als den Außendurchmesser der Ankerstange im Bereich der zweiten Öffnungen 31b, so dass die zweiten Öffnungen 31b selbst in zweiter Endstellung E2 nicht verschlossen werden. So sind die zweiten Öffnungen verschließungsfrei ausgebildet und angeordnet.
9 zeigt eine Detailansicht der Ankerstange des Ventils nach 1. Wie bereits auch bezüglich 4a beschrieben, ist ein Luftraum 140 ausgebildet zwischen der Durchmesserstufe 122 und dem Radialvorsprung 138. Dieser Luftraum 140 kann genutzt werden, um die Ankerstange 34 in Radialrichtung R mittels Klemmelement 110 auszuspreizen.
Bezugszeichenliste

10: Ventil
12: Gehäuse
20: Spuleneinheit
22: Wicklung
24: Wicklungsträger
30: Ankereinheit
31a: Öffnung
31b: Öffnung
31c: Öffnung
32: Anker
33a: Öffnungsgruppe
33b: Öffnungsgruppe
33c: Öffnungsgruppe
34: Ankerstange
36: Ankerraum
38: Ankerstangeninnenraum
42: Kern
44: Kernlängsbohrung
62: Joch
70: Füllkörper
72: Lagerbuchse
74: Antiklebvorsprünge
75: Kragenabschnitt
76: Lagerringabschnitt
77: Vieleckabschnitt
78: Formgedächtnisstellelement
80: Schieberelement
82: Feder
84: Raum
86: Raum
88: Jochraum
90: Ventilumgebung
92: Wandung
94: Ventildeckel
96: Ausgleichsbohrung
98: Durchmesserabschnitt
100: Durchmesserabschnitt
102: Steuerkante
104: Hohlschalenabschnitt
106: Zylinderabschnitt
108: Kopfabschnitt
110: Klemmelement
112: Konusverlauf
114: Bördelung
116: Jochbereich
118: Ankerbereich
120: Kernbereich
122: Durchmesserstufe
124: Durchmesserstufe
126: Ankerstangendeckel
128: Durchgriff
130: Hohlzylinderbereich
132: Zylinderboden
134: Führungsdorn
136: Steuerkante
138: Radialvorsprung
140: Luftraum
A: Zentrallängsachse
E1: Endlage
E2: Endlage
L: Längsrichtung
R: Radialrichtung
S1: Stellposition
S2: Stellposition
SR: Stellrichtung
U: Umfangsrichtung

Claims

Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10), welches von einer Zentrallängsachse (A) durchgriffen ist, umfassend eine Spuleneinheit (20), welche wahlweise bestrombar ist zur Erzeugung eines Magnetfelds zur Bewegung eines Ankers (32) entlang der Zentrallängsachse (A), eine Ankereinheit (30), umfassend den Anker (32) und eine Ankerstange (34), welche mit dem Anker (32) fest verbunden und in Längsrichtung (L) entlang eines Fluidpfades (P) durchströmbar ist, wobei die Ankerstange (34) als Hohlteil ausgebildet ist und einen durchströmbaren Ankerstangeninnenraum (38) sowie zumindest eine Öffnung (31a, 31b, 31c) zum Ankerstangeninnenraum (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (34) zumindest eine Öffnung (31a) zu einer Ventilumgebung (90), zumindest eine weitere Öffnung (31b) zu einem ersten Raum (84) und zumindest eine weitere Öffnung (31c) zu einem zweiten Raum (86) umfasst.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (34) eine Materialstärke im Bereich von 0,15 mm bis 0,4 mm hat, vorzugsweise von 0,25 mm.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerstange (34) eine Vielzahl von Öffnungen (31a, 31b, 31c) aufweist, welche in Längsrichtung (L) benachbart zueinander angeordnet sind und/oder Öffnungsgruppen (33a, 33b, 33c) aufweist, die aus Öffnungen (31a, 31b, 31c) gebildet sind, welche in Längsrichtung (L) benachbart zueinander angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Öffnungen (31a, 31b, 31c) unterschiedliche Durchmesser und/oder die Öffnungsgruppen (33a, 33b, 33c) unterschiedliche Durchmessersummen aufweisen.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ankerstangeninnenraum (38) ein Füllkörper (70) angeordnet ist.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lagerbuchse (72), welche in Längsrichtung (L) ragende Antiklebvorsprünge (74) aufweist, gegen welche der Anker (32) in einer Endlage (E1, E2) anliegen kann, und/oder einen Lagerringabschnitt (76) aufweist, welcher außenumfangsseitig zur Ankerstange (34) und diese lagernd angeordnet ist.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (72) zumindest abschnittsweise einen vieleckigen Querschnitt aufweist, vorzugsweise einen fünfeckigen Querschnitt.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ankerstangeninnenraum (38) ein Formgedächtnisstellelement (78) und ein in Längsrichtung (L) verschiebbar gelagertes Schieberelement (80) angeordnet sind, wobei sich das Formgedächtnisstellelement (78) gegen das Schieberelement (80) abstützt, um es relativ zu zumindest der einen Öffnung (31a, 31b, 31c) in Längsrichtung (L) entlang einer Stellrichtung (SR) zu verschieben.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Ankerstangeninnenraum (38) eine Feder (82) angeordnet ist, welche sich gegen das Schieberelement (80) zur anderen Seite des Formgedächtnisstellelements (78) abstützt, um es relativ zu zumindest einer der Öffnungen (31a, 31b, 31c) in Längsrichtung (L) zu verschieben.
Elektromagnetisch betätigbares Ventil (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Öffnungsquerschnitt der Öffnung(en) (31a, 31b, 31c), die dem Schieberelement (80) zugeordnet ist/sind, kreisrund, in Längsrichtung (L) oder in Querrichtung (Q) langrechteckig, in Längsrichtung (L) dreieckig, in Längsrichtung (L) oder in Querrichtung (Q) oval, in Längsrichtung (L) T-förmig oder in Längsrichtung (L) parabolisch verändernd ausgebildet ist.