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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein normalerweise geschlossenes,
solenoidbetriebenes Ventil zum Steuern des Flusses eines Fluids, bspw.
eines hydraulischen Öls
oder dergleichen.
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Ein
normalerweise geschlossenes solenoidbetriebenes Ventil dieser Bauweise
ist aus dem US 5,601,275 und der korrespondierenden
DE 195 27 482 A1 bekannt.
Das bekannte Ventil ist mit einer zylindrischen Hülse, einem
an einem Ende der zylindrischen Hülse vorgesehenen ortsfesten
Element, einem verschieblich innerhalb der Hülse eingesetzten beweglichen
Element, das sich relativ zum ortsfesten Element bewegt, und einer
elektromagnetischen Spule zum Erregen des ortsfesten Elements und
des beweglichen Elements versehen. An der Außenfläche des beweglichen Elements
sind Verbindungsnuten ausgebildet, die sich zwischen beiden Enden
des beweglichen Elements axial erstrecken, um den Fluss des Arbeitsfluids
dorthin zu ermöglichen.
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Ferner
sind in dem bekannten solenoidbetriebenen Ventil eine Dämpfungskammer
und eine Ventilkammer an axial entgegengesetzten Enden des beweglichen
Elements ausgebildet und ein Dichtungselement ist an der Außenwandfläche vorgesehen.
An einem Teil der Umfangsfläche
des Dichtungselements ist eine V-Nut ausgebildet, durch die ein
Drosseldurchlass gebildet wird, um die Ventilkammer und die Dämpfungskammer
miteinander kommunizieren zu lassen.
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In
dem vorstehend erwähnten
solenoidbetriebenen Ventil sind die Ventilkammer und die Dämpfungskammer
lediglich durch den Festdrosseldurchlass in Verbindung. Somit verbleibt
die Drosselfläche
invariabel oder konstant, wie durch die gestrichelte Linie aus 4 gezeigt
ist, und zwar ungeachtet der Bewegung des beweglichen Elements,
d.h., ungeachtet dessen, ob das bewegliche Element nahe an das ortsfeste
Element kommt oder sich davon wegbewegt. Dies verursacht einen Dämpfungseffekt,
der über
den gesamten Bereich wirkt, in dem sich das bewegliche Element (Ventilelement)
bewegt. Als ein Ergebnis findet in dem Betätigungsansprechverhalten des
solenoidbetriebenen Ventils eine Verzögerung statt. Wenn andererseits
dem Betätigungsansprechverhalten
des solenoidbetriebenen Ventils eine Vorrangigkeit eingeräumt wird,
würde ein
Problem darin auftreten, dass ein ausreichender Dämpfungseffekt
nicht erhalten werden kann, so dass das Betriebsgeräusch nicht
zufriedenstellend vermindert werden kann. Ferner wirft die Verwendung
des Dichtungselements ein weiteres Problem in Hinsicht auf steigende
Herstellungskosten auf.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein solenoidbetriebenes Ventil zu schaffen,
das kostengünstig
zu fertigen ist und bei möglichst
geringer Betriebsverzögerung
ohne störende
Betriebsgeräusche
zu betreiben ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Ventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Das
erfindungsgemäße Ventil weist
eine elektromagnetische Spule zum Erregen eines ortsfesten Elements
und eines beweglichen Elements auf. Das Ventil ist mit einer geschlossenen Wand
versehen, die zumindest an einer Fläche des ortsfesten Elements,
die dem beweglichen Element zugewandt ist, und einer Endfläche des
beweglichen Elements, die wiederum dem ortsfesten Element zugewandt
ist, vorgesehen ist, um auf diese Weise eine Dämpfungskammer zu definieren.
Diese geschlossene Wand wird durch ein ringförmiges Element gebildet, das
zwischen der Endfläche
des ortsfesten Elements und der Endfläche des beweglichen Elements vorgesehen
ist, wobei die Dämpfungskammer über eine
feste Drossel mit Verbindungsnuten kommuniziert, wenn die Endfläche des
ortsfesten Elements und die Endfläche des beweglichen Elements
die Dämpfungskammer
aufgrund der Bewegung des durch die elektromagnetische Spule bewegten
beweglichen Elements zu dem ortsfesten Element schließen. Auf
diese Weise wird durch eine vergleichsweise einfache Konstruktion
ein Ventil geschaffen, das ein gutes Ansprechverhalten aufweist und
nur geringe Betriebsgeräusche
verursacht.
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Bei
dem solenoidbetriebenen Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung
ist das ortsfeste Element zweckmäßig an einem
Ende einer ortsfesten Hülse vorgesehen,
ein bewegliches Element ist verschieblich in die Hülse eingesetzt,
so dass es dem ortsfesten Element zugewandt ist und es ist an einer
seiner Außenflächen mit
einer Verbindungsnut versehen, die sich axial zwischen seinen axial
entgegen gesetzten Seiten erstreckt, um den Fluss des Arbeitsfluids zu
ermöglichen.
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Wenn
mit diesem Aufbau das bewegliche Element, das durch die elektromagnetische
Spule erregt ist, so bewegt wird, dass es nahe zu dem ortsfesten
Element kommt, wird das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer
sowohl mittels eines Abstands zwischen der Endfläche des ortsfesten Elements
oder der Endfläche
des beweglichen Elements und der geschlossenen Wand als auch mittels
der festen Drossel in die Verbindungsnut ausgelassen. Wenn das bewegliche Element
mit dem ortsfesten Element in Kontakt gebracht wird, ist die Dämpfungskammer
durch die Endfläche
des ortsfesten Elements und die Endfläche des beweglichen Elements geschlossen,
wobei in diesem Zustand die Dämpfungskammer
mit der Verbindungsnut durch die feste Drossel kommunizierend verbleibt.
Wenn das bewegliche Element auf diese Weise nahe zum ortsfesten
Element kommt, wird der Pfadbereich, der die Dämpfungskammer mit der Verbindungsnut
kommunizieren lässt,
verringert, um dadurch den Drosselwiderstand zu erhöhen und
die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements zu verringern, wenn
selbiges nahe an das ortsfeste Element kommt. Somit kann das Betätigungsgeräusch, welches
erzeugt wird, wenn das bewegliche Element mit dem ortsfesten Element
in Kontakt gebracht wird, zufriedenstellend vermindert werden.
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Ferner
ist, wenn sich das bewegliche Element von dem ortsfesten Element
weit weg befindet, der Abstand zwischen der Endfläche des
ortsfesten Elements oder der Endfläche des beweglichen Elements
und der geschlossenen Wand groß gehalten. Somit
ist das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer in der Lage,
davon ausgelassen zu werden und durch den Abstand dort hinein geladen
zu werden, ohne einer wesentlichen Drosselung unterzogen zu werden,
so dass sich das bewegliche Element bei einer hohen Ansprechgeschwindigkeit
bewegen kann. Dementsprechend kann die Schaffung eines solenoidbetriebenen
Ventils realisiert werden, das kostengünstig ist und welches in der
Lage ist, das durch seinen Öffnungs-/Verschlussbetrieb
hervorgebrachte Betätigungsgeräusch wirkungsvoll
zurückzuhalten,
ohne dabei irgendein Dichtungselement hinzuzufügen, welches in dem solenoidbetriebenen Ventil
gemäß Stand
der Technik verwendet wird, und welches zudem in der Lage ist, das
Auftreten der Verzögerung
im Ansprechverhalten zu verhindern.
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Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen
ersichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden
Teile über
mehrere Ansichten hinweg bezeichnen, wobei:
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1 eine
Längsschnittansicht
eines normalerweise geschlossenen solenoidbetriebenen Ventils des
ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
einer in 1 gezeigten Dämpfungskammer
zeigt;
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3 eine
vergrößerte Draufsicht
eines in 1 gezeigten beweglichen Elements
zeigt;
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4 ein
Graph ist, der das Verhältnis
zwischen der Position des beweglichen Elements und der Fläche eines
Verbindungsdurchlasses zeigt;
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5 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
einer Dämpfungskammer
eines normalerweise geschlossenen, solenoidbetriebenen Ventils gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
vergrößerte Draufsicht
eines in 5 gezeigten beweglichen Elements
zeigt;
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7 eine
vergrößerte Teilschnittansicht
einer Dämpfungskammer
eines normalerweise geschlossenen, solenoidbetriebenen Ventils gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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8 eine
vergrößerte Draufsicht
eines in 7 gezeigten beweglichen Elements
zeigt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Im
weiteren Verlauf wird unter Bezugnahme auf 1 bis 4 ein
normalerweise geschlossenes, solenoidbetriebenes Ventil gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein
Längsschnitt,
der das normalerweise geschlossene, solenoidbetriebene Ventil zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist das solenoidbetriebene Ventil
V einer Auf/Zu-Bauweise mit einer zylindrisch ausgebildeten Hülse 11 versehen.
Der untere Endabschnitt der Hülse 11 ist
in ein Installationsloch 12a eingesetzt, welches in einem
Ventilkörper 12 vorgesehen
ist und durch Bördeln
fluiddicht daran gesichert ist. Der obere Abschnitt der Hülse 11 steht von
dem Ventilkörper 12 vor
und ist an seinem oberen Endabschnitt mit einem ortsfesten Element 13 einer
zylindrischen Gestalt versehen. Das ortsfeste Element 13 ist
koaxial und körperlich
mit der Hülse 11 vorgesehen
und hat den gleichen Durchmesser wie der obere Abschnitt der Hülse 11.
Ein nicht magnetisches Material 11a ist an dem Grenzabschnitt
zwischen dem ortsfesten Element 13 und der Hülse 11 zwischengeordnet.
Ein axiales Loch 13a ist in der Mitte des ortsfesten Elements 13 von
dessen unterem Ende aus ausgebildet und enthält in sich eine Druckfeder 14.
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Ein
nahezu zylindrisches Joch 15 ist an der Umfangsfläche des
ortsfesten Elements 13 gesichert und bedeckt das ortsfeste
Element 13 und den vorstehenden Abschnitt der Hülse 11 (d.
h. den oberen Abschnitt der Hülse 11).
Der obere Endabschnitt des ortsfesten Elements 13 ist fest
in den oberen Öffnungsabschnitt
des Jochs 15 gepasst. Das untere Ende des Jochs 15 erstreckt
sich nach unten zum Installationsloch 12a und ein Ring 16 ist
fest zwischen die Innenwand des unteren Öffnungsendes des Jochs 15 und
die Außenfläche der
Hülse 11 gepasst. Eine
elektromagnetische Spule 17 ist innerhalb des Jochs 15 in
koaxialer Ausrichtung mit der Hülse 11 vorgesehen,
so dass sie den oberen Abschnitt der Hülse 11 bedeckt. Die
elektromagnetische Spule 17 ist an dem Joch 15 gesichert.
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Die
Hülse 11,
das ortsfeste Element 13, das Joch 15, der Ring 16 und
ein bewegliches Element 18, das später beschrieben wird, sind
aus magnetischen Materialien gefertigt. Wenn elektrischer Strom auf
die elektromagnetische Spule 17 aufgebracht wird, wird
um die elektromagnetische Spule 17 ein magnetischer Pfad
ausgebildet, der durch das ortsfeste Element 13, das Joch 15,
den Ring 16 und die Hülse 11 hindurchgeht,
wodurch das ortsfeste Element 13 und das bewegliche Element 18 erregt
werden.
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Ein
Ventilsitzelement 19 ist dicht in den unteren Endabschnitt
eines axialen Lochs 11c der Hülse 11 gepasst und
das bewegliche Element 18 ist verschieblich in das axiale
Loch 11c zwischen dem Ventilsitzelement 19 und
dem ortsfesten Element 13 eingesetzt, wobei es dem ortsfesten
Element 13 zugewandt ist. Das Ventilsitzelement 19 ist
mit einem Ventilloch 19a in koaxialer Ausrichtung damit
ausgebildet. An der oberen Öffnungskante
des Ventillochs 19a ist ein Ventilsitz 19b ausgebildet.
Die untere Endöffnung
des Ventillochs 19a ist einem Auslassdurchlass P2 zugewandt,
der sich zum Boden des Installationslochs 12a öffnet.
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Das
bewegliche Element 18 ist mit einem großdurchmessrigen Abschnitt 18a und
einem kleindurchmessrigen Abschnitt 18b ausgebildet, welcher an
dem unteren Abschnitt des großdurchmessrigen Abschnitts 18a körperlich
und koaxial damit ausgebildet ist. Der großdurchmessrige Abschnitt 18a ist
an seiner oberen Fläche
in anliegendem Eingriff mit dem unteren Ende der Druckfeder 14,
so dass das bewegliche Element 18 durch die Druckfeder 14 nach
unten, wie dies in 1 gezeigt ist, d.h., in Verschlussrichtung
des Ventils, vorgespannt ist. Ein Ventilelement 21 in Form
einer Kugel ist körperlich
an dem unteren Ende des kleindurchmessrigen Abschnitts 18b vorgesehen
und ist zusammen mit dem beweglichen Element 18 beweglich.
Das heißt,
wenn auf die Elektromagnetische Spule 17 kein elektrischer
Strom aufgebracht ist, bleibt das bewegliche Element 18 durch die
Druckfeder 14 nach unten vorgespannt, so dass das Ventilelement 21 mit
dem Ventilsitz 19b anliegend verbleibt, um dadurch das
Ventilloch 19a zu verschließen. Wenn auf die elektromagnetische
Spule 17 elektrischer Strom aufgebracht wird, wird im Gegensatz
dazu das bewegliche Element 18 in Richtung des ortsfesten
Elements 13 gegen die Druckfeder 14 bewegt, so
dass sich das Ventilelement 21 von dem Ventilsitz 19b wegbewegt,
um das Ventilloch 19a zu öffnen.
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Wenn
auf die elektromagnetische Spule 17 kein elektrischer Strom
aufgebracht ist, wie dies in 1 und 2 gezeigt
ist, ist zwischen der oberen Endfläche des großdurchmessrigen Abschnitts 18a des
beweglichen Elements und der unteren Endfläche des ortsfesten Elements 13 ein
vorbestimmter Abstand vorgesehen. Durch den Abstand, das axiale Loch 11c der
Hülse 11 und
eine ringförmige
Beilagscheibe 24, die später beschrieben wird, ist eine
Fluidkammer R1 definiert. Es ist anzumerken, dass der Abstand der
Betriebshublänge
des beweglichen Elements 18 entspricht.
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Durch
den kleindurchmessrigen Abschnitt 18b des beweglichen Elements 18,
die Innenwand der Hülse 11 und
das Ventilelement 19 ist eine Ventilkammer R2 definiert.
Ein Paar mit Bezug auf den Durchmesser gegenüberliegender Verbindungsnuten 22, 22 ist
so an der Außenwandfläche des
großdurchmessrigen
Abschnitts 18a des beweglichen Elements 18 vorgesehen,
dass sie sich in der Axialrichtung erstrecken, um dem Arbeitsfluid
zu ermöglichen,
zwischen der Fluidkammer R1 und der Ventilkammer R2 zu strömen.
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Die
ringförmige
Beilagscheibe 24, die eine geschlossene Wand bildet, ist
an der oberen Fläche des
großdurchmessrigen
Abschnitts 18a des beweglichen Elements 18 angebracht.
Wie dies am besten in 3 gezeigt ist, nimmt die ringförmige Beilagscheibe 24 im
Wesentlichen die Form eine Ovals an und ist daran in Lage gebracht,
so dass sie nicht mit den oberen Endöffnungen der Verbindungsnuten 22, 22 überlappt,
die an dem beweglichen Element 18 vorgesehen sind. Die
ringförmige
Beilagscheibe 24 ist mit einem Paar Eingriffsklauen 25, 25 versehen, die
jeweils mit den Verbindungsnuten 22, 22 in Eingriff
sind, um die ringförmige
Beilagscheibe 24 an dem beweglichen Element 18 zu
halten. Die ringförmige
Beilagscheibe 24 definiert eine Dämpfungskammer R3 zwischen der
unteren Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und dem beweglichen Element 18.
Somit sind an dem oberen bzw. unterem Abschnitt in dem axialen Loch 11c der
Hülse 11 die Dämpfungskammer
R3 bzw. die Ventilkammer R2 mit dem dazwischenliegenden beweglichen
Element 18 definiert.
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Wenn
die elektromagnetische Spule 17 in den Erregungszustand
gebracht ist, wird das bewegliche Element 18 nach oben
bewegt, so dass es nahe an das ortsfeste Element 13 kommt.
Somit wird das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer R3 durch die
Fluidkammer R1 und dann durch das Paar Verbindungsnuten 22, 22 in
die Ventilkammer R2 ausgelassen. Wenn die elektromagnetische Spule 17 in
den nicht erregten Zustand gebracht ist, wird das bewegliche Element 18 andererseits
nach unten bewegt, so dass es sich von dem ortsfesten Element 13 entfernt,
wodurch das Arbeitsfluid innerhalb der Ventilkammer R2 durch das
Paar Verbindungsnuten 22, 22 und dann durch die
Fluidkammer R1 in die Dämpfungskammer
R3 geladen wird.
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Die
Hülse 11 ist
so mit Verbindungslöchern 11b versehen,
dass sie sich radial erstrecken und sie ist zudem mit einem an der
Umfangswandfläche
seines unteren Abschnitts angebrachtem Filter versehen. Ein Einlassdurchlass
P1 ist so in dem Ventilkörper 12 ausgebildet,
dass er sich in der Radialrichtung der Hülse 11 zu dem unteren
Abschnitt der Hülse 11 erstreckt.
Die Ventilkammer R2 ist mit dem Einlassdurchlass P1 durch die Verbindungslöcher 11b und den
Filter 23 einerseits und mit dem Auslassdurchlass P2 durch
das Ventilloch 19a andererseits in Verbindung.
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Wie
in 3 gezeigt ist, ist eine Vertiefungsnut 26,
die als eine Festdrossel dient, so ausgebildet, dass sie sich radial
zu der Umfangsendwand an einem Abschnitt erstreckt, der sich an
dem oberen Umfangskantenabschnitt befindet und an dem die Verbindungsnuten 22 nicht
ausgebildet sind. Somit wird, wenn das bewegliche Element 18 durch
die elektromagnetische Spule 17 erregt ist, wodurch sie
sich zu dem ortsfesten Element 13 bewegt, die Dämpfungskammer
R3 durch die untere Endfläche
des ortsfesten Elements 14 und die an der oberen Fläche des beweglichen
Elements 18 angebrachte ringförmige Beilagscheibe 24 geschlossen,
wobei in diesem Zustand die Dämpfungskammer
R3 durch die Vertiefungsnut 26 und den Abstand der Fluidkammer
R1, der zu dieser Zeit um den oberen Umfangsabschnitt des beweglichen
Elements 18 herum ausgebildet verbleibt, mit den Verbindungsnuten 22 in
Verbindung bleibt.
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Die
radiale Länge
der Vertiefungsnut 26 ist länger eingestellt als die radiale
Breite der ringförmigen
Beilagscheibe 24 und das innere Ende der Vertiefungsnut 26 erstreckt
sich nach Innen in die Innenfläche
der ringförmigen
Beilagscheibe 24. Ferner hat die Vertiefungsnut 26 einen
dreieckigen Querschnitt, dessen Fläche bevorzugterweise so eingestellt
ist, dass sie einem Durchmesser von 0,4 mm entspricht (d. h. einem
Loch mit 0,4 mm Durchmesser). Der Querschnitt der Vertiefungsnut 26 ist
nicht auf ein Dreieck beschränkt,
sondern kann auch rechteckig, halbkreisförmig oder dergleichen sein.
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Wenn
in dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten normalerweise geschlossenen,
solenoidbetriebenen Ventil das bewegliche Element 18, das durch
die elektromagnetische Spule 17 erregt ist, so bewegt wird,
dass es nahe an das ortsfeste Element 13 kommt, wird das
Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer 13 mittels
einer ringförmigen
variablen Drossel und der als Festdrossel dienenden Vertiefungsnut 26 in
die Verbindungsnuten 22 ausgelassen. Die zu diesem Zeitpunkt
definierte ringförmige variable
Drossel hat eine Pfadfläche
von (h × l),
die durch Multiplizieren der Umfangslänge (l) der Innenwandfläche 24a der
ringförmigen
Beilagscheibe 24 mit dem Abstand (h) zwischen der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der ringförmigen Beilagscheibe 24 als
geschlossene Wand erhalten wird. Wie aus dem in 4 gezeigten
Graph verstanden werden kann, verringert sich die variable Drossel
in ihrer Pfadfläche
wenn das bewegliche Element 18 nahe zu dem ortsfesten Element 13 kommt,
wodurch der Drosselwiderstand zunimmt. Wenn ferner die an dem beweglichen
Element 18 vorgesehene ringförmige Beilagscheibe 24 mit
dem ortsfesten Element 13 in Kontakt gebracht wird, wird
die Dämpfungskammer
R3 durch die untere Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und die obere Fläche des
beweglichen Elements 18 geschlossen, wobei in diesem Zustand die
Dämpfungskammer
R3 lediglich durch die Vertiefungsnut 26 mit den Verbindungsnuten 22 in
Verbindung bleibt.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung zu verstehen ist, wird in diesem
besonderen ersten Ausführungsbeispiel
die Pfadfläche,
die die axial entgegengesetzten Enden des beweglichen Elements 18 miteinander
kommunizieren lässt,
verringert, wenn das bewegliche Element 18 nahe an das
ortsfeste Element 13 kommt, um den Drosselwiderstand zu
erhöhen
und die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Elements 18 wird
verringert. Somit kann das Betriebsgeräusch, das erzeugt wird, wenn
das bewegliche Element 18 mit dem ortsfesten Element 13 in
Kontakt gebracht wird, zufriedenstellend vermindert werden. Wenn
ferner das bewegliche Element 18 von dem ortsfesten Element 13 beabstandet ist,
ist der Abstand (h) zwischen der unteren Endfläche des ortsfesten Elements 13 und
der ringförmigen Beilagscheibe 24 groß, was es
dem Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer
R3 möglich
macht, davon ausgelassen zu werden und dort hinein geladen zu werden,
ohne wesentlich gedrosselt zu werden, so dass das bewegliche Element 18 bei
einer hohen Ansprechgeschwindigkeit bewegt werden kann.
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Dementsprechend
kann es realisiert werden, ein solenoidbetriebenes Ventil zu schaffen,
welches kostengünstig
ist, und welches in der Lage ist, das den Öffnungs-/Verschlussbetrieb
begleitende Betriebsgeräusch
wirkungsvoll zurückzuhalten,
und das verhindert, dass eine Ansprechverzögerung auftritt, ohne dass
jegliche Dichtungselement hinzugefügt werden müssen, wie sie bei dem solenoidbetriebenen
Ventil gemäß Stand
der Technik verwendet werden.
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Auch
wenn in dem vorher genannten Ausführungsbeispiel die Vertiefungsnut 26 an
der oberen Fläche
des beweglichen Elements 18 vorgesehen ist, kann sie sowohl
an der oberen Fläche
des beweglichen Elements 18 als auch an der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 vorgesehen sein. Ferner kann, obwohl
in dem vorher genannten Ausführungsbeispiel
die ringförmige
Beilagscheibe 24 an dem bewegliche Element 18 angebracht
ist, diese auch an dem ortsfesten Element 13 angebracht
sein. In diesem modifizierten Fall wird das Arbeitsfluid innerhalb der
Dämpfungskammer
R3 durch eine sogenannte ringförmige
variable Drossel, die durch die obere Fläche des beweglichen Elements 18 und
die ringförmige
Beilagscheibe 24 als geschlossene Wand ebenso wie durch
die Vertiefungsnut 26 definiert ist, in die Verbindungsnuten 22 ausgelassen.
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(zweites Ausführungsbeispiel)
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 5 und 6 das
zweite Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Die gleichen Elemente wie jene des ersten
Ausführungsbeispiels
sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher
zum Zwecke der Kürze von
der weitere Beschreibung ausgelassen.
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In
dem vorgenannte ersten Ausführungsbeispiel
ist die ringförmige
Beilagscheibe 24 zwischen der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements und der oberen Fläche des beweglichen Elements 18 zwischengeordnet
und die Vertiefungsnut 26 ist an der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 vorgesehen. Ferner ist die Dämpfungskammer
R3 unter Verwendung der ringförmigen
Beilagscheibe 24 zwischen der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 definiert und die Festdrossel besteht
in der Form der Vertiefungsnut 26. An Stelle dieser Konfigurationen
ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie
in 5 und 6 gezeigt ist, eine ringförmige Beilagscheibe 124 zwischen
der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 zwischengeordnet, eine Dämpfungskammer
R13 ist unter Verwendung der ringförmigen Beilagscheibe 124 zwischen
der unteren Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 ausgebildet und die Festdrossel
kann als ein oder zwei Abschnitte, an denen die ringförmige Beilagscheibe 124 die
Verbindungsnuten 22 nicht überlappt, ausgebildet sein.
Das heißt,
die feste Drossel kann dadurch ausgebildet sein, indem ein oder
zwei Teile der oberen Endöffnungen
der Verbindungsnuten 22 innerhalb der Innenwandfläche 124a der
ringförmigen
Beilagscheibe 124 offen gelassen werden. Beispielsweise sind
die Festdrosseln durch Vorsehen von Öffnungen S, S zwischen der
unteren Endkante der Innenwandfläche 124a der
ringförmigen
Beilagscheibe 124 und den oberen Endöffnungen der Verbindungsnuten 22 des
beweglichen Elements 18 ausgebildet.
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Wenn
in diesem Fall das durch die elektromagnetische Spule 17 erregte
bewegliche Element 18 so bewegt wird, dass es nahe zu dem
ortsfesten Element 13 kommt, wird das Arbeitsfluid innerhalb der
Dämpfungskammer
R13 durch den Abstand zwischen der unteren Endfläche des ortsfesten Elements 13 oder
der oberen Fläche
des beweglichen Elements 18 und der ringförmigen Beilagscheibe 124 und
durch die Abschnitte, an denen die ringförmige Beilagscheibe 124 die
Verbindungsnuten 22 nicht überlappt, nämlich durch die Öffnungen
S, S ausgelassen. Mit diesem Aufbau können die gleichen Funktionen
und Vorteile wie jene des vorstehenden Ausführungsbeispiels erreicht werden
und zusätzlich kann
der Aufbau vereinfacht werden, um dadurch die Herstellungskosten
zu senken, da hier Zeit und Arbeit beim Implementieren der spanabhebenden
Bearbeitung, wie z.B. des Ausbildens der Vertiefungsnut 26 an
dem beweglichen Element 18, Vorsehen der Eingriffskrallen 25 an
der ringförmigen
Beilagscheibe 24 oder dergleichen eingespart werden kann.
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Ferner
kann in dem vorgenannten zweiten Ausführungsbeispiel anstelle die
ringförmige
Beilagscheibe 24 vorzusehen, ein ringförmiger konvexer Abschnitt,
der der Beilagscheibe 124 entspricht, an der unteren Fläche des
ortsfesten Elements 13 vorgesehen sein. Wenn in diesem
modifizierten Fall das bewegliche Element 18 mit dem ortsfesten
Element 13 in Kontakt gebracht wird, wird die Dämpfungskammer
R13 durch die untere Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und die obere Fläche des
beweglichen Elements 18 geschlossen, wobei in diesem Zustand die
Festdrossel durch die untere Endkante der Innenwandfläche des
ringförmigen
konvexen Abschnitts und die oberen Endöffnungen der Verbindungsnuten 22,
d. h., durch die Öffnungen
S, S, definiert ist.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Als
nächstes
wird unter die Bezugnahme auf 7 und 8 das
dritte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
beschrieben. Den gleichen Elementen, wie jenen des ersten Ausführungsbeispiels,
sind die gleichen Bezugszeichen gegeben und daher wird zum Zweck
der Kürze
deren weitere Beschreibung ausgelassen.
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In
dem vorgenannten ersten Ausführungsbeispiel
ist die ringförmige
Beilagscheibe 24 zwischen der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 zwischengeordnet und die Vertiefungsnut 26 ist
an der oberen Fläche
des beweglichen Elements 18 vorgesehen. Ferner ist die
Dämpfungskammer
R3 unter Verwendung der ringförmigen
Beilagscheibe 24 zwischen der unteren Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der oberen Fläche des
beweglichen Elements 18 definiert und die Festedrossel
besteht in der Form der Vertiefungsnut 26. Anstelle dieser
Konfigurationen ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 7 und 8 gezeigt
ist, ein ringförmiger
konvexer Abschnitt 224 vorgesehen, um eine geschlossene
Wand an dem oberen Flächenumfangskantenabschnitt
des beweglichen Elements 18 zu definieren und an einem
Teil in der Umfangsrichtung des ringförmigen konvexen Abschnitt 224 ist eine
Vertiefungsnut 224a ausgebildet. Die Vertiefungsnut 224a erstreckt
sich radial über
den ringförmigen
konvexen Abschnitt 224 und bildet einen Vertiefungsabschitt
oder Raum, der von dem ringförmigen
konvexen Abschnitt 224 umkreist ist und der mit einer der
Verbindungsnuten 22, 22 in Verbindung ist. Somit
ist eine Dämpfungskammer
R23 als der Vertiefungsabschitt oder Raum, der durch den ringförmigen konvexen
Abschnitt 224 umkreist ist, definiert und eine Festdrossel
ist durch die Vertiefungsnut 224a definiert. In diesem
Fall kann die Vertiefungsnut 224a so vorgesehen sein, dass
sie sich direkt zu einer der Verbindungsnuten 22 öffnet, wie
dies in 8 gezeigt ist, oder sie kann
an einem Abschnitt vorgesehen sein, der irgendeine Stelle in der
Umfangsrichtung des ringförmigen
konvexen Abschnitts 224 entspricht und zu dem sie sich
nicht öffnet.
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Wenn
in diesem dritten Ausführungsbeispiel das
durch die elektromagnetische Spule 17 erregte bewegliche
Element 18 so bewegt wird, dass es nahe zu dem ortsfesten
Element 13 kommt, wird das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer
R23 durch den Abstand zwischen der unteren Endfläche des ortsfesten Elements 13 und
dem ringförmigen konvexen
Abschnitt 224 und durch die Vertiefungsnut 224a in
die Verbindungsnuten 22 ausgelassen. Auf diese Weise können die
selben Funktionen und Vorteile wie jene des vorgenannten Ausführungsbeispiels
erhalten werden, indem nur der ringförmige konvexe Abschnitt 224 mit
der Vertiefungsnut 224a vorgesehen wird, und außerdem können die
Teileanzahl und daher die Herstellungskosten verringert werden,
da eine diskrete ringförmige
Beilagscheibe nicht länger
erforderlich ist. In einer Modifikation kann der ringförmige konvexe
Abschnitt 224 an der unteren Fläche des ortsfesten Elements 13 vorgesehen sein,
anstelle ihn an der oberen Fläche
des beweglichen Elements 18 vorzusehen oder es können zwei ringförmige konvexe
Abschnitte 224 sowohl an der oberen Fläche des beweglichen Elements 18 als auch
an der unteren Endfläche
des ortsfesten Elements 13 vorgesehen sein.
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Außerdem kann
die Beilagscheibe 24 (124), die in den vorstehenden
Ausführungsbeispielen
verwendet wird, den Umständen
entsprechend ein dünner
Abstandshalter sein oder sie kann durch einen Dichtring oder dergleichen
ersetzt werden, und daher kann der Ausdruck „Beilagscheibe", der hierin verwendet
wird, diese Äquivalente
in deren Bedeutung umfassen. Ferner kann die Vertiefungsnut 26, 224a eine
Vertiefung, eine Mulde, ein Ausschnitt oder dergleichen sein, die
durch Gießen,
Formpressen, spanabhebende Bearbeitung, oder jegliche andere Formgebungsmittel
definiert sein kann.
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Schließlich werden
die unterschiedlichen Merkmale und die damit einhergehenden Vorteile
der vorgenannten Ausführungsbeispiele
folgendermaßen
zusammengefasst:
Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorgenannten Ausführungsbeispiele, wie sie bspw.
in 1 bis 4 gezeigt sind, ist an zumindest
einem von der ortsfesten Elementendfläche des ortsfesten Elements 13,
die dem beweglichen Element 18 zugewandt ist und einer
beweglichen Elementendfläche des
beweglichen Elements 18, die dem ortsfesten Element 13 zugewandt
ist, eine geschlossene Wand 24 (124, 224)
vorgesehen, um eine Dämpfungskammer
R3 (R13, R23) darin zu definieren. Eine Festdrossel 26 (S, 224a)
ist ausgebildet, um die Dämpfungskammer
R3 (R13, R23) mit den Verbindungsnuten 22 kommunizieren
zu lassen, wenn die ortsfeste Elementendfläche und die bewegliche Elementendfläche die
Dämpfungskammer
R3 (R12, R23) als ein Ergebnis davon schließen, dass das durch die elektromagnetische
Spule 17 erregte bewegliche Element 18 zu dem
ortsfesten Element 13 bewegt wird.
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Daher
wird, wenn das bewegliche Element 18 nahe an das ortsfest
Element 13 kommt, die Pfadfläche, die die Dämpfungskammer
R3 mit den Verbindungsnuten 22 kommunizieren lässt, verringert,
um dadurch den Drosselwiderstand zu erhöhen und die Bewegungsgeschwindigkeit
des beweglichen Elements 18 zu verringern, wenn selbiges
nahe an das ortsfeste Element 13 kommt. Somit kann das
Betriebsgeräusch,
das erzeugt wird, wenn das bewegliche Element 18 mit dem
ortsfesten Element 13 in Kontakt gebracht wird, zufriedenstellend
vermindert werden. Ferner wird, wenn das beweglich Element 18 von
dem ortsfesten Element 13 entfernt ist, der Abstand zwischen
der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 oder der Endfläche des
beweglichen Element 18 und der geschlossenen Wand (bspw.
der ringförmigen
Beilegscheibe 24) groß gehalten.
Somit ist das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer R3 (R13, R23)
in der Lage davon ausgelassen zu werden und dort hinein geladen
zu werden, ohne wesentlich gedrosselt zu werden, so dass sich das
bewegliche Element 18 bei einer hohen Ansprechgeschwindigkeit
bewegen kann.
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Gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt des vorgenannten Ausführungsbeispiels, wie es bspw.
in 2 und 3 beschrieben ist, ist eine
ringförmige Beilagscheibe 24 zwischen
der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und der Endfläche des
beweglichen Elements 18 zwischengeordnet, um die Dämpfungskammer
R3 in deren inneren Fläche
zu definieren. Ferner besteht die Festdrossel 26 aus einer
Vertiefungsnut, die zumindest an einem von der Endfläche des
ortsfesten Elements 13 und der Endfläche des beweglichen Elements 18 vorgesehen
ist, um mit den Verbindungsnuten 22 zu kommunizieren. Wenn das
durch die elektromagnetische Spule 17 erregte bewegliche
Element 18 nahe an das ortsfeste Element 13 kommt,
wird das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer R3 durch den
Abstand zwischen der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 oder der Endfläche des
beweglichen Elements 18 und der ringförmige Beilagscheibe 24 in
die Verbindungsnut 22 ausgelassen. Somit können die
gleichen Funktionen und Vorteile wie jene des vorstehend erwähnten ersten
Gesichtpunkts mit einer einfachen Konstruktion erreicht werden,
die die ringförmige
Beilagscheibe 24 und die Vertiefungsnut 26 verwendet.
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Gemäß einem
dritten Gesichtpunkt des vorstehenden Ausführungsbeispiel, wie es bspw.
in 5 und 6 gezeigt ist, ist zwischen
der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und der Endfläche des
beweglichen Elements 18 eine ringförmige Beilagscheibe 124 zwischengeordnet,
um die Dämpfungskammer
R13 in deren inneren Fläche
zu definieren. Die Festdrossel besteht aus dem Abschnitt S, an dem
die ringförmige
Beilagscheibe 124 zumindest eine der Verbindungsnuten 22 nicht überlappt.
Wenn das durch die elektromagnetische Spule 17 erregte bewegliche
Element 18 nahe an das ortsfeste Element 13 kommt,
wird das Arbeitsfluid innerhalb der Dämpfungskammer R13 durch den
Abstand zwischen der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 oder der Endfläche des
beweglichen Elements 18 und der ringförmigen Beilagscheibe 24 und
durch den Abschnitt S, an dem die ringförmige Beilagscheibe 124 zumindest
eine der Verbindungsnuten 22 nicht überlappt oder an dem die oberen
Endöffnungen
der Verbindungsnuten 22 sich teilweise zu dem Raum innerhalb
der ringförmigen
Beilagscheibe 24 öffnen,
in die Verbindungsnut 22 ausgelassen. Daher können die
gleichen Funktionen und Vorteile, wie sie bereits erwähnt wurden,
durch vorsehen lediglich der ringförmigen Beilagscheibe 124 erreicht
werden.
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Gemäß einem
vierten Gesichtpunkt des vorgenannten Ausführungsbeispiel, wie es bspw.
in 7 und 8 gezeigt ist, ist an zumindest
einem von der Endfläche
des ortsfesten Elements 13 und der Endfläche des
beweglichen Elements 18 ein ringförmiger konvexer Abschnitt 224 ausgebildet,
um die geschlossenen Wand zu definieren, die durch den ringförmigen konvexen
Abschnitt 224 mit der Dämpfungskammer
R23 darin eingekreist ist, und die Festdrossel ist durch eine Vertiefungsnut 224a ausgebildet,
die an dem ringförmigen
konvexen Abschnitt 224 radial über selbigem vorgesehen ist,
um mit der Verbindungsnut 22 zu kommunizieren. Wenn das
durch die elektromagnetische Spule 17 erregte bewegliche Element 18 nahe
zu dem ortsfesten Element 13 kommt, wird das Arbeitsfluid
innerhalb der Dämpfungskammer
R23 durch den Abstand zwischen der Endfläche des ortsfesten Elements 13 oder
der Endfläche
der beweglichen Endfläche 18 und
dem ringförmigen
konvexen Abschnitt 224 in die Verbindungsnut 22 ausgelassen.
Daher können
die gleichen Funktionen und Vorteile, wie sie bereits erwähnt wurden,
durch Vorsehen lediglich des ringförmigen konvexen Abschnitts 224 erhalten
werden.