WO2001036243A1 - Elektromagnetventil - Google Patents

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WO2001036243A1
WO2001036243A1 PCT/EP2000/011178 EP0011178W WO0136243A1 WO 2001036243 A1 WO2001036243 A1 WO 2001036243A1 EP 0011178 W EP0011178 W EP 0011178W WO 0136243 A1 WO0136243 A1 WO 0136243A1
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spring element
magnet armature
spring
magnet
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PCT/EP2000/011178
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Andre F. L. Goossens
Luc Van Himme
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic valve according to the preamble of patent claim 1.
  • La shows a characteristic curve for the electromagnetic valve according to FIG. 1,
  • FIG. 2 shows a modified characteristic curve after recording features essential to the invention in the electromagnetic valve according to FIG. 1,
  • FIG. 2b shows an alternative embodiment of the features essential to the invention shown in FIG. 2a, which can be easily implemented in the electromagnetic valve according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a solenoid valve which is open when de-energized in the basic position
  • 3a shows a characteristic curve for the electromagnetic valve according to FIG. 3.
  • valve housing 1 shows a normally closed electromagnetic valve according to the prior art, the valve of which tilgehause 1 is designed in cartridge design as an example.
  • the upper part of the valve housing 1 is designed as a thin-walled valve sleeve 2, in the dome-shaped closed area of which a cylindrical magnetic core 3 is attached.
  • the piston-shaped magnet armature 5 is located below the magnet core 3.
  • the magnet core 3 receives a spring 6, known per se, with a linear characteristic curve within a stepped bore, which extends as a helical compression spring with one winding end on the end face of the magnet armature 5.
  • the magnet armature 5 is consequently pressed under the action of the spring 6 with the tappet-shaped valve closing member 7 against a valve seat 8 in the valve housing 1, whereby a pressure medium channel 9 penetrating the valve housing 1 in the horizontal and vertical direction is interrupted in the basic valve position shown in the figure.
  • the tappet-shaped valve closing member 7 is preferably fixed in the magnet armature 5 by means of a press fit and centered on its end section 8 facing the valve seat 8 in a guide sleeve 10, which is fixed concentrically to the valve seat 8 in the valve housing 1.
  • valve coil 11 mounted on the valve housing 1 and a yoke ring 12 partially enclosing the valve coil 11, the magnetic circuit can be closed by exciting the valve coil 11 and the magnet armature 5 can be moved in the direction of the magnet core 3.
  • a hyperbola-shaped family of curves for various magnetic force characteristics FM each with a constant valve coil current I as a function of the valve stroke s, is plotted.
  • a plunger force curve family Fs with a constant pressure p is also plotted as a function of the valve stroke s.
  • this thrust force curve family Fs is predetermined by the design of the valve seat 8 and a diaphragm arrangement which is common in electromagnetic valves and is in series with the valve seat 8 and can therefore only be influenced by design changes in the region of the valve seat 8 and in the region of the valve closing member 7 ,
  • FIGS. 2a and 2b illustrate the invention on the basis of the individual structural features shown for a closed solenoid valve which is not energized in the basic position, based on the original structure of the valve according to FIG. 1.
  • FIG. 2a shows an enlarged, partial representation of the magnetic core 3 and the magnet armature 5 with the corresponding structural changes compared to the electromagnetic valve according to FIG. 1.
  • the electromagnetic can now be seen from FIG. 2a unexcited, closed valve switching position can clearly be seen, in which the plate-shaped spring element 4 rests with its outer edge on the straight, horizontally running magnetic core end face, while the inner edge of the spring element 4 in the region of the opening having the spring 6 is located on the straight, horizontally running end face of the magnet armature 5 supports.
  • the axial distance between the parallel end faces of the magnet armature 5 and the magnet core 3 thus corresponds to after taking into account the thickness of the spring element 4, the maximum magnet armature stroke X.
  • the spring element 4 preferably consists of a material that conducts the magnetic flux in order not to unnecessarily enlarge the effective working air gap, so that advantageously the magnetic force is not weakened.
  • the spring element 4 is pressed together elastically and is applied over the entire surface of the straight end faces of the magnetic core 3 and the magnet armature 5.
  • the magnet armature 5 can also be braked before it presses the spring element 4 over the entire surface against the end face of the magnet core 3, so that, among other things, the switching noise of the electromagnet can also be reduced if necessary.
  • the prestressing force of the spring element 4 also causes a possible quick return of the magnet armature 5 from the end position on the magnet core 3 after the electromagnetic excitation has been completed, since the so-called magnet armature glue on the magnet core, which is normally caused by remanence, is interrupted by the tendency of the spring element 4 to reset.
  • the spring element 4 is, for manufacturing reasons, simplified as a flat plate or disk that is clamped between the oblique end faces of the magnet armature 5 and the magnet core 3.
  • the end face of the magnetic core 3 is expanded in a concave or funnel shape in the direction of the spring element 4, while the end face of the magnet armature 5 tapers conically at the same angle of inclination as on the magnetic core 3 and is therefore convex. It is conceivable to swap the face geometry. This also results in the already known and known from a plate spring Advantageous progressive spring characteristic for the invention for the flat, plate-shaped spring element 4.
  • the magnet armature 5 is in a non-excited position.
  • the right half of the picture illustrates the full-surface contact and maximum preload of the spring element 4 m of the electromagnetically excited switching position of the magnet armature 5.
  • FIG. 3 shows an application of the subject matter of the invention for an electromagnetically non-energized electromagnetic valve which is open in the basic position.
  • the magnetic core 3 designed as a hollow cylinder is now inserted in the lower end section of the valve sleeve 2, which is fastened with the magnetic core 3 in the cartridge section of the valve housing 1.
  • the tappet-shaped section of the valve closing element 7 consequently extends through the magnetic core 3 m in the direction of the closed region of the valve sleeve.
  • the spring element 4 can consist of a series of individual spring washers, which in the electromagnetically excited valve closing position are only approximately elastically compressed between the end faces of the magnet armature 5 and the magnet core 3. In the case of a normally open electromagnetic valve, it must be ensured that the valve closing member 7 closes the valve seat 8 absolutely tight in the excited magnet armature position, which is why a minimal residual air gap that can be bridged by the magnet armature 5 must remain in the area of the printed spring element 4.
  • the inflow and thus the pressurization of the valve closing element 7 takes place from below, that is, upstream of the valve closing element 7 via the plate filter 13 covering the vertical pressure medium channel 9, direction towards the end face of the opened valve closing element 7 and thus over the released ring cross-section and over the passage openings located in the ram centering body 14 in the direction of the pressure medium channels 9 crossing the valve housing 1.
  • the outflow thus takes place via a ring filter 15 covering the transverse pressure medium channels 9.
  • FIG. 3 a for the normally open electromagnetic valve according to FIG. 3 differs only from the diagram according to FIG. 2 by the exchange of the valve stroke limit lines along the abscissa for the respectively open and closed valve switching position.
  • the mode of operation of the invention explained with reference to FIGS. 2, 2a and 2b thus does not differ in its essential features from the exemplary illustration shown in FIGS. 3 and 3a, so that the basic description of the diagrams is used to explain the diagram according to FIG. 3a can be referred to Fig. La and 2.
  • the essential features of the invention are the use of the plate-shaped, relatively rigid, preferably magnetic flux-conducting spring element 4, which is only slightly pretensioned between the magnet core 3 when the magnet armature 5 is not initially excited and the magnet armature 5 rests and that the magnet armature 5 elastically presses the contour of the magnet core 3 with increasing valve stroke. Since the preferably ferritic spring element 4 does not represent an obstacle for the magnetic circuit when the spring element 4 is almost in the electromagnetically excited end position of the magnet armature 5 the working stroke X corresponds to the air gap to be bridged by the magnet armature 5, ie there is now no known from the prior art, the dimensions gnet Vietnamese weakening residual air gap. At the same time, the spring element 4, due to its elastic pretension, exerts a restoring force on the magnet armature 5 after completion of the electromagnetic excitation, which counteracts the residual magnetism and thus prevents the undesired magnet armature sticking.
  • the spring element 4 can also interact with the magnet armature 5 outside the air gap located between the magnet armature 5 and the magnet core 3.
  • it requires increased construction costs, which is not the subject of the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem Ventilgehäuse (1), in dem ein Ventilschließglied (8) beweglich geführt ist, mit einem an Ventilschließglied (8) angebrachten Magnetanker (5), der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung einer am Ventilgehäuse (1) angebrachten Ventilspule (11) eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehäuse (1) angeordneten Magnetkerns (3) vollzieht sowie mit einer Feder (6), die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker (5) in einem definierten Axialabstand (x) vom Magnetkern (3) positioniert, so dass der Magnetanker (5) vom Magnetkern (3) durch einen Zwischenraum getrennt ist. Zusätzlich zur Feder (6) wirkt ein Federelement (4) auf den Magnetanker (5) ein, das einen nicht linearen, vorzugsweise progressiven Kennlinienverlauf aufweist, wobei das Federelement (4) der Magnetkraft (FM) entgegenwirkt.

Description

Elektromagnetventil
Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 197 00 980 AI ist bereits ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art bekannt geworden, das infolge des gewählten einfachen Aufbaus ausschließlich die Funktion eines bistabil schaltenden Zweistellungsventils erfüllen kann.
Es sind aber auch bereits proportionalisierte Elektromagnetventile bekannt, die allerdings einen betrachtlichen regelungstechnischen als auch konstruktiven Aufwand erfordern. Ein Elektromagnetventil dieser Bauart wird in der DE 196 538 95 AI beschrieben.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bistabil schaltendes Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art unter Beibehaltung eines möglichst einfachen Aufbaus derart zu verbessern, dass dieses auch zur Volumenstromregelung als Analogventil bzw. Proportionalventil betrieben werden kann .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß für ein Elektromagnetventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelost.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmoglichkeiten der Erfindung werden im nachfolgenden anhand mehrerer Zeichnungen erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein in der Grundstellung stromlos geschlossenes Elektromagnetventil gemäß dem Stand der Technik,
Fig. la einen Kennlinienverlauf für das Elektromagnetventil nach Fig. 1,
Fig. 2 ein modifizierter Kennlinienverlauf nach Aufnahme von erfindungswesentlichen Merkmalen im Elektromagnetventil nach Fig. 1,
Fig. 2a eine Vergrößerung der erfindungswesentlichen Einzelheiten für die Verwendung im Elektromagnetventil nach Figur 1,
Fig. 2b eine alternative Ausfuhrung der in Fig. 2a gezeigten, erfindungswesentlichen Merkmale, die im Elektromagnetventil nach Figur 1 einfach verwirklicht werden können,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein in Grundstellung stromlos geöffnetes Elektromagnetventil,
Fig. 3a einen Kennlinienverlauf für das Elektromagnetventil nach Fig. 3.
Die Fig. 1 zeigt ein in Grundstellung stromlos geschlossenes Elektromagnetventil gemäß dem Stand der Technik, dessen Ven- tilgehause 1 beispielhaft in Patronenbauweise ausgeführt ist. Das Oberteil des Ventilgehauses 1 ist als dünnwandige Ventilhulse 2 gestaltet, in deren domformig geschlossenem Bereich ein zylinderformiger Magnetkern 3 befestigt ist. Unterhalb des Magnetkerns 3 befindet sich der kolbenförmige Magnetanker 5. Der Magnetkern 3 nimmt innerhalb einer Stufenbohrung eine an sich bekannte Feder 6 mit linearem Kennlinienverlauf auf, die sich als Schraubendruckfeder mit ihrem einen Windungsende auf die Stirnflache des Magnetankers 5 erstreckt. Der Magnetanker 5 ist folglich unter der Wirkung der Feder 6 mit dem stoßelformigen Ventilschließglied 7 gegen einen Ventilsitz 8 im Ventilgehause 1 gepresst, wodurch ein das Ventilgehause 1 in Horizontal- und Vertikalrichtung durchdringender Druckmittelkanal 9 in der abbil- dungsgemaßen Ventilgrundstellung unterbrochen ist. Das sto- ßelformige Ventilschließglied 7 ist vorzugsweise mittels einer Presspassung im Magnetanker 5 fixiert und an seinem dem Ventilsitz 8 zugewandten Endabschnitt 8 in einer Fuhrungs- hulse 10 zentriert, die konzentrisch zum Ventilsitz 8 im Ventilgehause 1 fixiert ist.
Durch eine auf dem Ventilgehause 1 angebrachte Ventilspule 11 und einen die Ventilspule 11 teilweise umschließenden Jochring 12 lasst sich durch eine Erregung der Ventilspule 11 der Magnetkreis schließen und der Magnetanker 5 in Richtung auf den Magnetkern 3 bewegen.
Damit ist zunächst die Wirkungsweise eines aus dem Stand der Technik bekannten stromlos geschlossenen Elektromagnetventils beschrieben. Bei diesem Elektromagnetventil muss die Vorspannung der Feder 6 dem maximalen hydraulischen Eingangsdruck im Druckmittelkanal 9 entsprechen, da der Eingangsdruck in der Bohrung des Ventilsitzes 8 das Ventil- schließglied 7 beaufschlagt. Ein solches Ventil verhalt sich bistabil, d.h. es ist entweder geschlossen oder geöffnet. Eine Zwischenposition ist nicht möglich. Dies wird aus dem nachfolgenden Kennlinienverlauf in Fig. la deutlich.
In dem Diagramm nach Fig. la ist eine hyperbelformige Kurvenschar für verschiedene Magnetkraftkennlinien FM mit jeweils konstantem Ventilspulenstrom I als Funktion des Ventilhubes s aufgetragen. Ferner ist eine Stoßelkraftkurvenschar Fs mit jeweils konstantem Druck p als Funktion des Ventilhubes s aufgetragen. Der Verlauf dieser Stoßelkraft- kurvenschar Fs ist durch die Gestaltung des Ventilsitzes 8 und einer bei Elektromagnetventilen üblichen Blendenanordnung, die sich in Serie zum Ventilsitz 8 befindet, vorgegeben und demnach nur durch konstruktive Veränderungen im Bereich des Ventilsitzes 8 als auch im Bereich des Ventilschließgliedes 7 beeinflussbar. Entsprechend der gewählten Darstellung sind die Kräfte FM, Fs als auch die hydraulischen Drücke p entlang der Ordinate sowie der Ventilhub s entlang der Abszisse dargestellt. Zu beachten ist hierbei, dass gemäß der gewählten Darstellung der hydraulische Druck p in Richtung des Schnittpunktes der Ordinate mit der Abszisse zunehmend ist, so dass in der Ventilschließstellung der maximale Druck p dem Ventileingangsdruck im Druckmittelkanal 9 entspricht. Weitere Schnittpunkte ergeben sich zwischen den nahezu linearen Druckkurven p und Kennlinien des Ventilspulenstrom I in der Ventilschließstellung (Ventilhub s = 0) .
Aus dem Diagramm nach Fig. la ist ersichtlich, dass im Arbeitsbereich des Magnetankers 5 infolge der Hyperbelfunktion der Stromkennlinien mit zunehmendem Ventilspulenstrom I jeweils ein Uberschuss der Magnetkraft FM gegenüber der aus dem Druck p resultierenden Druckkraft wirksam ist, wenn das Ventilschließglied 7 vom Ventilsitz 8 abhebt, da infolge der auf den Magnetkern 3 gerichteten Magnetankerbewegung sich der Luftspalt zwischen Magnetkern 3 und Magnetanker 5 verkleinert. Der Magnetkraftuberschuss bewegt den Magnetanker 5 zwangsläufig sehr rasch m die voll geöffnete Ventilposition (Ventilhub s = Max.) . Folglich ist die gewünschte Zwischenposition infolge des Magnetkraftuberschusses für das eingangs beschriebene Elektromagnetventil nach Fig. 1 nicht möglich. Der Magnetkraftuberschuss FM ist im Diagramm nach Fig. la jeweils sehr anschaulich durch die Divergenz der Druckkennlinie p zur Kennlinie des Ventilspulenstroms I in Abhängigkeit des Ventilhubs s verdeutlicht.
Erst durch die erfmdungsgemaße Anordnung eines Federelementes 4 im Elektromagnetventil nach Figur 1, vorzugsweise im Luftspalt zwischen dem Magnetanker 5 und dem Magnetkern 3, wird die Magnetkraft FM virtuell geschwächt, wozu die Charakteristik des Federelementes 4 derart ausgelegt ist, dass die resultierende Magnetkraft FM bei Annäherung des Magnetankers 5 an den Magnetkern 3 und damit scheinbar mit zunehmendem Ventilhub s im Ventiloffnungssmn schneller abnimmt als die aus dem hydraulischen Druck p am Ventilschließglied 7 resultierende Stoßelkraft FS, die im wesentlichen durch die hydraulische Beaufschlagung des Stoßeis festgelegt ist. Hierdurch kann entweder mittels geeigneter elektrischer Stromregelung in der Ventilspule 11 bei jeweils konstantem Druck p oder aber durch Regelung des Drucks p bei jeweils konstantem Ventilspulenstrom I erfmdungsgemaß jede beliebige Ventilhubposition zwischen den bistabilen Grenzlagen (s = 0, s = Max.) eingesteuert werden. Man hat damit die Möglichkeit, das Elektromagnetventil nicht nur als 2-Wegeventιl, sondern auch im Analogbetrieb als Volumenstromregelventil zu betreiben .
Diese mit der Erfindung angestrebte Ventileigenschaft ist abweichend vom Diagramm nach Fig. la nunmehr im Diagramm nach Fig. 2 dargestellt, das sich dahingehend von Fig. la unterscheidet, dass die Kennlinien für die jeweils angenommenen Ventilspulenstrome II bis 14 zu Beginn der Ventiloff- nung (s > 0), d.h., wenn sich der Magnetanker 5 zum Magnetkern 3 bewegt, nicht mehr entsprechend der ursprünglichen Hyperbelfunktion ansteigen, sondern infolge der Kraftwirkung Ff des Federelementes 4 degressiv im Bereich des aktiven Ventilhubs s verlaufen.
Die nachfolgenden Ausfuhrungsbeispiele gemäß den Fig. 2a und 2b veranschaulichen die Erfindung anhand der gezeigten konstruktiven Einzelmerkmale für ein in Grundstellung nicht erregtes, geschlossenes Elektromagnetventil, basierend auf dem ursprünglichen Aufbau des Ventils nach Fig. 1.
Die Fig. 2a zeigt eine vergrößerte, teilweise Darstellung des Magnetkerns 3 und des Magnetankers 5 mit den entsprechenden konstruktiven Veränderungen gegenüber dem Elektromagnetventil nach Fig. 1. Im einzelnen lasst sich unter Berücksichtigung der Erläuterungen zu Fig. 1 nunmehr aus der Fig. 2a die elektromagnetisch nicht erregte, geschlossene Ventilschaltstellung deutlich erkennen, in der das tellerförmige Federelement 4 mit seinem Außenrand an der geraden, horizontal verlaufenden Magnetkernstirnflache anliegt, wahrend der Innenrand des Federelementes 4 im Bereich der die Feder 6 aufweisenden Öffnung sich an der geraden, horizontal verlaufenden Stirnflache des Magnetankers 5 abstutzt. Der zwischen den parallelen Stirnflachen des Magnetankers 5 und des Magnetkerns 3 bestehende Axialabstand entspricht so- mit nach Berücksichtigung der Dicke des Federelementes 4 dem maximalen Magnetankerhub X. Das Federelement 4 besteht vorzugsweise aus einem den Magnetfluss leitenden Material, um den effektiven Arbeitsluftspalt nicht unnötig zu vergrößert, so dass vorteilhafterweise auch keine Abschwachung der Magnetkraft eintritt. Bei elektromagnetischer Erregung wird das Federelement 4 elastisch zusammengepreßt und vollflachig an den geraden Stirnflachen des Magnetkerns 3 und des Magnetankers 5 angelegt. Infolge einer der Bewegung des Magnetankers 5 entgegen gerichteten Federkraft Ff des Federelements 4 kann überdies der Magnetanker 5 abgebremst werden, bevor er das Federelement 4 vollflachig gegen die Stirnflache des Magnetkerns 3 druckt, so dass sich u.a. auch bei Bedarf das Schaltgerausch des Elektromagneten vermindern lasst. Durch die Vorspannkraft des Federelementes 4 wird überdies nach Abschluss der elektromagnetischen Erregung eine mögliche schnelle Ruckstellung des Magnetankers 5 aus der Endlage am Magnetkern 3 bewirkt, da durch die Ruckstelltendenz des Federelementes 4 das durch Remanenz normalerweise hervorgerufene sog. Magnetankerkleben am Magnetkern unterbrochen wird.
In der Fig. 2b ist das Federelement 4 aus herstelltechnischen Gründen vereinfacht als ebene Platte bzw. Scheibe ausgeführt, die zwischen den schrägen Stirnflachen des Magnetankers 5 und des Magnetkerns 3 eingespannt ist. Im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel ist die Stirnflache des Magnetkerns 3 m Richtung des Federelementes 4 konkav bzw. trichterförmig erweitert, wahrend die Stirnflache des Magnetankers 5 unter dem gleichen Neigungswinkel wie am Magnetkern 3 konisch zulauft und damit konvex ist. Ein Vertauschen der Stirnflachengeometrie ist denkbar. Hierdurch ergibt sich gleichfalls die von einer Tellerfeder bereits bekannte und für die Erfindung vorteilhafte progressive Federkennlinie für das ebene, plattenformige Federelement 4. In der linken Bildhalfte befindet sich der Magnetanker 5 in nicht erregter Stellung. Die rechte Bildhalfte veranschaulicht die vollfla- chige Anlage und maximale Vorspannung des Federelementes 4 m der elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Magnetankers 5.
Damit ausgehend von dem Elektromagnetventil nach Figur 1 unter Anwendung der in Fig. 2a, 2b beschriebenen Merkmale das in Grundstellung geschlossene Elektromagnetventil m t den Merkmalen nach Fig.2a, 2b einwandfrei funktionieren kann, erfolgt die Zustromung und damit die Druckbeaufschlagung des Ventilschließgliedes 7 abweichend von der Darstellung nach Figur 1 von unten, d.h. stromaufwärts des Ventilschließgliedes 7 über den den vertikalen Druckmittelkanal 9 abdeckenden Plattenfllter 13 in Richtung auf die Stirnflache des Ventilschließgliedes 7 und damit über den freigebbaren Ringquerschnitt und über die in der Fuhrungshulse 10 gelegenen Durchgangsoffnungen m Richtung der das Ventilgehause 1 durchquerenden Druckmittelkanale 9.
Abweichend von den Darstellungen m den vorangegangenen Figuren ist in der Fig. 3 eine Anwendung des Erfindungsgegenstandes für ein elektromagnetisch nicht erregtes, in Grundstellung geöffnetes Elektromagnetventil gezeigt. Abweichend von dem bereits bekannten Ventilaufbau gemäß Figur 1 befindet sich nunmehr der als Hohlzylmder ausgeführte Magnetkern 3 im unteren Endabschnitt der Ventilhulse 2 eingesetzt, die mit dem Magnetkern 3 im Patronenabschnitt des Ventilgehauses 1 befestigt ist. Der stoßelformige Abschnitt des Ventilschließgliedes 7 erstreckt sich folglich durch den Magnetkern 3 m Richtung des geschlossenen Bereichs der Ventilhul- se 2 bis in den Magnetanker 5, dessen Stirnflache nunmehr in Richtung auf das beispielhaft gezeigte paar ebene Federelemente 4 konvex geformt ist, wahrend die unter den Federelementen 4 befindliche Stirnflache des Magnetkerns 3 eine konkave Form aufweist. Eine in der Durchgangsbohrung des Magnetkerns 3 angeordnete Feder 6 mit linearer Kennlinie erstreckt sich durch die Öffnung des Federelementes 4 und halt den Magnetanker 5 in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung auf Anschlag am Ventildom, so daß das Ventilschließglied 7 einen ungehinderten Druckmitteldurchgang über den Druckmittelkanal 9 herstellt. In dieser Ventilstellung liegen die zu einem Federpaket zusammengefaßten Federelemente 4 leicht vorgespannt an der erhabenen Außenkante der Magnetkernstirnflache und an der erhabenen Innenkante des Magnetankers 5 an. Wie bereits erwähnt, kann das Federelement 4 aus der Hintereinanderreihung mehrerer einzelner Federscheiben bestehen, die in der elektromagnetisch erregten Ventilschließstellung nur annähernd vollflachig zwischen den Stirnflachen des Magnetankers 5 und dem Magnetkern 3 elastisch zusammengepreßt sind. Bei einem stromlos offenen Elektromagnetventil muss nämlich sichergestellt sein, dass das Ventilschließglied 7 den Ventilsitz 8 in der erregten Magnetankerstellung absolut dicht verschließt, weshalb ein minimaler, vom Magnetanker 5 uberbruckbarer Restluftspalt im Bereich des gedruckten Federelementes 4 verbleiben muss. Damit unter Anwendung der erfindungsgemaßen Merkmale das Elektromagnetventil einwandfrei funktionieren kann, erfolgt die Zustromung und damit die Druckbeaufschlagung des Ventilschließgliedes 7 abbildungsgemaß von unten, d.h. stromaufwärts des Ventilschließgliedes 7 über den den vertikalen Druckmittτelkanal 9 abdeckenden Plattenfilter 13 Richtung auf die Stirnflache des geöffneten Ventilschließgliedes 7 und damit über den freigegebenen Ringquerschnitt und über die in dem Stoßelzentrierkorper 14 gelegenen Durchgangsoff- nungen in Richtung der das Ventilgehause 1 durchquerenden Druckmittelkanale 9. Die Abstromung erfolgt somit über einen die quer verlaufenden Druckmittelkanale 9 abdeckenden Ringfilter 15.
Das für das stromlos offene Elektromagnetventil nach Fig. 3 nunmehr in Fig. 3a abgebildete Diagramm unterscheidet sich lediglich von dem Diagramm nach Fig. 2 durch den Vertausch der Ventilhubgrenzlinien entlang der Abszisse für die jeweils offene und geschlossene Ventilschaltstellung. Die anhand der Fig. 2, 2a und 2b erläuterten Wirkungsweise der Erfindung unterscheidet sich somit m ihren wesentlichen Merkmalen nicht von der beispielhaft gewählten Darstellung den Fig. 3 und 3a, so dass zur Erläuterung des Diagramms nach Fig. 3a auf die grundlegende Beschreibung der Diagramme nach Fig. la und 2 verwiesen werden kann.
Zusammenfassend lasst sich nunmehr für die beschriebenen Beispiele ausfuhren, dass als wesentliche Merkmale der Erfindung die Verwendung des plattenformigen, relativ steifen, vorzugsweise den Magnetfluss leitenden Federelements 4 zu beachten ist, das im zunächst nicht erregten Zustand des Magnetankers 5 nur leicht vorgespannt zwischen dem Magnetkern 3 und dem Magnetanker 5 ruht und das mit zunehmenden Ventilhub vom Magnetanker 5 elastisch an die Kontur des Magnetkerns 3 gepreßt wird.. Da das vorzugsweise ferritische Federelement 4 für den Magnetkreis kein Hindernis darstellt, wenn das Federelement 4 in der elektromagnetisch erregten Endlage des Magnetankers 5 nahezu vollflachig am Magnetkern 3 anliegt-, entspricht quasi der Arbeitshub X gleich dem vom Magnetanker 5 zu überbrückenden Luftspalt, d.h. es existiert nunmehr kein aus dem Stand der Technik bekannter, den Ma- gnetkreis schwächender Restluftspalt. Gleichzeitig übt das Federelement 4 infolge seiner elastischen Vorspannung nach Abschluss der elektromagnetischen Erregung eine Ruckstellkraft auf den Magnetanker 5 aus, die dem Restmagnetismus entgegen wirkt und somit das unerwünschte Magnetankerkleben unterbindet .
Durch die Überlagerung der progressiven Kennlinie des Federelements 4 mit der linear verlaufenden Kennlinie der feder 6 ergibt sich die Voraussetzung für einen regelungtechnisch einfachen Betrieb eines ursprunglich bistabilen Elektromagnetventils als Volumenstrom-Regelventil.
Das Federelement 4 kann prinzipiell auch außerhalb des zwischen dem Magnetanker 5 und dem Magnetkern 3 gelegenen Luftspalts mit dem Magnetanker 5 zusammenwirken. Es bedingt allerdings einen erhöhten Bauaufwand, der nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Bezugszeichenliste
1 Ventilgehause
2 Ventilhulse
3 Magnetkern
4 Federelement
5 Magnetanker
6 Feder
7 Ventilschließglied
8 Ventilsitz
9 Druckmittelkanal
10 Fuhrungshülse
11 Ventilspule
12 Jochring
13 Plattenfilter
14 Stößelzentrierkorper
15 Ringfilter
X Magnetankerhub (Arbeitshub
FM Magnetkraft
I Ventilspulenstrom s Ventilhub
P Druck
Fs Stoßelkraft
Ff Federkraft

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetventil, insbesondere für Kraftfahrzeug- Radschlupfregelsysteme, mit einem Ventilgehause, in dem ein Ventilschließglied beweglich gefuhrt ist, mit einem an Ventilschließglied angebrachten Magnetanker, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung eine am Ventilgehause angebrachte Ventilspule eine Hubbewegung in Richtung eines im Ventilgehause angeordneten Magnetkerns vollzieht sowie mit einer Feder, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung den Magnetanker in einem definierten Axialabstand vom Magnetkern positioniert, so dass der Magnetanker vom Magnetkern durch einen Zwischenraum getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusatzlich zur Feder (6) ein Federelement (4) auf den Magnetanker (5) einwirkt, das einen nicht linearen, vorzugsweise progressiven Kennlinienverlauf aufweist, wobei das Federelement (4) der Magnetkraft (FM) entgegenwirkt.
2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) zwischen der Stirnfläche des Magnetankers (5) und der Stirnflache des Magnetkerns (3) eingefugt ist.
3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (3) und der Magnetanker (5) entweder konvex oder konkav geformte, parallele Stirnflächen aufweisen, zwischen denen ein vorzugsweise plattenformiges Federelement (4) über einen Hebelarm jeweils an den erhabenen Stellen der Stirnflachen anliegt,
4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) als Ringscheibe ausgeführt ist, die in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilschaltstellung mit ihren Profilinnen- und außen- kanten an der erhabenen Stirnfläche des Magnetkerns (3) und an der erhabenen Stirnfläche des Magnetankers (5) anliegt .
5. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4), die Feder (6), der Magnetkern (3) und der Magnetanker (5) koaxial zur Ventillängsachse ausgerichtet sind.
6. Elektromagnetventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) in der elektromagnetisch nicht erregten Ventilschaltstellung vorgespannt zwischen dem Magnetkern und dem Magnetanker (5) angeordnet ist.
7. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) aus einem den Magnetfluss leitenden, insbesondere ferritischen Werkstoff besteht.
8. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) aus einer Tellerfeder besteht, die zwischen horizontalen, parallel zueinander verlaufenden Stirnflächen des Magnetkerns (3) und des Magnetankers (5) angeordnet ist.
9. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (4) als Ringscheibe aus- geführt ist, das in der Scheibenmitte von der Feder (6) durchdrungen ist, die einen linearen Kennlinienverlauf aufweist .
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