WO2008061719A1 - Elektromagnet zur betätigung von ventilen - Google Patents

Elektromagnet zur betätigung von ventilen Download PDF

Info

Publication number
WO2008061719A1
WO2008061719A1 PCT/EP2007/010070 EP2007010070W WO2008061719A1 WO 2008061719 A1 WO2008061719 A1 WO 2008061719A1 EP 2007010070 W EP2007010070 W EP 2007010070W WO 2008061719 A1 WO2008061719 A1 WO 2008061719A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cone
central bore
valve
electromagnet according
electromagnet
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/010070
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel MÜLLER
Stefan Quast
Original Assignee
Thomas Magnete Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomas Magnete Gmbh filed Critical Thomas Magnete Gmbh
Publication of WO2008061719A1 publication Critical patent/WO2008061719A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F2007/163—Armatures entering the winding with axial bearing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F2007/1661—Electromagnets or actuators with anti-stick disc

Definitions

  • the invention relates to an electromagnet for actuating valves, according to the preamble of claim 1.
  • a valve which is actuated by an electromagnet, flows through a fluid in the form of hydraulic oil, gas, air, brake fluid or other fluids or is filled with such a medium.
  • a pressure equalization is necessary, which takes place via holes or openings not only within the valve, but also takes place between the valve and the electromagnet. Therefore, both are connected via pressure equalization openings.
  • anti-sling discs are provided, which are arranged on the radial impact surface of the cone of the electromagnet by means of press fit.
  • the press fit of the anti-adhesive disc usually extends over the entire radial surface of the cone.
  • the anti-stick disc is made of a sturdy, non-magnetic material.
  • the actuator of the valve in the form of a valve spool or cone, connected to a Hubankerkolben the magnet via an actuating rod which protrudes through a central bore in the cone of the armature piston.
  • the compensation openings are designed as axially parallel bore in the cone. Due to the arrangement of the anti-stick disc on the inner end wall of the cone, these compensation openings are laid on the radial outer edge. Thus, the magnetic force effective area of the cone is reduced, resulting in a weakening of the magnetic force. The aim is therefore, in particular, to obtain this area of the cone, if possible, as solid material.
  • DE 197 17 445 C2 shows an electromagnet, in particular for actuating valves, with a Hubankerkolben and projecting therefrom actuating rod, which is connected by a central bore of the cone with an actuating element of the valve. Between the armature piston and the associated impact wall of the cone a circular anti-stick disc is provided with a central opening to the passage for the actuating rod. The pressure equalization between the interior of the electromagnet and the valve via the central bore of the cone, which has an enlarged diameter, so that a gap between the rod diameter and the bore diameter.
  • DE 90 05 411 U1 which is considered to be generic, shows a further electromagnet for actuating a valve, wherein the actuating rod is guided in a sliding bush, which simultaneously performs storage function for the rod.
  • the anti-stick disc is press-fitted on the actuating rod.
  • the required pressure equalization between the magnet and the valve takes place via axially parallel holes in the cone of the magnet.
  • the distance between the compensation bore and the central bore is determined by the diameter of the anti-slump disc, so that it is predominantly in the Outside of the cone are arranged. This in turn leads to a weakening of the magnetic flux in this area.
  • DE 10 2004 028 871 A1 shows a further generic electromagnet with a sleeve-shaped anti-adhesive disk, which comprises a rod-shaped actuating part of the magnet armature at a radial distance.
  • the bush is arranged with its radial region on the radial impact wall of the cone for the anchor. Its axial region extends into an opening bore of the cone for the actuating rod. Between the diameter of the rod and the opening bore of the cone, pressure compensation openings are provided.
  • DE 42 15 237 A1 shows another generic electromagnet with a sleeve-shaped anti-stick disc, which, however, is arranged on a radial impact wall of the magnet armature with the cone and not on that of the cone.
  • the armature has on the impact wall on an axial blind hole for receiving a return spring, which is surrounded at a radial distance from the socket.
  • the axial region of the bushing is arranged in the blind hole.
  • the radial portion of the sleeve extends to near the outer radial edge of the armature piston, are arranged in the axis-parallel pressure equalization holes.
  • the invention uses a pressure-compensating press-fit bushing as an anti-sticking disk
  • the component fulfills the functionality of an anti-sticking disk, but prevents the pressure equalization in the magne- not.
  • the bushing has a radially directed to the axis collar with recesses, which presses radially against the armature piston directed end wall of the cone and thus keeps the armature piston and the cone at a distance.
  • the pressure equalization openings can now be arranged closer in the direction of the axis of the magnet.
  • the axis-axial distance is limited only by the diameter of the central bore for the actuating rod.
  • the pressure compensation openings can even be arranged directly in the central bore for the actuating rod.
  • the proposed solution has the potential to be very cost effective. Because additional required grooves or holes can be reduced to a minimum, so that space can be designed to save space.
  • the socket itself can be inexpensively manufactured as a converted component.
  • the bush is press-fitted with its axial region in the central bore of the cone, through which the projecting from the armature piston actuating rod is slidably guided.
  • the bush does not rest with its entire axial circumference at the diameter of the central bore, but advantageously only at specially provided radially outward outlets. These bulges are designed so that the interference fit is ensured by their elastic or plastic deformation.
  • the pressure-compensating bushing in its axially extending portion lent additional as a guide or sliding bearing for the actuating rod in the centric bore in the cone can be used, which eliminates additional storage and management of the rod in the conical bore.
  • the bushing has at its axial end facing away from the cone a deflection of its outer wall directed radially inwards on the rod diameter. The deflection can also be designed as a slide bearing.
  • Pressure compensation openings arranged as separate, axially parallel and through holes in the cone, which open into the region of the recesses of the socket.
  • the recesses make it possible to arrange the additional pressure compensation bores with a minimum axis-parallel distance to the central bore.
  • the minimum radial distance to the axis of the cone is determined by the diameter of the centric bore or cavity in the central bore.
  • pelg is provided to arrange the pressure equalization openings in the central bore of the cone, wherein between the rod diameter and the bore diameter, an axially extending gap is provided through which the fluid flows to equalize the pressure.
  • the bulges of the press fit of the bushing are designed so that although their press fit is ensured by their deformation, but at the same time between the bulges creates a further gap through which the fluid can flow to equalize the pressure.
  • the gap opens advantageously in the region of the recesses on the collar of the bushing.
  • the actuating rod has running surfaces in the form of flats or a polygonal profile on its axial length. Column formation occurs here between the axial flattening of the rod and the central bore diameter. The uplifting running surfaces on the rod circumference can also be used as additional guide or sliding bearings of the rod in the cone area. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the drawings described below.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of an electromagnet with flanged valve.
  • Fig. 2 shows a perspective view of Einpressbuchse.
  • Fig. 3 shows in a perspective view a variant of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an electric magnet 1 in the design of a cylindrical lifting magnet which actuates a valve 2.
  • the valve 2 is a 2/2 directional seat valve, which is arranged in a fluidic flow, wherein the fluid flows through an inflow or outflow 3.
  • the hydraulic inlet and outlet 3 is controlled by a seat body 4 in the form of a blunt cone (see FIG. 3) in a valve seat 5.
  • a seat body 4 contacted in the axial direction of an actuating rod 6, which in turn abuts the end face of a Hubankerkolbens 7 of the electromagnet 1.
  • the seat body 4 is pushed back into its seat 5 by means of a radially arranged flat spring 18 after actuation by the electromagnet 1. Shown is the normally closed embodiment of the valve. 2
  • the lifting armature piston 7 is arranged in a bearing sleeve 8, which is arranged in a coil body which consists of a current-carrying cylindrical coil 9, the yoke 10 and a rear cover 19 with a plug 11 for the power connection.
  • the electromagnet 1 is covered to the outside by a jacket 13.
  • a cone 12 is provided, which is part of the valve sleeve 14 of the valve 2.
  • the cone 12 or the valve sleeve 14 has a continuous axial centric bore 15, through which the actuating rod 6 protrudes.
  • the rod 6 has a circular cross-section.
  • the bore 15 opens at its end directed to the Hubankerkolben 7 to a cylindrical cavity 16, at the axial Wan PHg a bushing 17 is clamped in a press fit.
  • One of the two inflows and outflows 3 is arranged axially on the end face of the valve 2, the corresponding part extends radially and opens into the central bore 15 of the cone 12 or the valve sleeve 14.
  • the circular actuating rod 6 a reduced cross-section in order to ensure a sufficient ensure proper flow of the fluid and center the cone in the seat.
  • the bushing 17 which is shown separately in FIG. 2 in a perspective view, has a cylindrical axial region, on the circumferential wall of which bulges 20 directed radially outwards are arranged, which ensure a secure press fit in the wall of the cavity 16.
  • the bushing 17 additionally has a radially protruding collar 21, on whose circumference radially inwardly directed recesses 22 are provided.
  • the collar 21 is arranged with its recesses 22 on the radial end wall of the cone 12, and serves in this way as stroke limiting the armature piston 7. It thus fulfills the function of an anti-slump disc in this position to avoid the hyperbolic increase in the magnetic force in Endhub Brady the armature piston 7 on the cone 12 of the magnet. 1
  • the axial region of the bushing 17 has, at its end remote from the collar 21, a deflection 24, directed radially inwards towards the actuating rod 6 (see FIG. 1), of its circumferential wall, which serves as a guide or sliding bearing for the rod 6. Otherwise, the rod is guided over the central bore 15.
  • the pressure effects caused by the flow through the valve 2 must also be able to be conducted from the valve side into the interior of the electromagnet 1.
  • the arrangement according to FIG. 1 has an additional axially parallel bore in the cone 12 as a pressure compensation opening 23.
  • the pressure compensation bore 23 is continuous and extends from the region of the valve seat 5 to the radial end wall of the cone 12, on which the collar 21 of the bushing 17 rests.
  • the pressure compensation bore 23 opens in the stroke region of the armature piston 7 in the region of the recesses 22 of the collar 21 of the bushing 17.
  • the bore 23 can now be arranged as close as possible to the central bore 15.
  • Fig. 3 shows in a perspective longitudinal sectional view of a variant of the invention, in which the pressure compensation openings 23 are arranged in the central bore 15, that is dispensed with an additional bore for pressure equalization.
  • the actuating rod 6 in the region of the bearing of the bushing 17 does not have a uniform circular cross-section, but has a tangential flattening 28 extending in the axial direction or a polygonal cross-section.
  • the further region of the rod 6 extending in the direction of the valve seat 5 furthermore has a circular cross section.
  • a gap 25 is thus created between the rod diameter and the diameter of the central bore, via which connection can take place from the valve 2 to the interior of the electromagnet 1.
  • the gap 25 is in the cavity 16, in the storage area of the bushing 17, in a further gap 27, which is formed between the bulges 20 of the bush 17.
  • the extending through the entire central bore 15 gap 25 opens, which is not apparent from Fig. 3, in the region of the radial recesses 22 of the collar 21 of the bushing 17th
  • the profiled portion of the rod has at its outer edge region running surfaces 26 in the form of flats, curves or chamfers. These meet the Guiding or sliding function for the rod 6 in the central bore 15 of the cone 12 or the valve sleeve 14th
  • a sufficient pressure equalization in the central bore can, in a modification of the representation of FIG. 3, also take place in the case of a circular rod cross-section. It only has to be ensured that the fluid in the gap 25 after sealing by the valve seat 5 can flow into the interior of the electromagnet 1 and thus generates the pressure compensation.
  • the diameter of the central bore 15 is accordingly to be increased for the gap formation.
  • additional radially extending holding elements in the form of slide bearings with an axial passage for the fluid flow are to be provided at an axial distance from each other.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromagnet zur Betätigung eines Ventils (2) mit einem zylinderförmigen hohlen und einem Fluid des Ventils (2) gefüllten Magnetkörper, der einen Konus (12) und einen axial bewegten Hubankerkolben (7) mit einer in Betätigungsrichtung herausragenden Betätigungsstange (6) für das Ventil (2) aufweist, wobei der Konus (12) eine zentrische Bohrung (15) aufweist, die von der Betätigungsstange (6) durchgriffen wird, und an seiner der Stirnfläche an der dem Ankerkolben (7) zugewandten Seite eine Antiklebscheibe aufweist, und mindestens eine Druckausgleichsöffnung (23) vorgesehen ist, die einen Druckausgleich zwischen dem Inneren des Magnetkörpers und dem Ventil schafft. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antiklebscheibe als Buchse (17) ausgestaltet ist, wobei die Buchse (17) einen in radialer Richtung weisenden Kragen (21) mit umfangmäßig radial zur Achse gerichteten Ausnehmungen (22) aufweist, der Kragen sich radial an der zum Ankerkolben (7) gerichteten Stirnwand des Konuses (12) anpresst, die Druckausgleichsöffnung im Bereich der Ausnehmungen (22) mündet und radial möglichst nahe im Bereich der zentrischen Bohrung (15) des Konusses (12) angeordnet ist.

Description

Elektromagnet zur Betätigung von Ventilen
Die Erfindung betrifft einen Elektromagnet zur Betätigung von Ventilen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. Im Bereich von fluidtechnischen Anwendungen wird ein Ventil, das von einem Elektromagneten betätigt wird, von einem Fluid in Form von Hydrauliköl, Gas, Luft, Bremsflüssigkeit oder anderen Fluiden durchströmt oder ist mit einem solchen Medium gefüllt. Um die Wirkung eines Zuström- bzw. Abströmdruck nutzen zu können, ist ein Druckausgleich notwendig, der über Bohrungen oder Öffnungen nicht nur innerhalb des Ventils erfolgt, sondern auch zwischen dem Ventil und dem Elektromagneten erfolgt. Daher sind beide über Druckausgleichsöffnungen miteinander verbunden.
Zur Vermeidung des hyperbolischen Anstiegs der Magnetkraft im Endhubbereich des Magneten, sind Antiklebscheiben vorgesehen, die an der radialen Aufprallfläche des Konusses des Elektromagneten mittels Presssitz angeordnet sind. Der Presssitz der Antiklebscheibe erstreckt sich meist über den gesamte radiale Fläche des Konuses. Die Antiklebscheibe besteht aus einem robusten, nicht- magnetischen Material.
Zur Herstellung einer kompakten Bauweise ist das Stellorgan des Ventils, z. B. in Form eines Ventilschiebers oder Kegel, mit einem Hubankerkolben des Magneten über eine Betätigungsstange verbunden, die durch eine zentrische Bohrung im Konus von dem Ankerkolben abragt.
Neben der Anordnung der Antiklebscheibe am Konus ist alternativ auch deren Anordnung direkt an der Betätigungsstange vorgesehen, wie dies beispielsweise aus der DE 199 34 846 A1 ersichtlich ist. Für den Druckausgleich zwischen dem Hubankerraum des Magneten und dem Ventil sind die Ausgleichsöffnungen als achsparallele Bohrung im Konus ausgeführt. Durch die Anordnung der Antiklebscheibe an der Innenstirnwand des Konusses werden diese Ausgleichsöffnungen an den radialen äußeren Rand verlegt. Damit wird die für die Magnetkraft wirksame Fläche des Konusses reduziert, was zu einer Schwächung der Magnetkraft führt. Angestrebt wird daher insbesondere diesen Bereich des Konusses möglichst als Vollmaterial zu erhalten. DE 197 17 445 C2 zeigt einen Elektromagneten, insbesondere zum Betätigen von Ventilen, mit einem Hubankerkolben und einer davon abragenden Betätigungstange, die durch eine zentrische Bohrung des Konusses mit einem Stellelement des Ventils verbunden ist. Zwischen dem Ankerkolben und der zugehörigen Aufprallwand des Konusses ist eine kreisrunde Antiklebscheibe mit einer zentrischen Öffnung zum Durchlass für die Betätigungsstange vorgesehen. Der Druckausgleich zwischen dem Inneren des Elektromagneten und dem Ventil erfolgt über die zentrische Bohrung des Konusses, die dazu einen vergrößerten Durchmesser aufweist, so dass zwischen dem Stangendurchmesser und dem Bohrungsdurchmesser ein Spalt entsteht.
DE 90 05 411 U1 , das als gattungsbildend angesehen wird, zeigt einen weiteren Elektromagneten zur Betätigung eines Ventils, bei der die Betätigungsstange in einer Gleitbuchse geführt ist, die gleichzeitig Lagerfunktion für die Stange ausübt. Die Antiklebscheibe ist im Presssitz auf der Betätigungsstange aufgebracht. Der erforderliche Druckausgleich zwischen Magnet und Ventil erfolgt über achsparallele Bohrungen im Konus des Magneten. Der Abstand der Ausgleichsbohrung zu der zentrischen Bohrung wird durch den Durch- messer der Antiklebscheibe festgelegt, so dass diese vorwiegend im Außenbereich des Konuses angeordnet sind. Dies wiederum führt zu einer Schwächung des magnetischen Flusses in diesem Bereich.
DE 10 2004 028 871 A1 zeigt einen weiteren gattungsgemäßen Elektromagneten mit einer buchsenförmigen Antiklebscheibe, die mit einem radialen Abstand ein stangenförmiges Betätigungsteil des Magnetankers umfasst. Die Buchse ist mit ihrem radialen Bereich an der radialen Aufprallwand des Konusse für den Anker angeordnet. Ihr axialer Bereich erstreckt sich in eine Öffnungsbohrung des Konusses für die Betätigungsstange. Zwischen dem Durchmes- ser der Stange und dem der Öffnungsbohrung des Konusses sind Druckausgleichsöffnungen vorgesehen.
DE 42 15 237 A1 zeigt einen weiteren gattungsgemäßen E- lektromagneten mit einer buchsenförmigen Antiklebscheibe, die jedoch an einer radialen Aufprallwand des Magnetankers mit dem Ko- nus angeordnet ist, und nicht an der des Konusses. Der Anker weist an der Aufprallwand eine axiale Sacklochbohrung zur Aufnahme einer Rückstellfeder auf, die im radialen Abstand von der Buchse umgeben ist. Der axiale Bereich der Buchse ist in der Sacklochbohrung angeordnet. Der radiale Bereich der Buchse erstreckt sich bis nahe- zu zum äußeren radialen Rand des Ankerkolbens, in dem achsparallele Druckausgleichsbohrungen angeordnet sind.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Druckausgleichsöffnungen im Konus möglichst achsennah anzuordnen, wobei jedoch die Funktion „Reduktion der Resthaltekraft" des Ankerkolbens durch die Antiklebscheibe an der Aufprallwand nicht beeinträchtigt werden soll. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Erfindung verwendet eine druckausgleichende Einpressbuchse als Antiklebscheibe. Das Bauteil erfüllt die Funktionalität ei- ner Antiklebscheibe, verhindert aber den Druckausgleich im Magne- ten nicht. Die Buchse weist einen radial zur Achse gerichteten Kragen mit Ausnehmungen auf, der sich radial an der zum Ankerkolben gerichteten Stirnwand des Konusses anpresst und somit den Ankerkolben und den Konus auf Abstand hält. Durch die in radialer Richtung angeordneten Ausnehmungen im Kragen der Buchse können jetzt die Druckausgleichsöffnungen näher in Richtung der Achse des Magneten angeordnet werden. Der achsaxiale Abstand wird lediglich durch den Durchmesser der zentrischen Bohrung für die Betätigungsstange begrenzt. In einer weiter unten noch ausführlicher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können die Druckausgleichsöffnungen sogar direkt in der zentrischen Bohrung für die Betätigungsstange angeordnet werden.
Die vorgeschlagene Lösung hat das Potential, sehr kostengünstig zu sein. Denn zusätzlich erforderliche Nuten oder Bohrungen können auf eine Mindestanzahl reduziert werden, so dass bauraumsparend konstruiert werden kann. Die Buchse selbst kann kostengünstig als umgeformtes Bauteil hergestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Buchse im Presssitz mit ihrem axialen Bereich in der zentrischen Bohrung des Konusses eingepresst, durch die die von dem Ankerkolben abragende Betätigungsstange gleitend geführt ist .
Die Buchse liegt nicht mit ihrem gesamten axialen Umfang am Durchmesser der zentrischen Bohrung an, sondern vorteilhaft nur an speziell hierzu vorhanden radial nach außen gerichteten Ausbuch- tungen. Diese Ausbuchtungen sind so ausgelegt, dass über ihre e- lastische bzw. plastische Verformung der Presssitz sichergestellt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die druckausgleichende Buchse in ihrem sich axial erstreckenden Bereich zusätz- lieh als Führungs- oder Gleitlager für die Betätigungsstange in der zentrischen Bohrung im Konus verwendet werden, wodurch sich zusätzliche Lager- und Führungsstellen der Stange in der Konusbohrung erübrigen. Die Buchse weist hierzu an ihrem dem Konus abgewandten axialen Ende eine radial nach innen auf den Stangen- durchmesser gerichtete Umlenkung ihrer Aussenwandung auf. Die Umlenkung können auch als DU Gleitlager ausgeführt sein.
Die Lagerung der Einpressbuchse erfolgt vorteilhaft in einem radial vergrößerten Hohlraum der zentrischen Bohrung, die somit in Richtung des Ankerkolbens radial nach außen abgesetzt ist. Der axi- ale Bereich kann somit mit einen vergrößertem Durchmesser gefertigt werden, wodurch die Ausbuchtungen für die Klemmung im Konus fertigungstechnisch besser herstellbar werden. Dies betrifft insbesondere auch die oben erwähnten Lager- und Führungseigenschaften für die Stange. In einer ersten vorteilhaften Variante der Erfindung sind die
Druckausgleichsöffnungen als separate, achsparallele und durchgehende Bohrungen im Konus angeordnet, wobei diese in dem Bereich der Ausnehmungen der Buchse münden. Durch die Ausnehmungen ist es möglich, die zusätzlichen Druckausgleichsbohrungen mit mini- malern achsparalllem Abstand zur zentrischen Bohrung anzuordnen. Der minimale radiale Abstand zur Achse des Konusses wird durch den Durchmesser der zentrischen Bohrung oder des Hohlraumes in der zentrischen Bohrung bestimmt.
In einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung der Erfin- düng ist vorgesehen, die Druckausgleichsöffnungen in der zentrischen Bohrung des Konusses anzuordnen, wobei zwischen dem Stangendurchmesser und dem Bohrungsdurchmesser ein axial sich erstreckender Spalt vorgesehen ist, durch den das Fluid zum Druckausgleich strömt. Die Ausbuchtungen des Presssitzes der Buchse werden dabei so ausgelegt, dass über ihre Verformung zwar ihr Presssitz sichergestellt wird, aber zugleich zwischen den Ausbuchtungen ein weiterer Spalt entsteht, durch den das Fluid zum Druckausgleich strömen kann. Im Bereich des Hohlraumes mündet der Spalt vorteilhaft in dem Bereich der Ausnehmungen am Kragen der Buchse.
In der oben beschriebenen Ausführung ist es weiter vorteilhaft, dass die Betätigungsstange auf ihrer axialen Länge Laufflächen in Form von Abflachungen oder eines Polygonprofil aufweist. Die Spal- tenbildung erfolgt hier zwischen den axialen Abflachungen der Stange und dem zentrischen Bohrungsdurchmesser. Die erhebenden Laufflächen am Stangenumfang können zusätzlich als zusätzliche Führungs- oder Gleitlager der Stange im Konusbereich verwendet werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgend beschriebenen Zeichnung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einen Elektromagnet mit aufgeflanschtem Ventil. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Einpressbuchse.
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine Variante der Erfindung.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Elekt- romagneten 1 in der Bauart eines zylinderförmigen Hubmagneten, der ein Ventil 2 ansteuert. Bei dem Ventil 2 handelt es sich um eine 2/2 Wegesitzventil, das in einer fluidischen Strömung angeordnet ist, wobei das Fluid einen Zu- bzw. Abfluss 3 durchströmt. Der hydraulische Zu- und Abfluss 3 wird durch einen Sitzkörper 4 in Form eines stumpfen Kegels (siehe Fig. 3) in einem Ventilsitz 5 gesteuert. Der Sitzkörper 4 kontaktiert in axialer Richtung eine Betätigungsstange 6, die ihrerseits an die Stirnseite eines Hubankerkolbens 7 des Elektromagneten 1 stößt. Der Sitzkörper 4 wird mittels einer radial angeordneten Flachfeder 18 nach Betätigung durch den Elektromagne- ten 1 wieder in seinen Sitz 5 gedrückt. Dargestellt ist die stromlos geschlossene Ausführungsform des Ventils 2.
Der Hubankerkolben 7 ist in einer Lagerhülse 8 angeordnet, die in einem Spulenkörper angeordnet ist, der aus einer stromdurch- flossenen Zylinderspule 9, dem Joch 10 und einer rückwärtigen Ab- deckung 19 mit einem Stecker 11 für den Stromanschluss besteht. Der Elektromagnet 1 wird nach außen durch einen Mantel 13 abdeckt. Im vorderen Bereich des Elektromagneten 1 in Richtung des Ventils 2 ist ein Konus 12 vorgesehen, der Teil der Ventilhülse 14 des Ventils 2 ist. Bei Bestromung de Zylinderspule 9 wird der Hubankerkolben 7 durch Magnetkraft zum Konus hin gezogen. Der Ventilsitzkörper 4 wird von seinem Sitz 5 angehoben und verbindet somit Zu- und Abfluss 3 miteinander.
Der Konus 12 bzw. die Ventilhülse 14 weist eine durchgehen- de axiale zentrische Bohrung 15 auf, durch die die Betätigungsstange 6 hindurchragt. In der Ausführung nach Fig. 1 ist vorgesehen, dass die Stange 6 einen kreisrunden Querschnitt aufweist. Die Bohrung 15 öffnet sich an ihrem zum Hubankerkolben 7 gerichteten Ende zu einen zylinderförmigen Hohlraum 16, an dessen axialer Wan- düng eine Buchse 17 im Presssitz festgeklemmt ist.
Einer der beiden Zu- bzw. Abflüsse 3 ist axial an der Stirnseite des Ventils 2 angeordnet, das dazu korrespondierende Teil verläuft radial und mündet in die zentrische Bohrung 15 des Konusses 12 oder der Ventilhülse 14. In diesem Bereich weist die kreisrunde Betä- tigungsstange 6 einen verringerten Querschnitt auf, um einen ausrei- chenden Durchfluss des Fluid zu gewährleisten und den Kegel in den Sitz zu zentrieren.
Die Buchse 17, die separat in Fig. 2 in perspektivischer Darstellung dargestellt ist, weist einen zylinderförmigen axialen Bereich auf, an dessen Umfangswandung radial nach außen gerichtete Ausbuchtungen 20 angeordnet sind, die einen sicheren Presssitz in der Wandung des Hohlraumes 16 gewährleisten. Die Buchse 17 weist zusätzlich einen in radialer Richtung herausragenden Kragen 21 auf, an dessen Umfang radial nach innen gerichtete Ausnehmungen 22 vorgesehen sind. Im Einbau (siehe Fig. 1 und Fig. 3) ist der Kragen 21 mit seinen Ausnehmungen 22 an der radialen Stirnwand des Konusses 12 angeordnet, und dient auf diese Weise als Hubbegrenzung des Ankerkolbens 7. Sie erfüllt damit in dieser Position die Funktion einer Antiklebscheibe zur Vermeidung des hyperbolischen Anstiegs der Magnetkraft im Endhubbereich des Ankerkolbens 7 am Konus 12 des Magneten 1.
Der axiale Bereich der Buchse 17 weist an seinem dem Kragen 21 abgewandten Ende eine radial nach innen zur Betätigungsstange 6 gerichtete Umlenkung 24 (siehe Fig. 1) seiner Umfangs- wandung auf, die als Führungs- bzw. Gleitlager für die Stange 6 dient. Ansonsten wird die Stange über die zentrische Bohrung 15 geführt.
Die durch die Durchströmung des Ventils 2 bedingten Druckwirkungen müssen von der Ventilseite auch in das Innere des Elekt- romagneten 1 geführt werden können. Aus diesem Grunde weist die Anordnung nach Fig. 1 eine zusätzliche achsparallele Bohrung im Konus 12 als Drucksausgleichsöffnung 23 auf. Die Druckausgleichsbohrung 23 ist durchgehend und erstreckt sich vom Bereich des Ventilsitzes 5 bis zur radialen Stirnwand des Konusses 12, an dem der Kragen 21 der Buchse 17 anliegt. Die Druckausgleichsbohrung 23 mündet im Hubbereich des Ankerkolbens 7 im Bereich der Ausnehmungen 22 des Kragens 21 der Buchse 17. Die Bohrung 23 kann jetzt möglichst nahe zur zentrischen Bohrung 15 angeordnet werden.
In der weiteren Figurenbeschreibung sind gleiche Funktions- teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Längsschnittdarstellung eine Variante der Erfindung, bei der die Druckausgleichsöffnungen 23 in der zentrischen Bohrung 15 angeordnet sind, also auf eine zusätzliche Bohrung für den Druckausgleich verzichtet wird. Darge- stellt ist die Ausführungsform, bei der die Betätigungsstange 6 im Bereich des Lagerung der Buchse 17 keinen gleichmäßigen runden Querschnitt aufweist, sondern einen in axialer Richtung sich erstreckenden tangentiale Abflachungen 28 oder ein Polygonquerschnitt aufweist. Der sich in Richtung des Ventilsitzes 5 erstreckende weite- re Bereich der Stange 6 besitzt weiterhin einen kreisrunden Querschnitt.
Im Abflachungs- oder Profilbereich der Stange 6 entsteht somit zwischen dem Stangendurchmesser und dem Durchmesser der zentrischen Bohrung ein Spalt 25, über den eine Verbindung vom Ventil 2 zum Inneren des Elektromagneten 1 erfolgen kann. Der Spalt 25 geht im Hohlraum 16, im Lagerbereich der Buchse 17, in einen weiteren Spalt 27 über, der zwischen den Ausbuchtungen 20 der Buchse 17 entsteht. Der sich durch die gesamte zentrische Bohrung 15 erstreckende Spalt 25 mündet, was aus Fig. 3 nicht ersicht- lieh ist, in den Bereich der radialen Ausnehmungen 22 des Kragens 21 der Buchse 17.
Aus Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass der profilierte Bereich der Stange an seinem äußeren Randbereich Laufflächen 26 in Form von Abflachungen, Rundungen oder Fasen aufweist. Diese erfüllen die Führungs- oder Gleitfunktion für die Stange 6 in der zentrischen Bohrung 15 des Konusses 12 oder der Ventilhülse 14.
Ein ausreichender Druckausgleich in der zentrischen Bohrung kann, in Abwandlung der Darstellung der Fig. 3, auch bei kreisrun- dem Stangenquerschnitt erfolgen. Es muss hierzu nur sichergestellt werden, dass das Fluid in dem Spalt 25 nach der Abdichtung durch den Ventilssitz 5 in das Innere des Elektromagneten 1 strömen kann und somit den Druckausgleich erzeugt. Der Durchmesser der zentrischen Bohrung 15 ist für die Spaltbildung dementsprechend zu ver- größern. Für die Führungs- und Gleitfunktion der Stange 6 sind im axialen Abstand zueinander zusätzlich radial sich ersteckende Halteelemente in Form von Gleitlager mit einem axialen Durchlass für die Fluidströmung vorzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnet zur Betätigung eines Ventils (2) mit einem zylinderförmigen hohlen und einem Fluid des Ventils (2) gefüllten Magnetkörper, der einen Konus (12) und einen axial bewegten Hubanker- kolben (7) mit einer in Betätigungsrichtung herausragenden Betätigungsstange (6) für das Ventil (2) aufweist,
- wobei der Konus (12) eine zentrische Bohrung (15) aufweist, die von der Betätigungsstange (6) durchgriffen wird, und an seiner der Stirnfläche an der dem Ankerkolben (7) zugewandten Seite eine Antiklebscheibe aufweist, und mindestens eine Druckausgleichsöffnung (23) vorgesehen ist, die einen Druckausgleich zwischen dem Inneren des Magnetkörpers und dem Ventil schafft, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiklebscheibe als Buchse (17) ausgestaltet ist, - wobei die Buchse (17) einen in radialer Richtung weisenden
Kragen (21) mit umfangmäßig radial zur Achse gerichteten Ausnehmungen (22) aufweist,
- der Kragen sich radial an der zum Ankerkolben (7) gerichteten Stirnwand des Konuses (12) anpresst, - die Druckausgleichsöffnung im Bereich der Ausnehmungen (22) mündet und radial möglichst nahe im Bereich der zentrischen Bohrung (15) des Konusses (12) angeordnet ist.
2. Elektromagnet nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (17) im Presssitz in der zentrischen Bohrung (15) des
Konusses (12) gelagert ist.
3. Elektromagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (17) in ihrem axialem Abschnitt umfangmäßig ver- teilte und radial nach außen gerichtete Ausbuchtungen (20) aufweist.
4. Elektromagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (17) als Führungs- bzw. Gleitlager für die Betätigungsstange (6) vorgesehen ist.
5. Elektromagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (17) in einem radial vergrößertem zylindrischem Hohlraum (16) der zentrischen Bohrung (15) angeordnet ist.
6. Elektromagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsöffnung (23) mindestens eine separate, achsparallele und durchgehende Bohrung (23) umfasst.
7. Elektromagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsöffnung (23) in der zentrischen Bohrung (15) des Konusses (12) angeordnet ist, wobei zwischen dem Stangendurchmesser und dem Bohrungsdurchmesser ein axial sich erstreckender Spalt (25) vorgesehen ist, durch den das Fluid in das Innere des Elektromagneten (1) strömt.
8. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Ausbuchtungen ein weiterer Spalt (27) vorgesehen ist, durch den das Fluid für den Druckausgleich strömen kann.
9. Elektromagnet nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (25) in der zentrischen Bohrung (15) in den Spalt (27) zwischen den Ausbuchtungen (20) übergeht.
10. Elektromagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange (6) mindestens auf einem Teil ihrer axialen Länge Strukturen enthält, die Laufflächen (26) mit Abflachungen (28) oder ein Polygonprofilen bilden.
11. Elektromagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeflachte oder polygone Längsquerschnittsabschnitt (28) im
Bereich der zentrischen Bohrung (15) angeordnet ist.
12. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleich- spalt (25, 27) im Bereich der Ausnehmungen (22) der Buchse (17) mündet.
13. Elektromagnet nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstange (6) einen kreisrunden Querschnitt aufweist und in einer vergrößerten zentrischen Bohrung (15) im Konus (12) geführt ist, wobei der durch den Stangendurchmesser und Bohrungsdurchmesser entstandene Spalt (25) als Druckausgleichsöffnung verwendet wird.
14. Elektromagnet nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der vergrößerten zentrischen Bohrung (15) radial sich erstreckende zusätzliche Führungs- und Gleitlager für die Betätigungsstange (6) mit einem axialen Durchlass für das Fluid vorgesehen sind.
PCT/EP2007/010070 2006-11-22 2007-11-21 Elektromagnet zur betätigung von ventilen WO2008061719A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006054942.2 2006-11-22
DE200610054942 DE102006054942B3 (de) 2006-11-22 2006-11-22 Elektromagnet zur Betätigung von Ventilen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008061719A1 true WO2008061719A1 (de) 2008-05-29

Family

ID=38650819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/010070 WO2008061719A1 (de) 2006-11-22 2007-11-21 Elektromagnet zur betätigung von ventilen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102006054942B3 (de)
WO (1) WO2008061719A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008029979B4 (de) 2008-06-24 2024-02-29 Robert Bosch Gmbh Betätigungsmagnet mit Antiklebescheibe
DE102009049109A1 (de) 2009-10-12 2011-04-14 Hydraulik-Ring Gmbh Elektromagnet sowie hydraulisches Ventil mit einem Elektromagnet
DE102018000449A1 (de) * 2018-01-19 2019-07-25 Hydac Fluidtechnik Gmbh Betätigungsmagnet

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215237A1 (de) * 1992-05-09 1993-11-11 Thomas Technik Kg Ges Fuer Mag Elektromagnetisch betätigbares Hydraulik-Regelventil
DE19700405A1 (de) * 1997-01-09 1998-07-16 Teves Gmbh Alfred Magnetventil
US6053473A (en) * 1997-11-12 2000-04-25 Keihin Corporation Valve apparatus
WO2002027226A1 (fr) * 2000-09-29 2002-04-04 Nok Corporation Solenoide lineaire et vanne a solenoide
WO2004072566A1 (de) * 2003-02-12 2004-08-26 Robert Bosch Gmbh Expansionsorgan für eine klimaanlage

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19717445C2 (de) * 1997-04-25 1999-11-18 Bso Steuerungstechnik Gmbh Elektromagnet, insbesondere zum Betätigen von Ventilen
DE19934846A1 (de) * 1999-07-24 2001-01-25 Hydraulik Ring Gmbh Elektromagnet und hydraulisches Ventil mit einem Elektromagneten
DE102004028871A1 (de) * 2004-06-15 2006-01-05 Hydac Electronic Gmbh Betätigungsvorrichtung, insbesondere zum Betätigen von Ventilen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215237A1 (de) * 1992-05-09 1993-11-11 Thomas Technik Kg Ges Fuer Mag Elektromagnetisch betätigbares Hydraulik-Regelventil
DE19700405A1 (de) * 1997-01-09 1998-07-16 Teves Gmbh Alfred Magnetventil
US6053473A (en) * 1997-11-12 2000-04-25 Keihin Corporation Valve apparatus
WO2002027226A1 (fr) * 2000-09-29 2002-04-04 Nok Corporation Solenoide lineaire et vanne a solenoide
WO2004072566A1 (de) * 2003-02-12 2004-08-26 Robert Bosch Gmbh Expansionsorgan für eine klimaanlage

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006054942B3 (de) 2007-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006054941B3 (de) Elektromagnet
EP2711594B1 (de) Ventil
EP2193282B1 (de) Hydraulisches element
DE19907732B4 (de) Hydraulisches Magnetventil
DE102009055232A1 (de) Magnetventil, Anker für ein Magnetventil, Verfahren zur Herstellung eines Ankers für ein Magnetventil
EP2516229B1 (de) Magnetventil sowie fahrerassistenzeinrichtung mit einem derartigen magnetventil
EP2855943B1 (de) Geberzylinder
WO2011035847A1 (de) Elektrohydraulisches ventil
EP3724542A1 (de) Ventil
WO2011079980A1 (de) Magnetventil
DE102007032873A1 (de) Regelventil
EP2373874B1 (de) Hydraulisches wegeventil
WO2009141191A1 (de) Magnetventil
DE102006054942B3 (de) Elektromagnet zur Betätigung von Ventilen
WO2011079994A1 (de) Magnetventil und verfahren zur herstellung eines derartigen magnetventils
EP3049701A1 (de) Ventilanordnung
WO2008052782A1 (de) Rückschlagventil
DE102011078325B4 (de) Magnetventil
WO2010066536A1 (de) Betätigungselement einer elektromagnetischen stelleinheit eines hydraulikventils
EP3159535A1 (de) Elektromagnetisches ventil
DE102006060270A1 (de) Elektromagnet
WO2004092591A1 (de) Stetig verstellbares wegeventil
DE102013107389B4 (de) Druckregelventil
EP2405168B1 (de) Ventilkörper und zugehöriges Magnetventil
WO2023134897A1 (de) Elektromechanisch betätigbares druckmittelsteuerventil

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07819884

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07819884

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1