AT18496U1 - Magnetventil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil (1), insbesondere für elektrisch kontinuierlich verstellbare Stoßdämpfer eines Fahrzeuges, mit einem Ventilkörper (2), welcher einen Arbeitsraum (3) von einem Ausgleichsraum (4) trennt und eine durch einen Schieber (5) verschließbare Blende (6) aufweist, welche den Arbeitsraum (3) mit dem Ausgleichsraum (4) verbindet, einer an einem Spulenkörper (7) angeordneten, bestrombaren Spule (8), ein zumindest bereichsweise innerhalb des Spulenkörpers (7) angeordnetes Polrohr (9) sowie einen bezüglich einer Längsachse (10) der Spule (8) beweglich im Polrohr (9) gelagerten Magnetanker (11), wobei der Magnetanker (11) auf den Schieber (5) wirkt, sodass durch eine Bewegung des Magnetankers (11) die Blende (6) des Ventilkörpers (2) reversibel verschließbar ist. Um eine gewünschte Charakteristik besonders genau erreichen zu können und gleichzeitig eine einfache Herstellbarkeit zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein bewegbar im Ventilkörper (2) gelagerter Pin vorgesehen ist, auf welchen Pin auch in geschlossenem Zustand des Ventils einerseits der Magnetanker (11) und andererseits ein Arbeitsdruck des Arbeitsraumes (3) wirkt.

Description

Beschreibung

MAGNETVENTIL

[0001] Die Erfindung betrifft ein Magnetventil, insbesondere für elektrisch kontinuierlich verstellbare Stoßdämpfer eines Fahrzeuges, mit einem Ventilkörper, welcher einen Arbeitsraum von einem Ausgleichsraum trennt und eine durch einen Schieber verschließbare Blende aufweist, welche den Arbeitsraum mit dem Ausgleichsraum verbindet, einer an einem Spulenkörper angeordneten, bestrombaren Spule, ein zumindest bereichsweise innerhalb des Spulenkörpers angeordnetes Polrohr sowie einen bezüglich einer Längsachse der Spule beweglich im Polrohr gelagerten Magnetanker, wobei der Magnetanker auf den Schieber wirkt, sodass durch eine Bewegung des Magnetankers die Blende des Ventilkörpers reversibel verschließbar ist.

[0002] Magnetventile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt geworden. Dabei ist eine Blende vorgesehen, durch welche ein Arbeitsraum mit einem Ausgleichsraum fluidisch verbunden ist, sodass ein Fluid bei geöffneter Blende vom Arbeitsraum durch die Blende in den Ausgleichsraum strömen kann. Bei Einsatz des Magnetventils an einem Stoßdämpfer ist der Arbeitsraum üblicherweise Teil des Stoßdämpfers, sodass durch Anderung der Blende ein Strömungswiderstand bzw. ein Druckverlust zwischen Arbeitsraum und Ausgleichsraum verändert werden kann, um den Dämpfer durch Änderung der Ventilstellung härter oder weicher abzustimmen. Somit kann mit einer Anderung einer Ventilstellung des Magnetventils die Blende bei einem Stoßdämpfer eines Fahrzeuges abhängig von einer Stromstärke in der Spule, üblicherweise proportional mit einer Stromstärke in der Spule, geöffnet bzw. geschlossen werden, wodurch mittels einer Betätigung des Magnetventils ein Dämpferverhalten änderbar ist.

[0003] Nachteilig bei Magnetventilen des Standes der Technik hat sich insbesondere herausgestellt, dass diese einerseits nur mit großem Aufwand herstellbar sind und andererseits eine gewünschte Kennlinie bei Einsatz in einem Dämpfer teilweise nur schwer erreichbar ist.

[0004] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Magnetventil der eingangs genannten Art anzugeben, welches auf einfache Weise herstellbar ist und es gleichzeitig ermöglicht, bei Einsatz in einem Stoßdämpfer eine konkrete, gewünschte Dämpferkennlinie zu erreichen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Magnetventil der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem ein bewegbar im Ventilkörper gelagerter Pin vorgesehen ist, auf welchen Pin auch in geschlossenem Zustand des Ventils einerseits der Magnetanker und andererseits ein Arbeitsdruck des Arbeitsraumes wirkt.

[0006] Der Pin ist üblicherweise etwa parallel zu einer Hubrichtung des Magnetankers, entlang welcher dieser im Polrohr bewegbar ist, bewegbar im Ventilkörper gelagert. Ublicherweise durchdringt der Pin den Ventilkörper bzw. ragt durch eine Öffnung, insbesondere eine Bohrung, in einer Wandung des Ventilkörpers, welche Wandung den Arbeitsraum begrenzt, sodass bei geschlossener Blende auf den Magnetanker über den Pin eine Kraft wirkt, deren Höhe abhängig von einer Druckdifferenz zwischen Arbeitsdruck im Arbeitsraum und Druck im Ausgleichsraum sowie Durchmesser des Pins ist. Auf diese Weise kann durch eine Wahl eines Durchmessers auf sehr einfache Weise eine Kennlinie des Magnetventils bzw. des Stoßdämpfers eingestellt werden, wobei das erfindungsgemäße Magnetventil gleichzeitig mit sehr einfachen Mitteln herstellbar ist.

[0007] Günstig ist es, wenn eine den Ventilkörper mit dem Schieber verbindende Feder vorgesehen ist, durch welche auf den Schieber im geschlossenen Zustand des Magnetventils eine Kraft in Richtung einer Position wirkt, in welcher die Blende durch den Schieber freigegeben ist. Durch die Feder wird somit ein Magnetventil erreicht, welches in stromlosem Zustand geöffnet ist. Auf diese Weise wird eine Konstruktion erreicht, bei welcher eine Position des Magnetankers mit zunehmender Stromstärke stetig entlang einer Hubrichtung zunimmt, vorzugsweise proportional zur Stromstärke, sodass über die Stromstärke eine Positionierung des Magnetankers, und somit eine Position des Schiebers relativ zur Blende, exakt vorgegeben werden kann. Als Hubrichtung wird dabei eine Bewegung des Magnetankers in einer Richtung bezeichnet, in welcher der

Schieber die Blende verschließt. Üblicherweise ist die Hubrichtung parallel zur Längsachse des Polrohres. Eine Bewegung des Magnetankers entgegen der Hubrichtung bewirkt somit ein Öffnen der Blende.

[0008] Auf diese Weise ist es möglich, mittels einer Änderung der Stromstärke die Ventilkennlinie gezielt zu beeinflussen, indem die Blende bis zu einem vordefinierten Grad geöffnet bzw. geschlossen wird, wodurch ein gewünschter Druckverlust über die Blende erreicht wird, welcher zu einem einfacheren bzw. schwierigeren Uberströmen von einer Hydraulikflüssigkeit vom Arbeitsraum in den Ausgleichsraum führt.

[0009] Um eine gewünschte Kennlinie des Magnetventils zu erreichen, ist es vielfach wünschenswert, das Magnetventil derart auszubilden, dass das Polrohr entlang einer axialen Erstreckung innerhalb des Spulenkörpers einen magnetischen Fluss in unterschiedlich gutem Ausmaß leitet, sodass der magnetische Fluss bereichsweise sozusagen in den Magnetanker gedrängt wird. Hierzu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Polrohr mehrteilig auszubilden, beispielsweise aus dem Dokument EP 3 524 847 B1. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es vorteilhafter ist, wenn das Polrohr einteilig ausgebildet ist, wobei sich das Polrohr insbesondere über eine gesamte axiale Erstreckung des Spulenkörpers erstreckt.

[0010] An einem Bereich innerhalb des Polrohres, in welchem der Magnetanker bewegbar angeordnet ist, liegt üblicherweise bei Einsatz des Magnetventils in einem Stoßdämpfer Hydraulikflüssigkeit unter Druck an. Ein mehrteiliges Polrohr ist daher insofern nachteilig, als dass das Polrohr dann keine Abdichtung des Raumes, in welchem die Hydraulikflüssigkeit anliegt, zu dem Spulenkörper mehr bewirkt, weswegen bei Magnetventilen des Standes der Technik mit geteilten Polrohren eine zusätzliche Abdichtung erforderlich ist. Diese kann jedoch entfallen, wenn das Polrohr über eine gesamte axiale Erstreckung des Spulenkörpers einteilig ausgebildet ist. Um dennoch gleichzeitig bestimmte magnetische Eigenschaften im Polrohr zu erreichen, kann dieses auch bei einteiliger Ausbildung mit unterschiedlich starkem Querschnitt ausgebildet sein.

[0011] Günstig ist es, wenn das Polrohr einen Hubbereich aufweist, welcher länger ist als der Magnetanker und in welchem Hubbereich der Magnetanker bewegbar ist, wobei sich der Hubbereich bevorzugt innerhalb einer axialen Erstreckung des Spulenkörpers befindet. Der Hubbereich entspricht somit jenem Bereich, in welchem der Magnetanker bewegbar ist, sodass eine Länge des Hubbereiches in aller Regel einer Länge des Magnetankers ergänzt um einen möglichen Hub des Magnetankers entspricht. Der Magnetanker ist im Hubbereich entlang bzw. entgegen einer Hubrichtung bewegbar, welche Hubrichtung üblicherweise parallel zur Längsachse des Polrohres ist. Eine Bewegung in Hubrichtung bewirkt dabei ein Schließen des Ventils und eine Bewegung des Magnetankers entgegen der Hubrichtung bewirkt ein Öffnen des Ventils.

[0012] Um ein Verfahren des Magnetankers im Polrohr mit besonders geringem Widerstand zu erreichen, ist es günstig, wenn das Polrohr im Hubbereich eine konstante Innenkontur aufweist, insbesondere eine Zylinderoberfläche.

[0013] Um eine gewünschte Bewegung des Magnetankers bei Bestromung der Spule auf besonders effiziente Weise zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Polrohr im Hubbereich eine Verjüngung aufweist. Dadurch wird erreicht, dass sich der magnetische Kreis über den Magnetanker schließt, welcher somit bei Bestromung der Spule entlang der Hubrichtung bewegt wird.

[0014] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verjüngung sich bis zu einem schieberseitigen Ende des Hubbereiches erstreckt.

[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die Verjüngung über weniger als 50 Prozent einer axialen Erstreckung des Hubbereiches erstreckt, um eine besonders effiziente Bewegung des Magnetankers zu erreichen.

[0016] Günstig ist es, wenn die Verjüngung derart ausgebildet ist, dass die Verjüngung in einem Achsenschnitt etwa v-förmig erscheint.

[0017] Um die Verjüngung auf einfache Weise herstellen zu können, ohne eine Innenkontur des Polrohres zu verändern, ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Außendurchmesser des Polrohres

im Bereich der Verjüngung reduziert ist.

[0018] Günstig ist es, wenn eine Wandstärke des Polrohres im Bereich der Verjüngung zumindest bereichsweise weniger als 50 Prozent, insbesondere weniger als 30 Prozent, einer maximalen Wandstärke des Polrohres im Hubbereich beträgt.

[0019] Beispielsweise kann das Polrohr im Wesentlichen rohrförmig mit einer Wandstärke von etwa 6 mm ausgebildet sein, welche sich im Bereich der Verjüngung bereichsweise auf weniger als 1,5 mm reduziert. Dadurch wird einerseits im Bereich der Verjüngung eine schlechte Leitfähigkeit des Polrohres in Bezug auf den Magnetfluss erreicht, sodass sich der magnetische Kreis über den Magnetanker schließt, während gleichzeitig trotz der geringeren Wandstärke eine Abdichtung gegenüber dem Spulenkörper gegeben ist.

[0020] Um Relativbewegungen zwischen dem Polrohr und dem Spulenkörper zu vermeiden, ist üblicherweise ein Raum zwischen dem Polrohr und dem Spulenkörper zumindest bereichsweise mit Vergussmasse aufgefüllt, insbesondere im Bereich einer Verjüngung. Als Vergussmasse wird üblicherweise ein Kunststoff eingesetzt, welcher magnetisch nicht leitfähig ist.

[0021] Um eine bestimmte Charakteristik des Magnetventils, als eine Kraft auf den Magnetanker abhängig von einem Strom durch die Spule, zu erreichen, kann es günstig sein, wenn in das Polrohr ein Einsatz, insbesondere ein Ring, eingesetzt ist.

[0022] Der Einsatz ist ein separates Bauteil, welches in der Regel in das Polrohr eingesetzt wird, nachdem der Magnetanker im Polrohr positioniert wurde. Der Einsatz kann mit dem Polrohr beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Löten oder eine Pressverbindung verbunden sein, um einen geringen magnetischen Widerstand zwischen Polrohr und Einsatz zu erreichen.

[0023] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Einsatz, insbesondere ein Ring, aus einem magnetischen Werkstoff besteht, insbesondere aus demselben Werkstoff wie das Polrohr. Der magnetische Kreis kann sich dann über das Polrohr, den Magnetanker und den vorzugsweise als Ring ausgebildeten Einsatz schließen, wodurch über Variierung von Designparametern in Bezug auf den Magnetanker, das Polrohr und den Ring verschiedenste Möglichkeiten bestehen, um eine gewünschte Kennlinie zu erreichen.

[0024] Wenn der Einsatz als Ring ausgebildet ist, ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Rotationsachse des Ringes koaxial zu einer Längsachse des Polrohres ist.

[0025] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Einsatz einen Hubbereich axial begrenzt, vorzugsweise an einem schieberseitigen Ende des Hubbereiches.

[0026] Günstig ist es, wenn an einem schieberseitigen Ende des Magnetankers eine Schulter angeordnet ist, wobei eine Kontur der Schulter mit einer Innenkontur des Einsatzes korrespondiert. Somit kann sich der magnetische Kreis über den Magnetanker und die an diesem angebrachte Schulter sowie den Ring schließen.

[0027] Magnetanker und Einsatz sind bevorzugt rotationssymmetrisch zur Längsachse des Polrohres ausgebildet, wenngleich grundsätzlich auch ein anderer Querschnitt möglich wäre, beispielsweise ein Vierkantquerschnitt.

[0028] Günstig ist es, wenn eine Schulterlänge etwa einer Länge eines Hubes entspricht, um welchen der Magnetanker im Polrohr bewegbar ist.

[0029] In aller Regel sind das Polrohr, der Magnetanker und der Ring derart aufeinander abgestimmt, dass die Schulter bei geöffneter Blende im Wesentlichen axial außerhalb des Einsatzes und bei geschlossener Blende im Wesentlichen axial innerhalb des Einsatzes angeordnet ist.

[0030] Es hat sich bewährt, dass das Polrohr aus einem magnetischen Werkstoff besteht, insbesondere aus einem Stahl. Der Pin kann grundsätzlich auf verschiedenste Weisen ausgebildet sein, welche dazu geeignet sind eine durch einen Arbeitsdruck im Arbeitsraum auf den Pin wirkende Kraft auf den Schieber und über den Schieber auf den Magnetanker zu übertragen.

[0031] Um eine besonders einfache Herstellbarkeit zu erreichen, ist bevorzugt vorgesehen, dass

der Pin ein im Wesentlichen zylindrisches Element aufweist, auf welchem ein Anschlagelement, insbesondere eine Federscheibe oder ein Pressring angeordnet ist.

[0032] Der Durchmesser des Pins kann beispielsweise abhängig von einer gewünschten Kennlinie des Stoßdämpfers, für welches das Magnetventil eingesetzt wird, 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 2 mm betragen, wobei bei einer höheren Fahrzeugmasse eine härtere Dämpferabstimmung gewünscht ist, welche einen geringeren Durchmesser des Pins erfordert. Grundsätzlich könnte der Pin auch einteilig mit einem Anschlag ausgebildet sein, allerdings ist die Herstellung eines derartigen Bauteils, welches sehr hohen Genauigkeitsanforderungen in Bezug auf Zylindrizität sowie Durchmessertoleranzen genügen muss, mit großem Aufwand verbunden, weswegen es sich bewährt hat, den Pin zweiteilig auszubilden, nämlich mit einem zylindrischen Element, an welchem ein gesondertes Anschlagelement angeordnet ist. Wenn das Anschlagelement als Federscheibe ausgebildet ist, kann dieses sehr einfach auf das zylindrische Element aufgepresst werden, sodass eine kraftschlüssige Verbindung gegeben ist.

[0033] Eine besonders günstige Herstellung des Pins ist möglich, wenn das zylindrische Element durch eine Nadelrolle gebildet ist. Nadelrollen werden in hoher Stückzahl für Wälzlager hergestellt, und zwar mit hoher Genauigkeit in Bezug auf Durchmessertoleranzen und Zylindrizität, sodass diese zu sehr geringen Kosten erhältlichen Bauteile sehr gut zur Bildung des Pins eingesetzt werden können. Auf eine entsprechende Nadelrolle kann dann beispielsweise eine Federscheibe aufgepresst werden, wodurch der Pin einen Anschlag aufweist und somit nicht durch die Öffnung im Ventilkörper in den Arbeitsraum gelangen kann.

[0034] Es ist daher bevorzugt, dass das Anschlagelement kraftschlüssig mit dem zylindrischen Element verbunden ist.

[0035] Günstig ist es, wenn ein Abstand zwischen dem Anschlagelement und dem Ventilkörper in geöffnetem Zustand des Ventils zumindest einem Hub entspricht, um welchen der Magnetanker im Polrohr bewegbar ist.

[0036] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen:

[0037] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils in Schnittdarstellung;

[0038] Fig. 2a bis 2c unterschiedliche Zustände des Magnetventils der Fig. 1; [0039] Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Magnetventils; [0040] Fig. 4 Kennlinien eines Stoßdämpfers abhängig von einer Ventilstellung.

[0041] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils 1 in Schnittdarstellung. Wie ersichtlich weist das Magnetventil 1, welches bevorzugt für elektrisch kontinuierlich verstellbare Stoßdämpfer eines Fahrzeuges eingesetzt wird, einen Ventilkörper 2 auf, welcher einen Arbeitsraum 3 von einem Ausgleichsraum 4 trennt. Der Ventilkörper 2 weist dabei mehrere durch Öffnungen gebildete Blenden 6 auf, welche durch einen Schieber 5 verschließbar sind. Mit einem Verschließen der Blenden 6 durch den Schieber 5 wird eine Druckdifferenz über die Blenden 6 verändert, sodass ein Überströmen von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 3 in den Ausgleichsraum 4 erschwert bzw. erleichtert wird, wodurch eine Charakteristik des Stoßdämpfers geändert werden kann.

[0042] Zum Betätigen des Schiebers 5 ist ein Magnetanker 11 vorgesehen, welcher in einem Polrohr 9 parallel zu einer Hubrichtung 15 bewegbar gelagert ist. Zum Betätigen des Magnetankers 11 ist das Polrohr 9 in einem Spulenkörper 7 angeordnet, welcher Spulenkörper 7 eine Spule 8 trägt, sodass durch eine Bestromung der Spule 8 der Magnetanker 11 in Hubrichtung 15 bewegbar ist.

[0043] Somit wird bei Bestromung der Spule 8 ein magnetischer Fluss über das Polrohr 9 erreicht. Das Polrohr 9 weist im Bereich eines schieberseitigen Endes eines Hubbereiches 14, an

welchen der Magnetanker 11 bewegbar ist, eine Verjüngung 16 auf, sodass der magnetische Fluss in den Magnetanker 11 gedrängt wird und somit eine Bewegung des Magnetankers 11 bewirkt.

[0044] Trotz der Verjüngung 16 ist das Polrohr 9 einteilig ausgebildet, sodass das Polrohr 9 einen mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten inneren Bereich des Magnetventils 1 gegenüber dem Spulenkörper 7 abdichtet und keine separate Dichtung erforderlich ist.

[0045] Wie ersichtlich ist an einem schieberseitigen Ende des Hubbereiches 14 im Polrohr 9 ein Ring 18 angeordnet, welcher einen Anschlag für einen Magnetanker 11 bildet. Eine Länge des Ringes 18 in Richtung der Längsachse 10 des Polrohres 9, also in axialer Richtung bzw. in Hubrichtung 15, entspricht dabei etwa einem Hub des Magnetankers 11. Der Magnetanker 11 weist endseitig auch eine Schulter 24 auf, welche mit Abmessungen des Ringes 18 korrespondiert, sodass die Schulter 24 in den Ring 18 gleiten kann. Bei der in Fig. 1 dargestellten geöffneten Situation des Magnetventils 1, in welcher der Schieber 5 die Blende 6 nicht verschließt, ist die Schulter 24 des Magnetankers 11 nahezu vollständig außerhalb des Ringes 18 angeordnet. Bei geschlossenem Ventil liegt die Schulter 24 in axialer Richtung innerhalb des Ringes 18 und ist vom Ring 18 lediglich durch einen Luftspalt von einem oder wenigen Millimetern, insbesondere weniger als 1 mm, vorzugsweise 0,05 mm bis 0,8 mm, getrennt, sodass sich der magnetische Kreis auch über den Magnetanker 11 und den Ring 18 schließen kann.

[0046] Wie ersichtlich wirkt der Magnetanker 11 auf den Schieber 5, welcher über eine Feder 13 mit dem Ventilkörper 2 verbunden ist. Die Feder 13 bewirkt somit bei geschlossenem Ventil bzw. bei durch den Schieber 5 verschlossener Blende 6 eine Kraft entgegen der Hubrichtung 15 auf den Magnetanker 11, sodass der Magnetanker 11 im stromlosen Zustand die in Fig. 1 dargestellte offene Position einnimmt.

[0047] Darüber hinaus wirkt bei geschlossenem Zustand des Ventils auch der im Arbeitsraum 3 vorherrschende Arbeitsdruck über einen bewegbar im Ventilkörper 2 gelagerten Pin 12 entgegen der Hubrichtung 15 auf den Schieber 5 und den Magnetanker 11. Entsprechend wird der Magnetanker 11 bei konstantem Strom und steigendem Druck im Arbeitsraum 3 über den Pin 12 geöffnet, bis sich ein Gleichgewicht aus Magnetkraft 20, Federkraft 21 und Kraft über den Pin 12 einstellt, wodurch sich ein Dämpferverhalten einstellen lässt.

[0048] Um eine besonders kostengünstige Herstellbarkeit mit gleichzeitig hoher Genauigkeit zu erreichen, ist der Pin 12 gebildet durch eine Nadelrolle, auf welche ein Pressring aufgepresst ist. Der Pressring bildet dabei einen Anschlag, sodass die Nadelrolle nicht durch die Bohrung im Ventilkörper 2, in welchem die Nadelrolle gelagert ist, in den Arbeitsraum 3 gleiten kann.

[0049] An einem Ende des Polrohres 9, welches dem schieberseitigen Ende gegenüberliegt, ist das Polrohr 9 mittels einer Vergussmasse 17 in einem Gehäuse 25 fixiert. Weiter ist an diesem Ende, welches Ende dem schieberseitigen Ende gegenüber liegt, ein Stecker 19 ersichtlich, über welchen die Spule 8 mit Strom versorgt werden kann.

[0050] Fig. 2a bis 2c zeigen das Magnetventil 1 der Fig. 1 in unterschiedlichen Arbeitszuständen. Fig. 2a zeigt dabei einen geöffneten Zustand des Magnetventils 1, in welchem der Schieber 5 die Blende 6 nicht verschließt. Dieser Arbeitszustand ergibt sich beispielsweise bei stromlosem Zustand der Spule 8.

[0051] In der Fig. 2a sind auch die auf den Schieber 5 im Wesentlichen wirkenden Kräfte eingezeichnet, und zwar eine Magnetkraft 20, welche vom Anker bei Bestromung der Spule 8 in Richtung einer Schließbewegung des Schiebers 5. bzw. einer Hubrichtung 15 ausgeübt wird, eine Federkraft 21, welche von der Feder 13 entgegen der Hubrichtung 15 auf den Schieber 5 ausgeübt wird, und eine Pinkraft 22, welche über eine Querschnittsfläche des Pins 12 und einen Arbeitsdruck im Arbeitsraum 3 vom Pin 12 ebenfalls entgegen der Hubrichtung 15 auf den Schieber 5 wirkt.

[0052] Weiter zeigt Fig. 2a eine Strömungsrichtung bzw. eine Strömung 23 eines Fluides vom Arbeitsraum 3 durch die Blende 6 in den Ausgleichsraum 4 beispielhaft.

N Bes AT 18 496 U1 2025-06-15

8 NN

[0053] Fig. 2b zeigt einen Zustand zwischen vollständig geöffnetem und geschlossenem Magnetventil 1, beispielsweise bei einem Strom, welcher 50 Prozent eines Maximalstroms entspricht, wobei der Maximalstrom beispielsweise 1,8 Ampere betragen kann. In diesem Zustand ist die Blende 6 durch den Schieber 5 zu 50 Prozent verschlossen.

[0054] Fig. 2c zeigt einen weiteren Arbeitszustand, in welchem die Blende 6 vollständig durch den Schieber 5 verschlossen ist. Dieser Arbeitszustand entspricht einem Zustand eines Maximalstroms über die Spule 8, beispielsweise einem Strom von 1,8 Ampere. In diesem Zustand ergibt sich somit eine maximal harte Dämpferkennlinie.

[0055] Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils 1. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 bis 2c dargestelltem Magnetventil 1 ist hier lediglich der Stecker 19 zum Bestromen der Spule 8 nicht oberhalb, sondern an einem dem schieberseitigen Ende gegenüberliegenden Ende des Polrohres 9 angeordnet.

[0056] Fig. 4 zeigt beispielhaft ein Diagramm mit unterschiedlichen Dämpferkennlinien eines Stoßdämpfers, an welchem ein erfindungsgemäßes Magnetventil angeordnet ist, wobei auf einer Abszisse ein Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit über die Blende 6 und auf einer Ordinate ein Druckverlust über die Blende 6 eingetragen sind. Die dargestellten unterschiedlichen Dämpferkennlinien ergeben sich dabei je nach Stellung des Magnetventils 1, wobei eine unterste in strichpunktierter Linie dargestellte Kennlinie einer geöffneten Magnetventilposition, also einer stromlosen Situation des Magnetventils, und eine oberste in durchgezogener Linie dargestellte Kennlinie eine Charakteristik bei vollständig geschlossenem Magnetventil 1, also einer Bestromung der Spule 8 mit Maximalstrom, entsprechen. Eine mittlere Kennlinie, welche in strichlierter Darstellung gezeichnet ist, zeigt eine Dämpferkennlinie, welche sich bei halb geöffneter Blende, also beispielsweise bei einem Strom durch die Spule von 50 Prozent eines Maximalstroms ergibt.

[0057] Mit einem erfindungsgemäßen Magnetventil 1 kann eine gewünschte Kennlinie insbesondere eines Stoßdämpfers auf besonders einfache und gleichzeitig hoch genaue Weise erreicht werden, zumal sowohl eine Verjüngung 16 des Polrohres 9 als auch Abmessungen des Ringes 18 als Designparameter zur Verfügung stehen, welche sich jeweils auf die Kennlinie auswirken. Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße Magnetventil 1 über die Möglichkeit, den Pin 12 insbesondere durch eine Nadelrolle herzustellen, sehr einfach und kostengünstig herstellbar.

Claims (23)

Ansprüche

1. Magnetventil (1), insbesondere für elektrisch kontinuierlich verstellbare Stoßdämpfer eines Fahrzeuges, mit einem Ventilkörper (2), welcher einen Arbeitsraum (3) von einem Ausgleichsraum (4) trennt und eine durch einen Schieber (5) verschließbare Blende (6) aufweist, welche den Arbeitsraum (3) mit dem Ausgleichsraum (4) verbindet, einer an einem Spulenkörper (7) angeordneten, bestrombaren Spule (8), ein zumindest bereichsweise innerhalb des Spulenkörpers (7) angeordnetes Polrohr (9) sowie einen bezüglich einer Längsachse (10) der Spule (8) beweglich im Polrohr (9) gelagerten Magnetanker (11), wobei der Magnetanker (11) auf den Schieber (5) wirkt, sodass durch eine Bewegung des Magnetankers (11) die Blende (6) des Ventilkörpers (2) reversibel verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein bewegbar im Ventilkörper (2) gelagerter Pin (12) vorgesehen ist, auf welchen Pin (12) auch in geschlossenem Zustand des Ventils einerseits der Magnetanker (11) und andererseits ein Arbeitsdruck des Arbeitsraumes (3) wirkt.

2, Magnetventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Ventilkörper (2) mit dem Schieber (5) verbindende Feder (13) vorgesehen ist, durch welche auf den Schieber (5) in geschlossenem Zustand des Magnetventils (1) eine Kraft in Richtung einer Position wirkt, in welcher die Blende (6) durch den Schieber (5) freigegeben ist.

3. Magnetventil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (9) einteilig ausgebildet ist, wobei sich das Polrohr (9) insbesondere über eine gesamte axiale Erstreckung des Spulenkörpers (7) erstreckt.

4. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (9) einen Hubbereich (14) aufweist, welcher länger ist als der Magnetanker (11) und in welchem Hubbereich (14) der Magnetanker (11) bewegbar ist, wobei sich der Hubbereich (14) bevorzugt innerhalb einer axialen Erstreckung des Spulenkörpers (7) befindet.

5. Magnetventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (9) im Hubbereich (14) eine konstante Innenkontur aufweist, insbesondere eine Zylinderoberfläche.

6. Magnetventil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (9) im Hubbereich (14) eine Verjüngung (16) aufweist.

7. Magnetventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (16) sich bis zu einem schieberseitigen Ende des Hubbereiches (14) erstreckt.

8. Magnetventil (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verjüngung (16) über weniger als 50 Prozent einer axialen Erstreckung des Hubbereiches (14) erstreckt.

9. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (16) in einem Achsenschnitt etwa V-förmig erscheint.

10. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser des Polrohres (9) im Bereich der Verjüngung (16) reduziert ist.

11. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke des Polrohres (9) im Bereich der Verjüngung (16) zumindest bereichsweise weniger als 50 Prozent, insbesondere weniger als 30 Prozent, einer maximalen Wandstärke des Polrohres (9) im Hubbereich (14) beträgt.

12. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum zwischen dem Polrohr (9) und dem Spulenkörper (7) zumindest bereichsweise mit Vergussmasse (17) aufgefüllt ist, insbesondere im Bereich einer Verjüngung (16).

13. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in das Polrohr (9) ein Einsatz, insbesondere ein Ring (18), eingesetzt ist.

14. Magnetventil (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz aus einem magnetischen Werkstoff besteht, insbesondere aus demselben Werkstoff wie das Polrohr

(9).

15. Magnetventil (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz einen Hubbereich (14) axial begrenzt, vorzugsweise an einem schieberseitigen Ende des Hubbereichs (14).

16. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass an einem schieberseitigen Ende des Magnetankers (11) eine Schulter (24) angeordnet ist, wobei eine Kontur der Schulter (24) mit einer Innenkontur des Einsatzes korrespondiert.

17. Magnetventil (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schulterlänge etwa einer Länge eines Hubes entspricht, um welchen der Magnetanker (11) im Polrohr (9) bewegbar ist.

18. Magnetventil (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulter (24) bei geöffneter Blende (6) im Wesentlichen außerhalb des Einsatzes und bei geschlossener Blende (6) im Wesentlichen innerhalb des Einsatzes angeordnet ist.

19. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (9) aus einem magnetischen Werkstoff besteht, insbesondere aus einem Stahl.

20. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Pin (12) ein im Wesentlichen zylindrisches Element aufweist, auf welchem ein Anschlagelement, insbesondere eine Federscheibe oder ein Pressring, angeordnet ist.

21. Magnetventil (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Element durch eine Nadelrolle gebildet ist.

22. Magnetventil (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagelement kraftschlüssig mit dem zylindrischen Element verbunden ist.

23. Magnetventil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen dem Anschlagelement und dem Ventilkörper (2) in geöffnetem Zustand des Ventils zumindest einem Hub entspricht, um welchen der Magnetanker (11) im Polrohr (9) bewegbar ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen