Title:
Elektromagnetische Ventilvorrichtung und Verwendung einer solchen
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Elektromagnetische Ventilvorrichtung mit relativ zu stationären, magnetisch flussleitenden Kernmitteln (40, 48) als Reaktion auf eine Bestromung von stationären Spulenmitteln (20, 22) in einem Ankerraum (16) bewegbaren, zur Ventilbetätigung ausgebildeten Ankermitteln (46),
wobei die einen mit einer Wicklung (22) versehenen Spulenträger (20) sowie mindestens einen extern kontaktierbaren Anschluss (26) aufweisenden Spulenmittel zumindestens abschnittsweise in die Kernmittel eingebettet und/oder von diesen umschlossen vorgesehen sind
und die Kernmittel zum Zusammenwirken mit den Ankermitteln eine zumindest abschnittsweise plane, den Ankerraum begrenzende Stirnfläche (14) ausbilden,
wobei ein metallischer Kernkörper (40) der Kernmittel eine zum Aufnehmen des Spulenträgers (20) ausgebildete und bevorzugt becherartige Aushöhlung aufweist, die zum Ausbilden der durchgängigen und geschlossenen Stirnfläche einen membranartigen Bodenabschnitt (44) einstückig an einem Wandabschnitt (42) des Kernkörpers ansitzend aufweist. embedded image





Inventors:
Zwickel, Rainer (71665, Vaihingen, DE)
Application Number:
DE102017103799A
Publication Date:
08/23/2018
Filing Date:
02/23/2017
Assignee:
ETO MAGNETIC GmbH, 78333 (DE)
International Classes:
H01F7/16; F02M21/02; F16K31/06; H01M8/00
Domestic Patent References:
DE102014226421A1N/A
Foreign References:
EP2194632
WO2016096258A1
Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Behrmann Wagner Partnerschaftsgesellschaft mbB, 78224, Singen, DE
Claims:
Elektromagnetische Ventilvorrichtung mit
relativ zu stationären, magnetisch flussleitenden Kernmitteln (40, 48) als Reaktion auf eine Bestromung von stationären Spulenmitteln (20, 22) in einem Ankerraum (16) bewegbaren, zur Ventilbetätigung ausgebildeten Ankermitteln (46),
wobei die einen mit einer Wicklung (22) versehenen Spulenträger (20) sowie mindestens einen extern kontaktierbaren Anschluss (26) aufweisenden Spulenmittel zumindestens abschnittsweise in die Kernmittel eingebettet und/oder von diesen umschlossen vorgesehen sind
und die Kernmittel zum Zusammenwirken mit den Ankermitteln eine zumindest abschnittsweise plane, den Ankerraum begrenzende Stirnfläche (14) ausbilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein metallischer Kernkörper (40) der Kernmittel eine zum Aufnehmen des Spulenträgers (20) ausgebildete und bevorzugt becherartige Aushöhlung aufweist, die zum Ausbilden der durchgängigen und geschlossenen Stirnfläche einen membranartigen Bodenabschnitt (44) einstückig an einem Wandabschnitt (42) des Kernkörpers ansitzend aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger so in die Aushöhlung eingesetzt ist, dass ein Stirnabschnitt des Spulenträgers innenseitig an den Bodenabschnitt (44) angreift und/oder anstößt.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kernkörper so bemessen und ausgebildet ist, dass der mindestens eine Anschluss (26) auf einer dem Bodenabschnitt entgegengesetzten Richtung aus dem Kernkörper herausragt und/oder dort extern kontaktierbar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernmittel einen zum Einsetzen in den ringförmig, insbesondere kreisringförmig, realisierten Spulenträger und/oder diesen innen ausfüllend ausgebildeten Kerninnenabschnitt (48) aufweisen, der magnetisch flussleitend mit dem Bodenabschnitt (44) und dem Wandabschnitt (42) verbunden ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerninnenabschnitt (48) als zum Kernkörper separate Baugruppe ausgebildet ist und zur Montage der elektromagnetischen Ventilvorrichtung vor einem Einsetzen in die Aushöhlung mit dem Spulenträger verbindbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kerninnenabschnitt an einem axial dem Bodenabschnitt entgegengesetzten Endbereich unter Ausbildung mindestens eines Durchbruchs (28) zum Herausführen und/oder Freilegen des Anschlusses vom Wandabschnitt des Kernkörpers magnetisch flussleitend umschlossen ist, bevorzugt durch eine Pressverbindung mit dem Wandabschnitt verbunden ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (44) eine homogene Dicke aufweist und/oder eine Dicke des Bodenabschnitts im Bereich des Spulenträgers so bemessen ist, dass bei der Bestromung der Spulenmittel eine Sättigung des durch den Bodenabschnitt fließenden elektromagnetischen Flusses auftritt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem Kunststoffmaterial insbesondere als Spritzgießteil realisierte Spulenkörper die Kupfer aufweisende Wicklung trägt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Flachanker ausgebildeten Ankermittel zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz oder zum Betätigen stößel- oder nadelartiger Injektormittel, insbesondere für ein gasförmiges Fluid, ausgebildet sind.

Verwendung der elektromagnetischen Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Schalten und/oder Dosieren eines wasserstoffhaltigen Fluids, insbesondere zur Anwendung für eine Brennstoffzelle.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer derartigen elektromagnetischen Ventilvorrichtung.

Elektromagnetische Ventilvorrichtungen der gattungsgemäßen Art sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt; es werden zur Ventilbetätigung, also etwa zum gesteuerten Öffnen oder Verschließen eines Ventilsitzes, ausgebildete Ankermittel als Reaktion auf eine Bestromung stationärer Spulenmittel relativ zu stationären, magnetisch flussleitenden Kernmitteln bewegt, wobei ein derartiges Ventilprinzip für eine Vielzahl von Anwendungsfällen und jeweils zu schaltenden oder zu steuernden Fluiden geeignet und realisiert ist.

So zeigt etwa die 2 als technische Ausgangssituation, insoweit entsprechend einem hausinternen Stand der Technik der Anmelderin, einen elektromagnetischen Kern 10 als statische Baugruppe einer elektromagnetischen Ventilvorrichtung, dessen im Hinblick auf eine Längsachse 12 axial einends vorgesehene Stirnfläche 14 eine teilweise Begrenzung eines Ankerraums 16 bildet, in welchem wiederum (in der 2 nicht gezeigte), flach ausgebildete Ankermittel relativ zum Kern 10 und damit zur Fläche 14 bewegbar geführt sind. Genauer gesagt zeigt insoweit die 2 eine Komponente eines elektromagnetischen Gasventils (auch in einer speziellen Realisierungsform für einen verbrennungsmotorischen Kontext als „Injektorventil“ bekannt), bei welchem der relativ zum Kern 10 entlang der axialen Richtung 12 bewegbare Anker einen nadelartigen Stößel antreibt, welcher wiederum eine geeignet zum Ein- bzw. Auslassen des zu schaltenden Gases vorgesehene (in der Figur nicht gezeigte) Düse verschließt.

Die 2 zeigt zusätzlich, wie in den i.w. zylindrisch um die Achse 12 angebildeten Kern eine Spulenanordnung 18 eingebettet ist, dergestalt, dass ein (typischerweise) aus einem polymeren Material durch Spritzgießen hergestellter Wicklungsträger 20, eine geeignet aus einem beschichteten Kupferdraht realisierte Wicklung 22 tragend, in eine im Kern 10 gebildete, der Geometrie des ringförmigen Spulenträgers 20 folgende Ringnut 24 eingebettet ist. Die Winklung 22 ist über ein Paar von Anschluss-Kontaktstiften 26, welche über jeweils zugeordnete, mit der Ringnut 24 kommunizierende Bohrungen 28 aus dem magnetisch leitenden Metallmaterial des Kerns 10 herausgeführt sind, zur externen Kontaktierung mit einer geeigneten Bestromungsquelle (nicht gezeigt) ausgebildet, wobei die Bohrungen 28, achsparallel zur Mittelachse 12, auf einer der ankerseitigen Stirnfläche 14 gegenüberliegenden Endfläche des Kerns geöffnet sind und entsprechend das rückwärtige Vorsehen des Paares der Kontaktstifte 26 (hier zusätzlich geführt in isolierenden Mantelabschnitten 30), gestatten.

Es wird aus der Beschreibung der 2 zum angenommenen Stand der Technik deutlich, dass für die Montage des Spulenträgers 20 samt Wicklung 22 und ansitzendem Kontaktstiftpaar 26 diese Anordnung aus der Richtung der Stirnfläche 12 in den Metallkörper des Kerns 10 eingeschoben wird, bis der Spulenträger 20 am innenseitigen Nutengrund der Ringnut 24 aufsitzt und das Kontaktstiftpaar 26 in der gezeigten Montageposition der 2 aus dem dem Anker abgewandten Endbereich des Kerns heraustreten kann.

Da beim exemplarisch angenommenen verbrennungsmotorischen Verwendungszweck der in 2 gezeigten Baugruppe durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung, extra für eine Brennstoffzelle, Wasserstoff als Fluid zu schalten ist, ist es erforderlich, die gemäß 2 mit dem bewickelten Spulenträger 20 versehene Kernbaugruppe 10 vor einem schädlichen Einfluss dieses reaktiven Gases insbesondere auf die (Kupfer-)Wicklung 22 zu schützen. Dies geschieht beim Ausführungsbeispiel der 2 durch eine ringförmige Scheibe 32 aus metallischem Material, welche, entsprechend der Längsschnittansicht der 2, axial auf den Spulenträger 20 aufgesetzt wird, damit die Ringnut 24 endseitig verschließt und gegenüber dem Metallmaterial des Kerns 10 mit einer (radial) inneren Ringdichtung 34 bzw. einer äußeren Ringdichtung 36 abgedichtet ist.

Allerdings erzeugt zunächst das Vorsehen des Verschlussrings 32 samt des Paares von Ringdichtungen 34, 36 nicht unbeträchtlichen Montageaufwand, insbesondere bei einer für eine automatisierte Montage und damit für eine Großserienfertigung vorgesehenen Einheit der in 2 gezeigten Art. Zusätzlich erweisen sich die für die Dichtungen 34, 36 verwendeten polymeren Ringdichtungen als häufig nicht ausreichend langzeitstabil, um insbesondere gegenüber einem stark reaktiven Fluid wie dem hier zu schaltenden Wasserstoff eine hinreichende Barriere gegen das Eintreten in den Spulenkörper und damit gegen eine Degradation der (Kupfer-)Wicklung zu bieten. Nachteiliger Effekt ist, dass eine Standzeit einer exemplarisch am Beispiel der 2 gezeigten Vorrichtung, insbesondere im Hinblick auf stark wechselnde Umwelt- und Temperatureinflüsse, wie es etwa im verbrennungsmotorischen Anwendungsbereich häufig der Fall ist, beschränkt ist.

Aus dem Stand der Technik gemäß WO 2016/096258 A1 ist eine weitere elektromagnetische Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs bekannt, welche einen anderen Weg beschreitet, um - wie auch im Beispiel der 2 - in eine Kernbaugruppe eingebettete Spulenmittel vor einem Einfluss durch in einem Gasraum (Ankerraum) vor der Kerneinheit fließenden Gases zu schützen. Anstatt, wie im Zusammenhang mit der 2 erläutert, die den Spulenträger im Kern aufnehmende Ringnut in Richtung auf den Gas- bzw. Ankerraum mit einer Dichtscheibe zu schützen, wird gemäß WO 2016/096258 A1 vollflächig auf die entsprechende Stirnfläche des Kerns eine (gasundurchlässige) Membran aufgebracht, welche, aus magnetisch nicht-leitendem Material realisiert und damit ohne Einfluss auf die magnetischen Flussleitungsverhältnisse am bzw. im Kern, für die beabsichtigte Abdichtung sorgt.

Während auf diese Weise der Dichtungs- und Montageaufwand des Dichtungsrings gemäß 2 verhindert werden kann, bringt gleichwohl diese Lösung neue und zusätzliche Probleme: So ist nämlich sicherzustellen, dass die Membranfläche des Standes der Technik gemäß WO 2016/096258 A1 nicht nur zuverlässig auf der zugehörigen Stirnseite des Kerns befestigt wird, diese Membran ist zudem - potentiell ganzflächig - gleichermaßen gegen das eintretende Fluid abzudichten. Wird etwa eine Kunststoffmembrane verwendet, entstehen zusätzliche Degradationseffekte angesichts des stark reaktiven Gases. Bei Verwendung einer (nicht-)magnetischen Metallmembran erhöhen sich die produktions- und dichtungstechnischen Herausforderungen; so würde etwa ein (lediglich) punktuelles Verschweißen eine zusätzliche Dichtung erfordern, während etwa eine ringförmige (und damit potentiell umlaufend dichte) Verschweißung die Gefahr birgt, dass es zu Verzug, entsprechend mechanischen Gleichmäßigkeits- und Qualitätsproblemen kommt, mit wiederum zusätzlichen Erfordernissen an eine Qualitätskontrolle und evtl. Nachbearbeitung der so hergestellten (komplexen) Anordnung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektromagnetische Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs im Hinblick auf eine Dichtung von in (stationäre) Kernmittel eingebetteten Spulenmitteln zu verbessern, dabei insbesondere eine verbesserte Abdichtung bzw. Dichtwirkung gegenüber reaktivem, gasförmigem Fluid im von den Kernmitteln begrenzten Ankerraum im Hinblick auf die Spulenmittel (und insbesondere darauf vorgesehenem kupferhaltigem Wicklungsdraht) zu bewirken. Zudem soll eine solche verbesserte Ventilvorrichtung einfach in Herstellung und Montage und damit insbesondere auch für eine kostengünstige Großserienfertigung tauglich sein.

Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Zusätzlicher Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für eine Verwendung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Ventilvorrichtung zum Schalten und/oder Dosieren eines wasserstoffhaltigen Fluids, wobei eine weiter bevorzugte Verwendung den stationären und mobilen Technologiekontext und dort insbesondere die Brennstoffzellentechnologie betrifft.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist ein metallischer Kernkörper der erfindungsgemäßen Kernmittel mit einer zum Aufnehmen des Spulenträgers ausgebildeten Aushöhlung versehen, welche weiter bevorzugt becherartig sein kann. Diese Aushöhlung weist zum Ausbilden der (eine Wand des Ankerraums bildenden) Stirnfläche einen membranartigen Bodenabschnitt auf, welcher durchgängig und geschlossen ausgebildet ist und erfindungsgemäß einstückig an einem Wandabschnitt des Kernkörpers ansitzt.

Damit ist erfindungsgemäß auf eine mechanisch und fertigungstechnisch einfache Weise eine vollständige Abdichtung im Montagezustand für im Inneren der becherartigen Aushöhlung vorgesehene bzw. vorzusehende Spulenmittel erreicht; aggressives, reaktives gasförmiges Fluid kann durch den einstückigen, aus dem Metallmaterial des Kernkörpers realisierten Bodenabschnitt nicht zum Spulenträger und der darauf vorgesehenen Wicklung vordringen.

Zwar nimmt die vorliegende Erfindung, durch das flache, membranartige Ausgestalten des einstückigen Bodenabschnitts aus dem magnetflussleitenden Material des Kernkörpers, den scheinbaren Nachteil in Kauf, dass, im montierten Betriebszustand und bei bestromter Wicklung, ein magnetischer Fluss benachbart bzw. endseitig des Spulenträgers im Hinblick auf die Stirnfläche kurzgeschlossen wird. Dies hat sich erfindungsgemäß jedoch als lediglich scheinbarer Nachteil herausgestellt, denn durch die membranartig-dünne Ausgestaltung der durchgängigen und geschlossenen Stirnfläche entsprechend dem Bodenabschnitt des metallischen Kernkörpers erreicht der Elektromagnetfluss, zumindest im Bereich benachbart des Spulenträgers, bereits bei geringer Bestromung eine magnetische Sättigung, sodass kein maßgeblicher elektromagnetischer Wirkungsgrad- bzw. Effizienznachteil auftritt. Dagegen überwiegen die erfindungsgemäßen Vorteile im Hinblick auf Dichtung und Einfachheit in Fertigung und Montage deutlich, sodass mit der vorliegenden Erfindung ein signifikanter Fortschritt im Hinblick auf gattungsgemäße elektromagnetische Ventilvorrichtungen, insbesondere für ein Schalten bzw. Dosierung eines gasförmig-reaktiven Fluids wie Wasserstoff, erreicht ist.

Erfindungsgemäß vorteilhaft und gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die Aushöhlung radial-innenseitig so ausgestaltet, dass der Spulenträger in die Aushöhlung eingesetzt werden kann und ein Stirnabschnitt des Spulenträgers innenseitig (axial) an den Bodenabschnitt angreift und/oder anstößt, weiter bevorzugt der (ringförmig ausgebildete) Spulenträger an eine entsprechend hohe zylindrische Innenwand der Aushöhlung - radial innen und/oder außen - angepasst sein kann. Auf diese Weise lässt sich dann die Vorrichtung nicht nur im Hinblick auf die Montage optimieren - der bewickelte Spulenträger samt Anschlussstiften wird durch die Öffnung der besonders geeignet becherartig ausgebildeten Aushöhlung bis zum Anschlag am Boden eingesetzt -, auch bewirkt die membranartig-dünne Ausgestaltung des Bodenabschnitts, dass, magnetisch sinnvoll, die Spulenmittel damit möglichst nah am Ankerraum und damit im potentiellen Eingriff mit den Ankermitteln liegen.

In der weiteren und bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist der Kernkörper axial so bemessen bzw. ausgebildet, dass mindestens ein Anschluss (weiter bevorzugt etwa als ansonsten bekanntes Paar von Kontaktstiften realisiert) aus einer dem Membran-Bodenabschnitt entgegengesetzten Richtung aus dem Kernkörper herausragt und bzw. an dieser axialen Position kontaktiert werden kann (wobei eine Kontaktgabe auch bei einem noch im Kernkörper versenkten, gleichwohl entsprechend zur Kontaktierung aufgeweiteten Kernkörper erfolgen kann).

Während es einerseits erfindungsgemäß vorteilhaft ist, den becherartig ausgehöhlten Kernkörper mit einem entsprechend kreisringförmigen Spulenträger während der Montage zusammenzuführen, wobei, zum Herstellen eines magnetischen Flusskreises und zur mechanischen Ausbildung eines Durchbruchs bzw. einer Herausführung für den kontaktierbaren Anschluss, ein Kerninnenabschnitt als bezogen auf den Kernkörper separate Baugruppe herzustellen, vorzumontieren und dann mit dem Kernkörper zusammenzuführen ist, ist es gleichwohl auch denkbar und prinzipiell von der Erfindung umfasst, die erfindungsgemäße Aushöhlung als (wiederum weiter bevorzugt kreisringförmigen, zylindrischen) Einstich bzw. Ringnut auszuführen, welche/r in einen einstückigen Kern so tief eingebracht wird, bis zum Ausbilden der Stirnfläche lediglich ein dünner Membranabschnitt als Bodenabschnitt verbleibt. Abhängig von den geometrischen Bedingungen und den Fertigungsmöglichkeiten kann ein derartiges Vorgehen (hier wäre dann der Kerninnenabschnitt einstückig am Membran-Bodenabschnitt ansitzend) vorteilhaft sein, erfordert dann jedoch, am axial der Stirnfläche entgegengesetzten Endbereich, einen magnetischen Rückschluss, etwa in Form eines hier wiederum geeignet einzusetzenden (und wiederum weiter bevorzugt einen Durchtritt des Anschlusses ermöglichenden) Formkörpers.

Weiter bevorzugt ist es zudem, einen Kerninnenabschnitt als separate Baugruppe geometrisch so auszugestalten, dass dieser, insbesondere im (bezogen auf die Stirnfläche rückwärtigen) magnetischen Kontaktbereich mit dem Kernkörper, eine Presspassung realisieren kann, sodass mechanischer Halt mit bestmöglichen Magnetflusseigenschaften verbunden sind.

Im Hinblick auf die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen membranartigen Bodenabschnitts ist es zunächst bevorzugt, diesen mit homogener Dicke auszugestalten. Die Erfindung kann jedoch gleichwohl auch so ausgeführt werden, dass die Dicke variabel ist; im Hinblick auf den erfindungsgemäß zu erreichenden Vorteil einer magnetischen Flusssättigung, insbesondere im Bereich des - montierten - Spulenkörpers erscheint es gleichwohl vorteilhaft, zumindest axial benachbart des Spulenträgers die dünne Membranform des Bodenabschnitts vorzusehen.

Indem erfindungsgemäß durch das Aushöhlen der Kernmittel und damit das Vorsehen eines einstückigen, durchgängigen und geschlossenen Bodenabschnitts am Kern eine zuverlässige und eine lange Standzeit ermöglichende Abdichtung des Kerninneren gegenüber der Stirnfläche erreicht ist, können die Spulemittel samt Wicklung entsprechend den jeweiligen elektromagnetischen Erfordernissen und ohne besondere Berücksichtigung eines Dichtverhaltens gegenüber reaktivem Gas ausgestaltet werden; so bietet es sich damit in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung an, in ansonsten bekannter Weise einen als Kunststoff-Spritzgießteil realisierten Spulenkörper zu erzeugen, welcher in ansonsten bekannter Weise eine Kupferwicklung bzw. eine kupferhaltige Wicklung trägt und wobei zusätzlich im Rahmen der Erfindung das Spritzmaterial des Spulenkörpers, weiter bevorzugt einstückig, verwendet werden kann, um die Wicklung kontaktierende Kontaktstifte des elektrischen Anschlusses (gegenüber umgebendem Metallmaterial des Kerns) zu isolieren.

Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung eine überraschend elegante und einfache Lösung der sich aus dem Stand der Technik stellenden Probleme im Hinblick auf eine Abdichtung von an bzw. in Kernmitteln vorgesehenen Spulenmitteln, insbesondere bei einer Realisierung eines reaktiven gasschaltenden Ventils. Damit eignet sich die Erfindung, gemäß der erfindungsgemäß beanspruchten Verwendung, in herausragender Weise zum Schalten bzw. Dosieren eines wasserstoffhaltigen Fluids in der Realisierung eines Injektorventils, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen derartigen Verwendungsfall beschränkt. Vielmehr eignet sich die vorliegende Erfindung für jegliche Realisierung eines Elektromagnetventils, bei welchem (insbesondere und bevorzugt als Flachanker ausgebildete) Ankermittel in geeigneter Weise einen Ventilsitz öffnen bzw. schließen, und wobei neben gasförmigen Fluid auch andere Fluide prinzipiell schalt- bzw. dosierbar sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:

  • 1 eine Längsschnittansicht durch die Kernmittel einer elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel mit schematisch dazu angeordneten Ankermitteln, wobei die Kernmittel Spulenmittel eingesetzt aufweisen, und
  • 2 eine schematische Längsschnittansicht analog 1 einer zum (anmelder-internen) Stand der Technik exemplarisch herangezogenen Realisierung von Kernmitteln einer entsprechenden elektromagnetischen Ventilvorrichtung als Injektorventil für gasförmige Medien.

Für die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 1 gelten für mit der 2 analoge bzw. identische Baugruppen und Funktionseinheiten jeweils identische Bezugszeichen.

So zeigt die montierte Kerneinheit (Kernmittel) gemäß 1 einen becherartigen Kernkörper 40, dessen hohlzylindrischer Wandabschnitt 42 bodenseitig in einen einstückig an der Zylinderwand 42 ansitzenden, membranartigen Bodenabschnitt 44 übergeht. Dieser Bodenabschnitt, funktional weitgehend äquivalent mit der Stirnfläche 14 (2), steht im montierten Zustand einer lediglich schematisch gezeigten Flachankereinheit 46 gegenüber, welche, in nicht gezeigter und ansonsten bekannter Weise, in einem sowohl die Außenwand des Bechers 42, als auch die Ankereinheit 46 - samt Ankerraum 16 mit nicht gezeigten Zu- bzw. Abflüssen - umschließenden Gehäuse aufgenommen ist.

Wie die Längsschnittansicht der 1 verdeutlicht, ist eine zur Realisierung der 2 äquivalent Spulenträger-, Wicklungs- und Anschlussanordnung 18, 20, 22, 24, 26, 30 in die Becherstruktur 42, 44 eingesetzt, wobei, vor diesem Einsetzen, der Spulenträger 20 mantelseitig auf einen Kerninnenabschnitt 48 aufgesetzt ist, welcher, zum Zusammenwirken mit dem kreisringförmigen Spulenträger 20, im zugehörigen axialen Bereich zylindrisch ausgebildet ist. Zum Herstellen eines magnetischen Flussweges zum den Innenabschnitt 48 radial umschließenden Wandabschnitt 42 ist dieser Kerninnenabschnitt 48, axial dem Bereich des Spulenträgers 20 entgegengesetzt, zylindrisch zum Einsetzen in den entsprechend hohlzylindrischen Wandabschnitt 42 ausgestaltet, wobei lediglich die Bohrungen 28, in zur 2 analoger Weise, das Hindurchführen eines Paares von Kontaktstiften 26 zur Wicklung 22 (geeignet isoliert mittels der hülsenartigen Isolationsabschnitte 30) ermöglichen.

Im Bestromungsbetrieb der Spulenwicklung 22 bei entsprechender Beschaltung der Spulenwicklung an den Kontaktanschlüssen 26 bauen die Spulenmittel in ansonsten bekannter Weise ein Elektromagnetfeld auf, welches durch den hier zweiteiligen Kern 40, 48, ein (in den Figuren nicht gezeigtes) umschließendes Gehäuse und einen nicht gezeigten Arbeitsluftspalt auf den Anker 46 zu dessen Betätigung wirkt, sodass entsprechend einer Ankopplung geeigneter Stößel, Nadeln oder dergleichen Aktuatormittel, dann in der gewünschten Weise das hier gasförmige Fluid, etwa in der Art eines Injektorventils, geschaltet werden kann. Der membranartige Bodenbereich 44 sorgt dabei nicht nur für eine zuverlässige Abdichtung des Becher-Innenraums (und damit auch der Spulenmittel) gegenüber jeglichem Einfluss des im Ankerraum fließenden glasförmig-reaktiven Fluids, auch ist eine Dicke des Bodens 44, insbesondere im Bereich der Spule 20, so gewählt, dass bereits bei geringer Bestromung ein hier fließender Elektromagnetfluss in die Sättigung gerät, mithin eine elektromagnetische Kurzschlusswirkung praktisch nicht auftritt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, so ist es insbesondere auch möglich, die in 1 gezeigten Kernmittel 40, 48 einteilig auszugestalten, indem die hier becherartige Aushöhlung ein (entsprechend tief und bis zum Membranboden 44 reichender) Ringschlitz ist. Auch bieten sich verschiedenste Herstellungstechnologien für die Erfindungsvarianten an, neben dem spanenden Herstellen des ein-, zwei- oder mehrteiligen Kerns ist insbesondere auch eine Realisierung als Sinter-Baugruppe oder dergleichen unter Auswahl eines geeigneten metallischen Sinter-Werkstoffs denkbar.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • WO 2016/096258 A1 [0008, 0009]