DE102016119063A1

DE102016119063A1 - Electromagnetic valve device and use of such

Info

Publication number: DE102016119063A1
Application number: DE102016119063.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Vincon; Jörg Bürßner
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-12
Also published as: WO2018065166A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ventilvorrichtung, insbesondere 2/3-Wegeventil, mit durch eine Bestromung von Spulenmitteln relativ zu stationären Kernmitteln (12, 12') entlang einer Bewegungslängsachse bewegbaren Ankermitteln (10, 10'), die so zum Zusammenwirken mit einen gesteuerten Fluidfluss mit verschiedenen flusswirksamen Querschnitten bewirkenden Ventilsitzmitteln (16, 18, 20; 42, 44) ausgebildet sind, dass in einer ersten Position der Ankermittel (1(a), 2(a)) entlang der Bewegungslängsachse ein Fluidstrom von in einen Einlass (22) der Ventilvorrichtung eintretendes Fluid zu einem Auslass (24) der Ventilvorrichtung mit einem ersten flusswirksamen Querschnitt durch die Ventilsitzmittel fließen kann, in einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position (1(c), 2(c)) der Ankermittel entlang der Bewegungslängsachse der Fluidstrom mit einem gegenüber dem ersten flusswirksamen Querschnitt vergrößerten zweiten flusswirksamen Querschnitt durch die Ventilsitzmittel fließen kann, und in einer dritten Position (1(b), 2(b)) der Ankermittel entlang der Bewegungslängsachse der Fluidstrom durch die Ventilsitzmittel unterbrochen ist, wobei die Ventilvorrichtung so ausgebildet ist, dass die Ankermittel in einem unbestromten Zustand der Spulenmittel die erste Position einnehmen, die Ankermittel bei einer Bestromung der Spulenmittel mit einem ersten, insbesondere unterhalb eines Stromschwellwerts liegenden Stroms die dritte Position einnehmen und bei einer Bestromung der Spulenmittel mit einem mit höherer Stromstärke als der erste Strom eingerichteten und insbesondere oberhalb des Stromschwellwerts liegenden zweiten Strom die zweite Position einnehmen, wobei, ausgehend von der ersten Position, die dritte und die zweite Position entlang der Bewegungslängsachse aufeinander folgen und die Ventilsitzmittel eine zum dichtenden Zusammenwirken mit einem stationären Düsenabschnitt (20) ausgebildete, durch Wirkung der Ankermittel und relativ zu diesen bewegbar geführte Dichtbaugruppe (18; 44) aufweisen.The invention relates to an electromagnetic valve device, in particular a 2/3-way valve, with an armature means (10, 10 ') which can be moved by energizing coil means relative to stationary core means (12, 12') along a movement longitudinal axis, which cooperate with a controlled fluid flow 42, 44) are formed so that in a first position of the anchor means (1 (a), 2 (a)) along the movement longitudinal axis a fluid flow from into an inlet (22) the fluid entering the valve device can flow to an outlet (24) of the valve device having a first flow-effective cross-section through the valve seat means, in a second position (1 (c), 2 (c)) of the anchor means along the longitudinal axis of movement different from the first position with a second flow-effective cross-section through the valve enlarged in relation to the first flow-effective cross-section 1 (b), 2 (b)) of the anchor means along the movement longitudinal axis, the fluid flow through the valve seat means is interrupted, wherein the valve device is formed so that the anchor means in a de-energized state of the coil means the occupy the first position, the anchor means occupy the third position during energization of the coil means with a first, in particular below a current threshold value and the energizing of the coil means with a higher current than the first set current and in particular lying above the current threshold second current take second position, wherein, starting from the first position, the third and the second position along the longitudinal axis of movement follow one another and the valve seat means for a sealing engagement with a stationary nozzle portion (20) formed by the action of the anchor means and relative to the di a moveable guided seal assembly (18; 44).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ventilvorrichtung, insbesondere ausgebildet als 2/3-Wegeventil, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer derartigen elektromagnetischen Ventilvorrichtung.The present invention relates to an electromagnetic valve device, in particular designed as a 2/3-way valve, according to the preamble of the main claim. Furthermore, the present invention relates to a use of such an electromagnetic valve device.

Aus dem Stand der Technik sind elektromagnetische Ventilvorrichtungen der gattungsbildenden Art, insbesondere ausgestaltet als 2/3-Wegeventil (also mit zwei Ein- bzw. Auslässen und drei Schaltstellungen des Ventils) allgemein bekannt und werden für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, bei welchen bevorzugt pneumatische, geeignet aber auch andere Fluide geschaltet werden. Insbesondere auch Ventilaufgaben in der Kraftfahrzeugtechnik, etwa in Kühlmittelkreisläufen, werden durch gattungsgemäße Ventiltechnologien gelöst.From the prior art electromagnetic valve devices of the generic type, in particular designed as a 2/3-way valve (ie with two inlets and outlets and three switching positions of the valve) are well known and are used for a variety of applications, in which preferably pneumatic , suitable but also other fluids are switched. In particular, valve tasks in automotive technology, such as in coolant circuits are solved by generic valve technologies.

Gattungsgemäße Ventilvorrichtungen weisen eine Ankereinheit (Ankermittel) auf, welche durch Bestromung von stationären Spulenmitteln relativ zu einem stationären Kern bewegbar ist und so mit einem Ventilsitz (Ventilsitzmitteln) zusammenwirkt, dass neben einer Verschlussstellung (Verschlussposition der Ankermittel), bei welcher ein Fluidfluss durch die Ventilsitzmittel unterbrochen ist, mehrere Öffnungszustände (entsprechend Öffnungspositionen der Ankermittel) vorgesehen sind, die sich durch ihre Öffnungsweite unterscheiden und damit verschiedene flusswirksame Querschnitte für zu schaltendes Fluid realisieren. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit von der Ankerposition ein Durchfluss durch die Ventilvorrichtung (genauer: die Ventilsitzmittel) mehr oder weniger stark gehemmt (gedrosselt) ist, so dass gattungsbildende elektromagnetische Ventilvorrichtungen, in Form des im Durchfluss verminderten ersten flusswirksamen Querschnitts, eine Drosselwirkung gegenüber dem erweiterten zweiten flusswirksamen Querschnitt realisieren können und insoweit eine sogenannte Pilotfunktionalität anbieten, bei welcher (lediglich) ein Mindeststrom des zu schaltenden Fluids durch die Ventilvorrichtung fließt.Generic valve devices have an anchor unit (anchor means) which is movable by energizing stationary coil means relative to a stationary core and thus cooperates with a valve seat (valve seat means) that in addition to a closure position (closure position of the anchor means), in which a fluid flow through the valve seat means is interrupted, a plurality of opening states (corresponding to opening positions of the anchor means) are provided which differ in their opening width and thus realize different flow-effective cross sections for fluid to be switched. This means that depending on the anchor position, a flow through the valve device (more precisely: the valve seat means) is more or less strongly inhibited (throttled), so that generic electromagnetic valve devices, in the form of reduced in flow first flow-effective cross-section, a throttling action over the extended second flow-effective cross-section can realize and so far offer a so-called pilot functionality, in which (only) a minimum flow of the fluid to be switched flows through the valve device.

Insbesondere der exemplarisch genannte Einsatz- bzw. Anwendungskontext in einem Kühlkreislauf einer Kraftfahrzeugtechnologie stellt besondere Anforderungen an derartige, als gattungsbildend vorausgesetzte elektromagnetische Ventilvorrichtungen: Einerseits sorgen thermische Einflüsse sowie Verschmutzung, Vibration und dgl. Betriebsbedingungen im Kraftfahrzeugkontext für eine Belastung einer Vorrichtung, die damit im Hinblick auf Standzeit, Fertigungsgüte und Haltbarkeit hochwertig ausgebildet sein muss. Andererseits stellt insbesondere der Einsatz in einem sensiblen Kontext der Aggregatkühlung (also etwa einem durch den Kühlkreislauf zu kühlenden Verbrennungsmotor) besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit von Ventilen, da etwa im exemplarischen Kontext des Kühlmittelventils bei sogenannter stromlos-geschlossener Ausgestaltung des Ventils, d. h. die Ankermittel bewirken bei unbestromter Spule ein Verschließen des Durchflusses, es zu erheblicher Schädigung des zu kühlenden Aggregats bei einem Stromausfall kommen kann. Daher ist es üblich, ein solches Ventil redundant auszugestalten bzw. besondere Vorkehrungen gegen Stromausfall od. dgl. Störsituationen zu treffen.In particular, the exemplary use or application context in a cooling circuit of a motor vehicle technology makes special demands on such, as a generic educated presupposed electromagnetic valve devices: On the one hand, thermal effects and pollution, vibration and the like. Operating conditions in the automotive context for a load on a device that thus in terms of must be of high quality on service life, quality of production and durability. On the other hand, in particular, the use in a sensitive context of the unit cooling (ie about to be cooled by the cooling circuit internal combustion engine) special demands on the reliability and reliability of valves, such as in the exemplary context of the coolant valve in so-called normally closed design of the valve, d. H. The anchor means cause in flowless coil, closing the flow, it can lead to significant damage to the unit to be cooled in case of power failure. Therefore, it is customary to design such a valve redundant or special arrangements against power failure od. Like. To make sturgeon situations.

Aus dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, dieses der stromlos-geschlossenen (normally closed = NC) inhärente Problem durch sogenannte stromlos-offene (normally open = NO) Elektromagnetventile zu lösen, welche in einem unbestromten Zustand der Spulenmittel das Ventil geöffnet halten und so für einen Fluidfluss selbst bei einem möglichen Stromausfall sorgen. Diesbezüglich zeigen etwa die DE 10 2013 217 580 A1 oder die EP 0 595 014 A1 jeweils für Anwendungen im Zusammenhang mit Kraftfahrzeug-Bremsanlagen derartige NO-Ventiltechnologien, bei welchen insbesondere durch Wirkung von an die Ankermittel direkt oder indirekt angreifenden Federn das Ventil in seiner maximalen Öffnungsstellung gehalten wird. Durch Bestromung der Spulenmittel mit einem Betriebsstrom veränderlicher Stärke kann dann ein verringerter Durchflussquerschnitt eingestellt werden, bis hin zu einem Verschlusszustand des Ventils bei der höchsten einzubringenden Bestromungsstärke.From the prior art, it is also known to solve this the normally closed (normally closed = NC) inherent problem by so-called normally open (normally open = NO) solenoid valves, which keep the valve open in a de-energized state of the coil means and so ensure a fluid flow even in the event of a power failure. In this regard, about the show DE 10 2013 217 580 A1 or the EP 0 595 014 A1 in each case for applications in connection with motor vehicle brake systems, such NO valve technologies, in which the valve is held in its maximum open position, in particular by the action of springs acting directly or indirectly on the anchor means. By energizing the coil means with a variable current operating current can then be set a reduced flow area, up to a closure state of the valve at the highest current intensity to be introduced.

Allerdings birgt ein derartiger Ansatz den Nachteil, dass zum Bewirken einer – üblicherweise einen Großteil einer Betriebsdauer eines solchen Elektromagnetventils einnehmenden – Pilotstellung, nämlich einem mit gegenüber einer maximalen Öffnungsstellung vermindertem Fluiddurchfluss, ohne dass das Ventil geschlossen ist, eine kontinuierliche Bestromung mit der dieser Pilotstellung zugehörigen Bestromungsstärke erfolgen muss. Dies ist sowohl unter energetischen Gesichtspunkten ineffizient, als auch im Hinblick auf eine Ventilansteuerung potentiell fehlerträchtig.However, such an approach has the disadvantage that for effecting a pilot position, usually a large part of an operating period of such a solenoid valve, namely a fluid flow reduced with respect to a maximum opening position without the valve being closed, a continuous current supply is associated with that pilot position Bestromungsstärke must be made. This is potentially inefficient both energetically and potentially error prone to valve control.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektromagnetische Ventilvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs im Hinblick auf ihre Betriebseigenschaften für solche Anwendungen zu optimieren, bei welchen ein sogenannter Pilotzustand, nämlich ein Öffnungszustand der Ventilvorrichtung mit einem gegenüber einer maximalen Öffnungsweite gedrosselten flusswirksamen Querschnitt, ein üblicher Betriebszustand ist. Ferner ist eine entsprechend verbesserte elektromagnetische Ventilvorrichtung zu schaffen, welche konstruktiv einfach und damit potentiell serientauglich und für eine Vielzahl möglicher Verwendungen und zu schaltende Fluide geeignet ist.Object of the present invention is therefore to optimize an electromagnetic valve device according to the preamble of the main claim in terms of their operating characteristics for such applications, in which a so-called pilot state, namely an opening state of the valve device with respect to a maximum opening throttled flow-effective cross-section, a conventional Operating state is. Furthermore, a correspondingly improved electromagnetic valve device is to be provided, which is structurally simple and thus potentially suitable for series production and suitable for a multiplicity of possible uses and fluids to be switched.

Die Aufgabe wird durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Unabhängiger Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für eine Verwendung einer derartigen elektromagnetischen Ventilvorrichtung zum Schalten eines Kühlmittelfluids, wobei der Anwendungskontext der Kraftfahrzeugtechnologie auch hier bevorzugt ist, nicht jedoch den Einsatzrahmen der Erfindung beschränkt. The object is achieved by the electromagnetic valve device having the features of the main claim; advantageous developments of the invention are described in the subclaims. Independent protection within the scope of the invention is claimed for use of such an electromagnetic valve device for switching a coolant fluid, wherein the application context of automotive technology is also preferred here, but not limited to the scope of the invention.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist die als gattungsbildend vorausgesetzte Technologie, bei welcher als Reaktion auf eine Bewegung der Ankermittel entlang der Bewegungslängsachse relativ zu den stationären Kernmitteln die Ankermittel verschiedene Positionen einnehmen können, welchen dann verschiedene Öffnungs- bzw. Schließzustände der Ventilsitzmittel für den gesteuerten Fluidfluss zugeordnet sind, dadurch weitergebildet, dass die Erfindung zunächst vorsieht, dass in einem unbestromten Zustand der Spulenmittel die Ankermittel so mit den Ventilsitzmitteln zusammenwirken, dass in dieser ersten Position der sogenannte Pilotbetrieb ermöglicht ist, also stromlos ein erster flusswirksamer Querschnitt durch die Ventilsitzmittel freigegeben ist, durch welchen der Fluidstrom – gegenüber einer maximalen Öffnungsstellung der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gedrosselt – fließen kann. Offensichtlicher Vorteil dieser erfindungsgemäßen Maßnahme ist, dass in diesem Pilotzustand, da unbestromt, kein elektrischer Energieverbrauch erfolgt.Advantageously in accordance with the present invention, the generic technology is that in which the anchor means may assume different positions in response to movement of the anchor means along the longitudinal axis of motion relative to the stationary core means, which then associate different open or closed states of the valve seat means with the controlled fluid flow are further developed, characterized in that the invention initially provides that in an energized state of the coil means, the anchor means so cooperate with the valve seat means that in this first position of the so-called pilot operation is possible, that is, a first flow-effective cross-section is released by the valve seat means without current which the fluid flow - compared to a maximum open position of the electromagnetic valve device throttled - can flow. Obvious advantage of this measure according to the invention is that in this pilot state, since no current, there is no electrical energy consumption.

Die Erfindung sieht dann ferner vor, dass bei der Bestromung der Spulenmittel mit einem ersten Spulenstrom, welcher üblicherweise so gewählt bzw. eingerichtet ist, dass er unterhalb eines ersten vorbestimmten Stromschwellwerts liegt, die Ankermittel die dritte Position entlang der Bewegungslängsachse einnehmen, bei welcher der Fluidfluss durch die Ventilsitzmittel gesperrt ist. Eine Erhöhung der Stromstärke der Bestromung, etwa über den vorteilhaft vorbestimmten bzw. eingerichteten Stromschwellwert hinaus, bringt erfindungsgemäß die Ankermittel in die zweite Position entlang der Bewegungslängsachse, an welcher ein gegenüber dem ersten flusswirksamen Querschnitt vergrößerter zweiter flusswirksamer Querschnitt und insbesondere ein durch die Geometrie bzw. mechanische Struktur der elektromagnetischen Ventilvorrichtung ermöglichter maximaler flusswirksamer Querschnitt, geöffnet ist.The invention then further provides that when the coil means is energized with a first coil current, which is usually set to be below a first predetermined current threshold value, the armature means assume the third position along the longitudinal axis of movement, at which the fluid flow is locked by the valve seat means. An increase in the current intensity of the current, about about the advantageous predetermined or established Stromschwellwert addition, according to the invention brings the anchor means in the second position along the longitudinal axis of movement, on which a relation to the first flow-effective cross-section enlarged second flow-effective cross section and in particular by the geometry or mechanical structure of the electromagnetic valve device enabled maximum flow-effective cross-section, is opened.

Damit bringt im Rahmen der Erfindung bei einer unbestromten Ausgangssituation und nachfolgender Erhöhung der Bestromung vom ersten Strom zum zweiten Strom diese erfindungsgemäße Vorgehensweise eine Bewegung der Ankermittel von der ersten in die dritte und nachfolgend in die zweite Position, insoweit entsprechend zuerst dem erwähnten stromlos-geöffneten Pilotzustand, nachfolgend ein Verschließen bei niedrigem Strom und dann ein (vollständiges) Öffnen bei erhöhtem Strom. Insbesondere für den vorgesehenen sensiblen und potentiell störungsanfälligen Anwendungskontext in einem Kühlkreislauf für schutzwürdige Aggregate stellt dies einen optimierten Schaltbetrieb der Ventilvorrichtung dar.This brings in the invention in a de-energized initial situation and subsequent increase of the current from the first current to the second current, this approach according to the invention movement of the anchor means from the first to the third and subsequently to the second position, insofar corresponding first mentioned the normally open pilot state , followed by closing at low current and then (full) opening at elevated current. In particular, for the intended sensitive and potentially fault-prone application context in a cooling circuit for protectable units, this represents an optimized switching operation of the valve device.

Technisch ermöglicht wird dies zunächst dadurch, dass die erfindungsgemäßen Ventilsitzmittel eine Dichtbaugruppe aufweisen, welche zum dichtenden Zusammenwirken mit einem stationären Düsenabschnitt ausgebildet ist (als „stationär” im Rahmen der Erfindung ist dabei eine solche Baugruppeneigenschaft zu verstehen, welche lokal unveränderlich in einem geeigneten Gehäuse der Ventilvorrichtung vorhanden ist und insbesondere nicht auf eine Bestromung mit einer Ortveränderung reagiert). Die erfindungsgemäße Dichtbaugruppe weist zusätzlich die Eigenschaft auf, einerseits durch die Ankereinheit bewegbar (durch diese antreibbar) zu sein, andererseits ist selbst wiederum ein Relativabstand zwischen den Ankermitteln und der Dichtbaugruppe veränderlich.Technically, this is made possible first by the fact that the valve seat means according to the invention have a sealing assembly, which is designed for sealing cooperation with a stationary nozzle portion (as "stationary" in the context of the invention is to be understood as an assembly property, which is locally fixed in a suitable housing of the Valve device is present and in particular does not respond to a current change with a change in location). The sealing assembly according to the invention additionally has the property of being movable on the one hand by the armature unit (to be driven by it), on the other hand, in turn, a relative distance between the armature means and the sealing assembly itself is variable.

Dies führt dann dazu, dass erfindungsgemäß vorteilhaft mit relativ geringem konstruktivem Aufwand die günstige Fluidschaltungsfunktionalität realisiert werden kann, welche, im Hinblick auf den Pilotbetrieb, eine NO-(normally open = stromlos-offene)Konfiguration realisiert, darüber hinaus jedoch, bei insgesamt mindestens drei Ankerpositionen entlang der Bewegungslängsachse, veränderliche Fluidflüsse im geöffneten Zustand ermöglicht.This then results in the invention advantageously with relatively little design effort, the favorable fluid circuit functionality can be realized, which realized, with respect to the pilot operation, a NO (normally open = normally open) configuration, moreover, in total at least three Anchor positions along the movement longitudinal axis, variable fluid flows in the open state allows.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der (weiter bevorzugt einen maximalen Durchfluss durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung ermöglichende) zweite flusswirksame Querschnitt zwischen dem stationären Düsenabschnitt und einem Dichtabschnitt der Dichtbaugruppe realisiert. Diese Weiterbildung der Erfindung ist insbesondere dann konstruktiv elegant und vorteilhaft, wenn dieser Dichtabschnitt der Dichtbaugruppe radial – bezogen auf die Bewegungslängsachse – außenliegend ist, insbesondere durch einen Teller- oder Scheibenabschnitt der Dichtbaugruppe realisiert ist und, geeignet dichtend, auf den weiter bevorzugt einem Ventileinlass zugeordneten stationären Düsenabschnitt greifen kann. Auf diese Weise wird dann der zweite flusswirksame Querschnitt durch ein freizulegendes Maß dieses stationären Düsenabschnitts definiert, und die damit zusammenwirkende Dichtbaugruppe ermöglicht dann im Zusammenwirken mit den Ankermitteln bzw. daran ansitzenden Stößelmitteln das Ausgestalten des (im Querschnitt verminderten und damit eine Drosselung ermöglichenden) ersten flusswirksamen Querschnitts.According to a preferred development of the invention, the second flow-effective cross section between the stationary nozzle section and a sealing section of the sealing assembly is implemented (more preferably a maximum flow through the electromagnetic valve device). This development of the invention is particularly constructive elegant and advantageous when this sealing portion of the sealing assembly is radially - based on the movement longitudinal axis - outboard, in particular by a plate or disc portion of the seal assembly is realized and, suitably sealing, on the more preferably associated with a valve inlet stationary nozzle section can grab. In this way, the second flow-effective cross-section is then defined by a measure of this stationary nozzle section to be cleared, and the cooperating seal assembly then enables, in cooperation with the anchoring means or ram means abutting thereon, the formation of the first flow-effective (reduced in cross-section and thus enabling throttling) section.

Insbesondere ist das Zusammenwirken zwischen den Ankermitteln (bzw. die Ankermittel bevorzugt axial entlang der Bewegungslängsachse fortsetzenden Stößelmitteln) und der Dichtbaugruppe so ausgebildet, dass erste Federmittel in dem unbestromten Zustand der Spulenmittel bewirken, dass ein vorbestimmter Mindestabstand zwischen den Anker- und den Kernmitteln besteht. Hierdurch wird es dann ermöglicht, dass die Ankermittel (bzw. die daran ansitzenden Stößelmittel) zwischen sich den ersten flusswirksamen Querschnitt freilegen, um insoweit dann den erfindungsgemäß gedrosselten Fluidfluss im unbestromten Zustand zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist hierzu zwischen der Dichtbaugruppe und einem vorderen Endabschnitt der Ankerstößelmittel ein Durchlass vorgesehen, welcher in diesem Betriebszustand geöffnet ist; gemäß weiterer bevorzugter Weiterbildung entsteht ein derartiger Durchlass durch einen insbesondere radial innenliegenden und weiter bevorzugt hülsenartigen Abschnitt der Dichtbaugruppe, in welchem die Ankerstößelmittel mit einem vorderen Eingriffsende geführt sind. In particular, the interaction between the anchoring means (or the anchor means preferably axially along the movement longitudinal axis continuing ram means) and the sealing assembly is formed so that first spring means in the de-energized state of the coil means cause a predetermined minimum distance between the armature and the core means. In this way, it is then possible for the anchor means (or the abutting plunger means) to expose therebetween the first flow-effective cross-section in order to allow the fluid flow throttled according to the invention in the de-energized state. For this purpose, a passage is preferably provided between the sealing assembly and a front end portion of the anchor tappet means which is open in this operating state; According to a further preferred development, such a passage is formed by a section of the sealing assembly, in particular radially inward and more preferably sleeve-like, in which the armature tappet means are guided with a front engagement end.

Gemäß bevorzugter Weiterbildung bewirkt das Bestromen mit dem ersten Strom eine Relativbewegung zwischen den Ankermitteln und der Dichtbaugruppe, dergestalt, dass im bevorzugten Ausführungsbeispiel das vordere eingriffsseitige Ende der Ankerstößelmittel in den bevorzugt hülsenartigen Abschnitt der Dichtbaugruppe hineingreift (und weiter bevorzugt dort anschlägt), wodurch dann der dort gebildete Durchlass – zum Realisieren des ersten flusswirksamen Querschnitts als Drosselquerschnitt – verschlossen wird. In diesem Betriebszustand bleibt gleichwohl die Dichtbaugruppe als solche unverändert in ihrer Position auf dem (bevorzugt radial umgebenden) Düsenabschnitt, so dass erfindungsgemäß dieser Bestromungszustand mit dem ersten Strom unterhalb des Stromschwellwerts den möglichen Fluidstrom durch die Ventilsitzmittel unterbricht. Dies entspricht der erfindungsgemäßen dritten Position der Ankermittel.According to a preferred embodiment, the energization with the first current causes a relative movement between the anchor means and the seal assembly, such that in the preferred embodiment, the front engagement side end of the anchor rod means in the preferably sleeve-like portion of the seal assembly engages (and more preferably strikes there), which then the formed there passage - to realize the first flow-effective cross section as a throttle cross section - is closed. In this operating state, however, the sealing assembly as such remains unchanged in its position on the (preferably radially surrounding) nozzle section, so that according to the invention this energization state interrupts the possible fluid flow through the valve seat means with the first current below the current threshold value. This corresponds to the third position of the anchor means according to the invention.

Gemäß einer weiteren bevorzugten und die diskutierten Erfindungsvarianten weiterbildenden Ausführungsform ist die Dichtbaugruppe durch Federkraft zweiter Federmittel (typischerweise realisiert als Druckfeder, wie auch die ersten Federmittel) vorgespannt gegen den stationären Düsenabschnitt. Dabei ist erfindungsgemäß weiterbildend vorgesehen, dass eine Federkraft der zweiten Federmittel größer ist als die Federkraft der ersten (die Ankerstößelmittel relativ zu der Dichtbaugruppe in eine Öffnungsposition für den ersten flusswirksamen Querschnitt vorspannenden) ersten Federmittel. Konsequenz ist, dass lediglich bei der Bestromung mit dem zweiten Strom, also einer insbesondere einer Stromstärke oberhalb des den ersten Strom vom zweiten Strom abgrenzenden Stromschwellwerts, die Federkraft der zweiten Federmittel durch die Ankermittel überwunden und die Dichtbaugruppe vom stationären Düsenabschnitt gelöst wird. Entsprechend ermöglicht dies gemäß der Erfindung das Freigeben (Freilegen) des zweiten (größeren und ungedrosselten) flusswirksamen Querschnitts bei dem (stärken) zweiten Strom.According to a further preferred and further discussed variants of the invention further developing embodiment, the sealing assembly is biased by spring force second spring means (typically realized as a compression spring, as well as the first spring means) against the stationary nozzle portion. In this case, the invention further provides that a spring force of the second spring means is greater than the spring force of the first (the anchor plunger means relative to the sealing assembly in an opening position for the first flow-effective cross-section biasing) first spring means. Consequence is that only in the energization of the second stream, so in particular a current above the first current from the second current demarkenden current threshold, the spring force of the second spring means overcome by the anchor means and the seal assembly is released from the stationary nozzle portion. Accordingly, according to the invention, this enables the release (exposure) of the second (larger and unthrottled) flow-effective cross-section in the (strengthened) second flow.

Bei diesen Varianten ist es bevorzugt, dass die Dichtbaugruppe zum Zusammenwirken mit den Ankermitteln einen Anschlag ausbildet, insbesondere einen Anschlag für mit den Ankermitteln starr verbundene Stößelmittel. Aus der obigen Diskussion wird deutlich, dass in der ersten Position der Ankermittel, also dem freigelegten ersten flusswirksamen Querschnitt, die Ankermittel bzw. die zugeordneten Ankerstößelmittel einen Abstand zu diesem Anschlag ausbilden und damit dieses Freilegen für den Pilotbetrieb ermöglichen. Dagegen greifen in der zweiten und/oder der dritten Position, bevorzugt in der zweiten und in der dritten Position, die Ankermittel bzw. die damit verbundenen Ankerstößelmittel auf diesen Anschlag.In these variants, it is preferred that the sealing assembly forms a stop for cooperation with the anchoring means, in particular a stop for ram means rigidly connected to the anchor means. From the above discussion it is clear that in the first position of the anchor means, so the exposed first effective flow cross-section, the anchor means or the associated Anerstößelmittel form a distance from this stop and thus allow this exposure for pilot operation. In contrast, engage in the second and / or the third position, preferably in the second and in the third position, the anchor means or the associated Ankerstößelmittel to this stop.

Sämtliche vorbeschriebenen Varianten und Wirkprinzipien der Erfindung lassen sich im Hinblick auf das Zusammenwirken der Ankereinheit mit der Dichtbaugruppe auf zwei Weisen realisieren und betreiben: Einerseits ist es erfindungsgemäß weiterbildend vorgesehen und bevorzugt, dass die Ankermittel (bzw. damit verbundene Stößelmittel) im Wege einer Druckbetätigung auf die Dichtbaugruppe wirken. Hier würden dann insbesondere die ersten Federmittel als Reaktion auf das Bestromen mit dem ersten Strom auf Druck komprimiert (und damit dann der erste flusswirksame Querschnitt verschlossen). Bei einem Bestromen mit dem stärkeren zweiten Strom führt dann die weiter fortgesetzte, verstärkte Druckbetätigung dazu, dass (über den an der Dichtbaugruppe anschlagenden) Anker bzw. Ankerstößel diese vom stationären Düsenabschnitt abheben und so den zweiten flusswirksamen Querschnitt öffnen. Üblicherweise ist diese Variante bevorzugt so ausgestaltet, dass die stationären Kernmittel entlang der Bewegungslängsachse zwischen den Ankermitteln und den Ventilsitzmitteln vorgesehen sind und einen (üblicherweise axialen bzw. zentrischen) Durchbruch (Bohrung) zum Hindurchführen eines Ankerabschnitts bzw. der mit den Ankermitteln verbundenen Stößelmittel vorsehen.All the above-described variants and principles of the invention can be implemented and operated in two ways with respect to the interaction of the armature unit with the sealing assembly: On the one hand, it is provided according to the invention and preferred that the armature means (or associated tappet means) by way of a pressure actuation on the sealing assembly act. In this case, in particular, the first spring means would then be compressed to pressure in response to the energization with the first current (and thus the first flux-effective cross-section closed). When energized with the stronger second current, the continued, increased pressure actuation then causes the armatures or armature tappets to lift off from the stationary nozzle section (above the stop on the sealing assembly) and thus open the second flow-effective cross section. Usually, this variant is preferably configured such that the stationary core means are provided along the longitudinal movement axis between the anchor means and the valve seat means and provide a (usually axial or centric) opening (hole) for passing an anchor portion or the ram means connected to the anchor means.

Alternativ können die vorbeschriebenen Erfindungsprinzipien und deren Weiterbildungen auch durch eine Zugbetätigung der Dichtbaugruppe durch die Ankermittel (bzw. der damit verbundenen Stößelmittel) realisiert sein. Hier würden die Ankermittel entlang der Bewegungslängsachse zwischen den (stationären) Kernmitteln und den Ventilsitzmitteln vorgesehen sein. Während wiederum die ersten Federmittel bei unbestromter Vorrichtung einen anker- bzw. ankerstößelseitigen Dichtabschnitt beanstandet von der Dichtbaugruppe halten und so für diesen unbestromten Betriebszustand den Pilotbetrieb (d. h. den geöffneten ersten flusswirksamen Querschnitt) ermöglichen, würde bei Bestromung mit dem ersten Strom und einem damit bewirkten Anziehen der Ankermittel (Stößelmittel) diese Öffnung geschlossen, bei immer noch auf dem Düsenabschnitt sitzender Dichtbaugruppe wobei auch dies einen Anschlag realisiert. Lediglich die Bestromung mit dem stärken zweiten Strom mit dem entsprechend verstärkten Zug durch die Ankermittel öffnet dann den zugehörigen zweiten flusswirksamen Querschnitt durch ziehendes Mitnehmen der Dichtbaugruppemittels des Dichtabschnitts.Alternatively, the above principles of the invention and their developments can also be realized by a tensile actuation of the sealing assembly by the anchor means (or the associated plunger means). Here, the anchor means along the movement longitudinal axis between the (stationary) core means and the valve seat means would be provided. While in turn the first spring means in an unbestromter device an anchor or anchor ram side sealing section complains of hold the seal assembly and thus allow the pilot operation (ie, the opened first flow-effective cross-section) for this de-energized operating state, would be closed when energized with the first current and thus causing tightening of the anchor means (plunger means) this opening, while still sitting on the nozzle section sealing assembly although this also realizes a stop. Only the energization with the strong second current with the correspondingly reinforced train through the anchor means then opens the associated second flux-effective cross-section by pulling along the sealing assembly by means of the sealing section.

Während es zudem eine besonders bevorzugte Verwendung der Erfindung darstellt, die elektromagnetische Ventilvorrichtung zum Schalten eines Kühlmittelfluids in einen Kühlkreislauf insbesondere eines Kraftfahrzeugs zu verwenden, ist gleichwohl die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr eignet sich die Erfindung in besonderer Weise insbesondere für solche Anwendungsgebiete, bei welchen, energetisch effizient, ein (in einem Durchlassquerschnitt gedrosselter) Pilotbetrieb in unbestromtem Zustand der Ventilvorrichtung sichergestellt sein soll und dann durch Bestromung mit sukzessiv verstärkenden Strömen die Ventilvorrichtung geschlossen bzw. vollständig und ungedrosselt geöffnet werden soll.However, while it is a particularly preferred use of the invention to use the electromagnetic valve device for switching a refrigerant fluid into a refrigeration cycle, particularly of a motor vehicle, the present invention is not limited thereto. Rather, the invention is particularly suitable for those applications in which, energetically efficient, a (throttled in a passage cross-section) pilot operation is to be ensured in de-energized state of the valve device and then closed by energization with successively amplifying currents, the valve device or completely and should be opened unthrottled.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen inFurther advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings; these show in

1: mit Teilansichten (a) bis (c) eine schematische Längsschnittansicht der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit durch die Ankermittel auf Druck betätigter Dichtbaugruppe, wobei Teilfigur (a), entsprechend der ersten Position, den Pilotzustand, Teilfigur (b) entsprechend der dritten Position den gesperrten bzw. unterbrochenen Betriebszustand und Teilfigur (c) entsprechend der zweiten Position den vollständig geöffneten Betriebszustand des Elektromagnetventils zeigt; und 1 FIG. 2: shows partial views (a) to (c) a schematic longitudinal sectional view of the electromagnetic valve device according to a first embodiment of the invention with pressure-actuated seal assembly, wherein sub-figure (a) corresponding to the first position corresponds to the pilot state, sub-figure (b) the third position shows the locked operating state and sub-figure (c) corresponding to the second position shows the fully opened operating state of the electromagnetic valve; and

2: mit Teilfiguren (a) bis (c) analog zur 1 eine schematische Längsschnittansicht durch die elektromagnetische Ventilvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei welchem die Dichtbaugruppe durch die Ankereinheit auf Zug betätigt wird, wiederum mit Betriebszuständen in Teilfiguren (a) bis (c) analog zur 1. 2 : with subfigures (a) to (c) analogous to 1 a schematic longitudinal sectional view of the electromagnetic valve device according to a second embodiment, in which the sealing assembly is actuated by the anchor unit to train, again with operating conditions in sub-figures (a) to (c) analogous to 1 ,

Die Längsschnittdarstellungen der 1 mit Teilfiguren (a) bis (c) illustrieren wesentliche Funktionskomponenten und deren Zusammenwirken miteinander zur Realisierung der elektromagnetischen Ventilvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei sind lediglich die unmittelbar zum Realisieren der Ventil-Schaltfunktion vorgesehenen Baugruppen gezeigt, wobei zur weiteren Vereinfachung der Darstellung auch ein umgebendes Ventilgehäuse samt elektrischen Anschlüssen nicht illustriert ist.The longitudinal sections of the 1 with sub-figures (a) to (c) illustrate essential functional components and their interaction with each other for the realization of the electromagnetic valve device according to a first embodiment. In this case, only those provided directly for realizing the valve switching function modules are shown, wherein for further simplification of the illustration, a surrounding valve housing including electrical connections is not illustrated.

So zeigen die Teildarstellungen der 1 eine Ankereinheit in Form eines entlang einer in der Figurenebene vertikal verlaufenden Bewegungslängsachse bewegbaren Ankerkörpers 10, welcher in ansonsten bekannter Weise durch Bestromung einer den Anker 10 sowie einen diesem axial gegenüberliegenden stationären Magnetkern 12 umschließenden, nicht gezeigten Spuleneinheit bewegbar ist. Der Ankerkörper 10 weist einen starr damit verbundenen, langgestreckten und gegenüber dem Ankerkörper 10 im Durchmesser verringerten Ankerstößel (Stößelmittel) 14 auf, welcher durch eine sich entlang der Bewegungslängsachse erstreckende zentrische Bohrung des stationären Kerns 12 hindurchgeführt ist und endseitig (in den Figuren bodenseitig) in einer Dichtbaugruppe 18 mündet, welche zusammen mit einem stationären Ventilsitz (Düsenabschnitt) 20 Ventilsitzmittel 16 realisiert. Genauer gesagt bilden diese Ventilsitzmittel einen in den Figurendarstellungen der 1 nach unten geöffnet dargestellten Einlass 22 aus, in welchen zu schaltendes Fluid – beim hier exemplarisch gezeigten Beispiel eines Kfz-Kühlmittelventils Kühlfluid – eintreten und dann, je nach Schaltzustand des Ventils, durch einen ringförmig den Kern 12 umgebenden Auslass 24 austreten kann. Dabei spannt eine Druckfeder 26, welche sich geeignet von einem stationären Gehäuseabschnitt abstützt, einen Dichttellerabschnitt 28 der Dichtbaugruppe 18 gegen den Düsenabschnitt 20 vor, so dass sowohl im Betriebszustand der 1(a), als auch (b) ein Fluiddurchtritt zwischen den Baugruppen 18 und 20 nicht möglich ist. Dagegen ist in einem Übergangsbereich zwischen dem Ankerkörper 10 und dem stationären Kern 12 eine weitere Druckfeder 32 (einer gegenüber der Druckfeder 26 verminderten Federstärke) vorgesehen, welche etwa in der in der 1(a) gezeigten Weise sowohl an den Ankerkörper 10, als auch den Kern 12 an einander gegenüberliegenden Stirnflächen angreift und diese in der gezeigten Weise auseinanderdrückt.Thus the partial representations of the 1 an anchor unit in the form of an anchor body movable along a movement longitudinal axis extending vertically in the plane of the figure 10 , which in otherwise known manner by energizing an anchor 10 and a stationary magnetic core axially opposite this 12 enclosing, not shown coil unit is movable. The anchor body 10 has a rigidly connected, elongated and opposite the anchor body 10 reduced in diameter anchor tappet (plunger means) 14 on, which by a along the movement longitudinal axis extending central bore of the stationary core 12 passed through and end (in the figures bottom side) in a sealing assembly 18 opens, which together with a stationary valve seat (nozzle section) 20 Valve seat means 16 realized. More specifically, these valve seat means form one in the figure representations of 1 opened to the bottom 22 from, in which fluid to be switched - in the example of a motor vehicle coolant valve shown here cooling fluid - enter and then, depending on the switching state of the valve, by an annular core 12 surrounding outlet 24 can escape. This tensiones a compression spring 26 which is suitably supported by a stationary housing portion, a sealing plate portion 28 the sealing assembly 18 against the nozzle section 20 before, so that both in the operating state of 1 (a) , as well as (b) a fluid passage between the assemblies 18 and 20 not possible. In contrast, in a transition region between the anchor body 10 and the stationary core 12 another compression spring 32 (one opposite the compression spring 26 reduced spring strength) provided, which approximately in the in the 1 (a) shown manner both to the anchor body 10 , as well as the core 12 engages opposite end faces and pushes them apart in the manner shown.

Dies führt bei dem in 1(a) gezeigten unbestromtem Zustand der (nicht im Detail gezeigten, Ankerkörper 10 und Kern 12 umgebenden) Spuleneinheit zu der Situation, dass der Ankerkörper 10 samt fest darin sitzendem Stößel 14 in der Figurenebene durch Federkraft der Feder 32 nach oben vom stationären Kern 12 abgehoben wird. Da die Dichtbaugruppe 18 an den stationären Düsenabschnitt 20 anschlägt, kann sich ein Ende des Stößels 14, welcher in einem zylindrischen Abschnitt 34 der Dichtbaugrppe 18 axial beweglich geführt ist, von einem einen Vertikalanschlag ausbildenden Boden der Dichtbaugruppe abheben. Wie insbesondere die schematische Schnittansicht der 1(a) verdeutlicht, wird durch dieses Abheben ein im Boden der Dichtbaugruppe 18 gebildeter Durchbruch (Öffnung) 36 freigelegt, durch welchen in den Einlass 22 eintretendes Fluid hindurchtreten und dann, mantelseitig entlang des Stößels 14 durch (nicht gezeigte) Vertikalnuten im Hülsenbereich 34 geleitet, zum Auslass 24 gelangen kann.This leads to the in 1 (a) shown de-energized state of the (not shown in detail, anchor body 10 and core 12 surrounding) coil unit to the situation that the anchor body 10 with the pestle firmly seated in it 14 in the figure plane by spring force of the spring 32 upwards from the stationary core 12 is lifted. Because the seal assembly 18 to the stationary nozzle section 20 strikes, one end of the plunger can 14 which is in a cylindrical section 34 the sealing assembly 18 is guided axially movable, of Lift a bottom of the seal assembly forming a vertical stop. As in particular the schematic sectional view of 1 (a) clarified, this is a lifting in the bottom of the seal assembly 18 formed breakthrough (opening) 36 exposed, through which in the inlet 22 Enter entering fluid and then, coat side along the plunger 14 by vertical grooves (not shown) in the sleeve area 34 headed, to the outlet 24 can get.

Damit ermöglicht der in der Teilfigur 1(a) gezeigte unbestromte Zustand (als erste Position im Wege der Erfindung), dass nicht etwa das Ventil vollständig gesperrt ist, vielmehr Fluid durch einen im Wesentlichen durch eine Öffnungsweite des Durchbruchs 36 bestimmten (ersten) flusswirksamen Querschnitt vom Einlass 22 zum Auslass 24 gelangen kann. Eine derartige, einen gedrosselten (im flusswirksamen Querschnitt verminderten) Fluidfluss ermöglichende Stellung wird im vorliegenden Kontext der Automobiltechnologie auch als Pilotstellung bezeichnet und ermöglicht im gezeigten unbestromten Zustand der 1(a) einen (Mindest-)Fluidfluss zum Aufrechterhalten notwendiger Mindest-Kühlbedingungen im nicht gezeigten, dem Ventil zugeordneten Kühlkreislauf. Gleichzeitig ist durch den unbestromten Zustand dieser gedrosselte Öffnungszustand nicht mit elektrischem Energieverbrauch verbunden.Thus, the de-energized state shown in sub-figure 1 (a) (as the first position by way of the invention) allows not the valve to be completely shut off, but fluid through substantially through an opening of the aperture 36 certain (first) flow-effective cross section from the inlet 22 to the outlet 24 can get. In the present context of automotive technology, such a position enabling a fluid flow which is reduced in flow-effective cross section is also referred to as a pilot position and, in the non-energized state shown in FIG 1 (a) a (minimum) fluid flow to maintain necessary minimum cooling conditions in the not shown, the valve associated cooling circuit. At the same time, due to the de-energized state, this throttled opening state is not associated with electrical energy consumption.

Die Teildarstellung der 1(b) verdeutlicht das Verhalten des Ventils, wenn die (nicht gezeigten) Spulenmittel zum Bewegen des Ankerkörpers 10 (samt damit starr verbundenem Stößel 14) in einer Abwärtsrichtung in der Figurenebene, in Richtung auf den stationären Kern 12, bestromt werden. Diese Bestromung geschieht mit einem ersten verminderten Spulenstrom, welcher geeignet ist, den Ankerkörper 10 gegen eine Druck- bzw. Spreizkraft der (schwächeren) Feder 32 in Richtung auf den Kern 12 zu bewegen; entsprechend verringert sich der in Teilfigur (b) mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Übergangsbereich zwischen diesen Baugruppen 10, 12. Zusätzlich wird aus der Darstellung der Teilfigur (b) deutlich, dass, gegen eine Rückstellkraft der stärkeren Feder 26, welche auf die Dichtbaugruppe 18 wirkt, der Stößel 14 mit seinem vorderen (in der Figurenebene unteren) Ende nunmehr vollständig in den Hülsenabschnitt 34 der Dichtbaugruppe 18 hineingreift, auf dessen Boden stößt (wobei dieser als Anschlag wirkt) und den Durchbruch 36 verschließt. Damit ist der im Pilot-Betriebsmodus der 1(a) noch geöffnete Durchflussquerschnitt geschlossen. Da jedoch bei der Bestromung gemäß 1(b) die abwärts gerichtete Ankerkraft nicht ausreicht, um mittels der Stößeleinheit 14 die Gegenkraft der Druckfeder 26 zu überwinden, bleibt der Ventilsitzübergang zwischen dem stationären Düsenabschnitt 20 und der sich radial auswärts erstreckenden Dichtfläche 28 der (bevorzugt einstückig mit dem zylindrischen Abschnitt 34 aus einem Kunststoffmaterial realisierten) Dichtbaugruppe 18 bestehen. Dies führt dazu, dass im Betriebsmodus der Teilfigur (b) kein Fluidfluss zwischen dem Einlass 22 und dem Auslass 24 ermöglicht ist, damit der Sperrzustand vorliegt.The partial representation of the 1 (b) illustrates the behavior of the valve when the coil means (not shown) for moving the anchor body 10 (including a rigidly connected ram 14 ) in a downward direction in the plane of the figure, toward the stationary core 12 , be energized. This energization is done with a first reduced coil current, which is suitable, the anchor body 10 against a pressure or spreading force of the (weaker) spring 32 towards the core 12 to move; Accordingly, the reduced in part of Figure (b) with the reference numeral 30 designated transition region between these assemblies 10 . 12 , In addition, it becomes clear from the representation of the subfigure (b) that, against a restoring force of the stronger spring 26 pointing to the seal assembly 18 works, the pestle 14 with its front (lower in the plane of the figure) end now completely in the sleeve section 34 the sealing assembly 18 engages, on the bottom of which pushes (which acts as a stop) and the breakthrough 36 closes. This is the pilot operating mode of the 1 (a) still open flow cross-section closed. Since, however, according to the current 1 (b) the downwardly directed armature force is insufficient to by means of the ram unit 14 the counterforce of the compression spring 26 to overcome, the valve seat transition between the stationary nozzle section remains 20 and the radially outwardly extending sealing surface 28 the (preferably in one piece with the cylindrical portion 34 realized from a plastic material) sealing assembly 18 consist. As a result, in the operating mode of sub-figure (b), there is no fluid flow between the inlet 22 and the outlet 24 is enabled so that the blocking state is present.

Wird nunmehr, gemäß Teilfigur (c), die Stromstärke der Bestromung erhöht, und zwar bevorzugt über einen vorbestimmten, an die Öffnungsbedingungen des Düsenabschnitts 20 im Zusammenwirken mit der Feder 26 angepassten Stromschwellwert hinaus, reicht die Ankerkraft aus, um durch Wirkung des bodenseitig an die Dichtbaugruppe 18 anschlagenden und diese abwärts mitnehmende Stößeleinheit einen äußeren Ventilsitz zwischen dem Düsenabschnitt 20 und der Dichtscheibe 28 der Dichtbaugruppe zu öffnen. Der so freigelegte flusswirksame Querschnitt ist größer als ein im Betriebszustand der 1(a) durch den Durchbruch 36 fließender Fluidfluss, so dass die Teilfigur (c) insoweit den vollständig geöffneten Betriebszustand beschreibt (wobei, zur Vereinfachung der Diskussion, auch noch denkbare Zwischenpositionen des Ankers, entsprechend einer geeigneten Bestromung, unberücksichtigt bleiben sollen). Dieser maximale Öffnungszustand wird zudem im Axialhub begrenzt von dem am Kern 12 anschlagenden Anker 10, womit insoweit die lichte axiale Weite des Übergangsbereichs 30 in Teilfigur (c) auf null reduziert ist.Now, according to part of Figure (c), the current strength of the current is increased, and preferably over a predetermined, to the opening conditions of the nozzle portion 20 in cooperation with the spring 26 adjusted current threshold, the armature force is sufficient to effect by the bottom of the seal assembly 18 abutting and this downwardly entraining plunger unit has an outer valve seat between the nozzle portion 20 and the sealing washer 28 to open the seal assembly. The thus exposed flow-effective cross-section is greater than one in the operating state of 1 (a) through the breakthrough 36 flowing fluid flow, so that the subfigure (c) so far describes the fully open operating state (which, to simplify the discussion, even conceivable intermediate positions of the armature, corresponding to a suitable energization, should be disregarded). This maximum opening state is also limited in the axial stroke of the core 12 striking anchor 10 , Which thus far the clear axial width of the transition region 30 in subfigure (c) is reduced to zero.

Eine Beendigung der Bestromung führt dann über den Zustand der Teilfigur (b) als Übergangszustand zurück zur unbestromten Betriebssituation der 1(a).A termination of the energization then leads via the state of the subfigure (b) as a transitional state back to the de-energized operating situation of 1 (a) ,

Es wird deutlich, dass insbesondere durch Betätigung der Dichtbaugruppe 18 mittels der Anker-/Stößelkombination 10, 14 dieses komplexe Bewegungsverhalten realisiert sein kann, wobei die 1 eine Druckbetätigung dieser Dichtbaugruppe illustriert.It becomes clear that in particular by actuation of the sealing assembly 18 by means of the anchor / plunger combination 10 . 14 This complex movement behavior can be realized, with the 1 illustrates a pressure actuation of this seal assembly.

Bei der Beschreibung der 2 mit ihren Teilfiguren werden identische Funktionskomponenten mit denselben Bezugszeichen des Figurenkomplexes 1 versehen, äquivalente bzw. funktional entsprechende Funktionskomponenten werden zusätzlich durch ein Apostroph gekennzeichnet. So verwirklich das zweite Ausführungsbeispiel der 2 mit analoge Schaltpositionen darstellenden Teilfiguren (a) bis (c) gleichermaßen die erfindungsgemäßen Prinzipien, betätigt jedoch, im Gegensatz zur 1, eine dort mit einem Durchbruch 40 für die Stößeleinheit 14, welche endseitig einen radial verbreiterten Dicht- und Mitnehmerabschnitt 42 aufweist, versehene modifizierte Dichtbaugruppe 44 auf Zug. Genauer gesagt ist diese modifizierte Dichtbaugruppe 44 zum Hindurchführen des Stößels 14 ausgebildet, weist jedoch zwischen ihrer Innenfläche und dem Außenmantel des Stößels 14 Spiel (bzw. auch geeignete, achsparallel verlaufende Kanäle) auf, durch welche im Betriebszustand der 2(a), wieder beschreibend einen Pilot-Betriebszustand mit geöffnetem Ventil im Drosselzustand mit vermindertem flusswirksamem Querschnitts, das Hindurchtreten von in den Einlass 22 eintretenden Fluids bis zum oberen Auslass 24 ermöglicht, und zwar entlang dieses Spiels bzw. von Kanälen zwischen der Dichtbaugruppe und dem Außenmantel des Stößels 14. Wie zudem die 2 mit ihren Teilfiguren verdeutlicht, wird hier die Dichtbaugruppe 44 durch eine Druckfeder 26, oben abgestützt an einem stationären Gehäuse-Widerlager, durch Federkraft gegen die bodenseitige Öffnung des Einlasses 22 gedrückt, so dass radial außenseitige Dichtabschnitte 28 der Dichtbaugruppe 40 randseitig die Öffnung 22' abdichten. Erkennbar ist zudem, dass – überhaupt erst einen Fluidfluss zwischen Ankerstößel und Dichtbaugruppe ermöglichend – der endseitige Dicht- und Mitnehmerabschnitt 42 in einem axialen Abstand zum Boden der Dichtbaugruppe 44 steht.In the description of the 2 their subfigures become identical functional components with the same reference numerals of the figure complex 1 provided, equivalent or functionally corresponding functional components are additionally identified by an apostrophe. Thus, the second embodiment of the realize 2 with analog switching positions representing subfigures (a) to (c) alike the principles of the invention, but operated, in contrast to 1 , one there with a breakthrough 40 for the ram unit 14 , which end a radially widened sealing and driving portion 42 provided modified modified sealing assembly 44 on train. More specifically, this modified seal assembly 44 for passing the plunger 14 formed, however, between its inner surface and the Outer jacket of the ram 14 Game (or suitable, axially parallel channels), through which in the operating state of 2 (a) Describing a pilot operating condition with the valve open in the throttle state of reduced flow cross-section, the passage into the inlet 22 entering fluid to the upper outlet 24 allows, along this game or channels between the seal assembly and the outer jacket of the plunger 14 , As well as the 2 With its subfigures illustrated, here is the seal assembly 44 by a compression spring 26 Supported at the top by a stationary housing abutment, by spring force against the bottom opening of the inlet 22 pressed so that radially outside sealing portions 28 the sealing assembly 40 at the edge the opening 22 ' caulk. It can also be seen that - in the first place, a fluid flow between the armature plunger and the sealing assembly is possible - the end-side sealing and driving section 42 at an axial distance to the bottom of the seal assembly 44 stands.

Im weiteren Unterschied zur 1 ist zudem der Ankerkörper 10' entlang der Vertikalrichtung (Bewegungslängsachse) hier unterhalb des stationären Kerns 12' vorgesehen und wird als Reaktion auf eine die 2(b) und (c) betreffende Bestromung von wiederum Anker 10' und Kern 12' umschließenden (nicht gezeigten) Spulennmitteln in der Figurenebene aufwärts bewegt, zum Schließen des Übergangsbereichs 30 zwischen diesen Baugruppen. Wiederum hält eine Druckfeder 32 im unbestromten Zustand (2(a)) Anker 10' und Kern 12' voneinander gespreizt, wobei wiederum die Federkraft der Feder 32 geringer ist als die Federkraft der Feder 26.In the further difference to 1 is also the anchor body 10 ' along the vertical direction (movement longitudinal axis) here below the stationary core 12 ' provided and will be in response to a 2 B) and (c) relevant energization of the armature again 10 ' and core 12 ' moving upwards (not shown) spooling means in the plane of the figure, to close the transition region 30 between these assemblies. Again holds a compression spring 32 in the de-energized state ( 2 (a) ) Anchor 10 ' and core 12 ' spread apart, in turn, the spring force of the spring 32 less than the spring force of the spring 26 ,

Die Teilfigur 2(b) beschreibt, analog 1(b), den Bestromungszustand mit einem ersten (schwächeren) Strom. Dieser führt, entsprechend der Darstellung der 2(b), zu einer Aufwärtsbewegung des Ankers 10' und mithin einer Verkürzung der lichten Weite des Übergangs 30 zum Kern 12'. Begrenzt wird diese Bewegung dadurch, dass der Mitnehmerabschnitt 42 am Ende des Stößels 14 auf den Boden der Dichtbaugruppe 44 als Anschlag stößt, diese jedoch nicht mitnehmen kann, da der Spulenstrom gemäß Teilfigur 2(b) und die damit verbundene Ankerkraft nicht ausreicht, um die (abwärts gerichtete) Druckkraft der Feder 26', welche die Dichtbaugruppe 44 gegen die Öffnung 22' drückt, zu überwinden. Entsprechend beschreibt auch Teilfigur 2(b) den vollständig geschlossenen bzw. gesperrten Ventilzustand: Einerseits hat nämlich, durch das Aufwärtsbewegen und Anschlagen, das Mitnehmerende 42 des Stößels 14 den noch in der Teilfigur (a) ermöglichten Durchfluss zwischen Stößel 14 und umgebender Dichtbaugruppe 44 dichtend verschlossen, andererseits bleibt auch der durch den flanschartigen Ring 28 und den Rändern der Öffnung 22' beschriebene Ventilsitz geschlossen.Sub-figure 2 (b) describes, analogously 1 (b) , the Bestromungszustand with a first (weaker) power. This leads, according to the representation of the 2 B) , to an upward movement of the anchor 10 ' and thus a shortening of the clear width of the transition 30 to the core 12 ' , This movement is limited by the fact that the driver section 42 at the end of the pestle 14 to the bottom of the seal assembly 44 as a stop abuts, but this can not take because the coil current according to part of Figure 2 (b) and the associated anchor force is not sufficient to the (downward) pressure force of the spring 26 ' which the sealing assembly 44 against the opening 22 ' pushes, overcome. Accordingly, also part of Figure 2 (b) describes the fully closed or locked valve state: On the one hand, namely, by the upward movement and striking, the driver end 42 of the plunger 14 the still allowed in the sub-figure (a) flow between plunger 14 and surrounding seal assembly 44 sealed, on the other hand also remains through the flange-like ring 28 and the edges of the opening 22 ' described valve seat closed.

Dieser öffnet sich erst, sobald gemäß Teilfigur 2(c) die Stromstärke der Bestromung zu einer so hohen Ankerkraft führt, dass der Mitnehmer 42 die entgegenwirkende Rückstellkraft der Feder 26' überwindet und mithin die Dichtbaugruppe 44 vom Öffnungsrand der Öffnung 22' abhebt, so dass in die Öffnung 22' eintretendes Fluid ungehindert und mit maximalem flusswirksamem Querschnitt zum obenliegenden Auslass 24 gelangen kann. Der in Teilfigur (c) maximale Vertikalhub des Ankers 12' mit ansitzendem Stößel 14 wird begrenzt durch den vom obenliegenden stationären Kern 12' angebotenen Anschlag, bei welchem die lichte Weite des Übergangsbereichs 30 praktisch auf null verkürzt wird, unter maximaler bzw. vollständiger Kompression der (schwächeren) Feder 32.This opens only as soon as according to part 2 (c), the current strength of the current leads to such a high armature force that the driver 42 the counteracting restoring force of the spring 26 ' overcomes and thus the sealing assembly 44 from the opening edge of the opening 22 ' takes off, leaving in the opening 22 ' incoming fluid unhindered and with maximum flow-effective cross-section to the overhead outlet 24 can get. The maximum vertical stroke of the armature in subfigure (c) 12 ' with sitting pestle 14 is limited by the overhead stationary core 12 ' offered stop, in which the clear width of the transition area 30 is shortened to practically zero, under maximum or complete compression of the (weaker) spring 32 ,

Das Beenden der Bestromung führt dann wiederum über der Teilfigur (b) als Zwischenzustand zur unbestromten Ausgangssituation der Teilfigur 2(a) mit beschränktem (gedrosseltem) Durchfluss als Pilotposition.The termination of the energization then again leads over the sub-figure (b) as an intermediate state to the currentless starting situation of the sub-figure 2 (a) with limited (throttled) flow as a pilot position.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche andere Varianten und Modifikationen denkbar, um die beschriebenen erfindungsgemäßen Prinzipien im Zusammenwirken zwischen Ankermitteln und Dichtbaugruppe zum Realisieren der erfindungsgemäßen Abfolge: gedrosselt geöffnet – vollständig geschlossen – vollständig geöffnet (und dann entgegengesetzt) zu realisieren. Auch ist die gezeigte Vorrichtung zwar günstig und besonders bevorzugt als Kühlmittelventil, insbesondere für einen Kühlkreislauf in einem Kraftfahrzeugsystem, geeignet und einsetzbar, auch auf diese bevorzugte Verwendung ist jedoch die vorliegende Erfindung nicht beschränkt, vielmehr eignet sie sich für sämtliche Technologien, bei welchen insbesondere stromsparend und effizient ein unbestromter Pilotbetrieb bei einem 2/3-Wegeventil realisiert werden soll.The present invention is not limited to the embodiments shown. Rather, numerous other variants and modifications are conceivable in order to realize the inventive principles described in the interaction between anchoring means and sealing assembly for realizing the sequence according to the invention: throttled open - fully closed - fully open (and then opposite). Although the device shown is indeed favorable and particularly preferred as a coolant valve, in particular for a cooling circuit in a motor vehicle system, suitable and usable, even to this preferred use, the present invention is not limited, but it is suitable for all technologies in which in particular energy efficient and efficiently an unpowered pilot operation is to be implemented in a 2/3-way valve.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013217580 A1 [0005]
EP 0595014 A1 [0005]

Claims

Electromagnetic valve device, in particular a 2/3-way valve, with current supplied by coil means relative to stationary core means ( 12 . 12 ' ) along a movement longitudinal axis movable anchor means ( 10 . 10 ' ), which act to cooperate with a controlled fluid flow with different flow-effective cross-sections causing valve seat means ( 16 . 18 . 20 ; 42 . 44 ) are formed such that in a first position the anchor means ( 1 (a) . 2 (a) ) along the movement longitudinal axis, a fluid flow from an inlet ( 22 ) of the valve device entering fluid to an outlet ( 24 ) of the valve device with a first flow-effective cross section can flow through the valve seat means, in a second position different from the first position ( 1 (c) . 2 (c) ) of the anchor means along the movement longitudinal axis of the fluid flow with a relation to the first flow-effective cross section enlarged second flow-effective cross-section through the valve seat means can flow, and in a third position ( 1 (b) . 2 B) ) of the anchor means along the longitudinal axis of movement of the fluid flow through the valve seat means is interrupted, characterized in that the valve device is formed so that the anchor means in a de-energized state of the coil means occupy the first position, the anchor means upon energization of the coil means with a first, in particular occupy the third position below a current threshold and occupy the second position when energizing the coil means with a second current having a higher current than the first current and in particular above the current threshold, starting from the first position, the third and third second position along the longitudinal axis of movement follow one another and the valve seat means one for sealing engagement with a stationary nozzle portion ( 20 ) formed by the effect of the anchor means and relative to these movably guided seal assembly ( 18 ; 44 ) exhibit.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the second flow-effective cross-section between the stationary nozzle section ( 20 ) and a cooperating, in particular radially outer sealing portion ( 28 ; 28 ' ) of the sealing assembly is realized.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the anchor means against the core means by first spring means ( 32 ) are biased such that in the de-energized state, a predetermined minimum distance between the armature and the core means is formed, wherein the valve seat means are formed so that with the anchoring means preferably rigidly connected, in particular along the longitudinal axis of movement to the valve seat means extending anchor tappet means ( 14 . 14 ' ) at the predetermined minimum distance exposing the first flux effective cross section realized between the seal assembly and the anchor ram means.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the valve seat means are formed so that in a caused by the energization and the movement of the anchor means falls below the predetermined minimum distance, the plunger means close the first flow-effective cross-section.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the valve seat means are formed so that the plunger means in response to the energization of the second current the second flux-effective cross section against a restoring spring force of second spring means ( 26 . 26 ' ), whose spring force is greater than the spring force of the first spring means and / or is arranged so that the spring force of the second spring means is overcome only when current is supplied to the second current.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing assembly for cooperation with the anchoring means forms a stop, in particular for rigidly connected to the anchor means axially elongated plunger means, wherein the anchor means in the second and / or the third position on Sit against the stop and have a clearance from the stop in the first position.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing assembly is formed so that in the first position, in particular only in the first position, the anchor means of the first flow-effective cross section between a radially inner and / or sleeve-like portion ( 34 ) of the sealing assembly and an end portion of the anchor means, in particular of the armature means rigidly connected axially elongate ram means is opened.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the core means are arranged along the longitudinal axis of movement between the anchor means and the valve seat means and offer an opening for passing through the anchor means associated plunger means to a pressure actuation of the seal assembly.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the anchor means are arranged along the movement longitudinal axis between the core means and the valve seat means and are formed to a tensile actuation of the sealing assembly by means connected to the anchor means ram means.

Use of the electromagnetic valve device according to one of claims 1 to 9 for switching a coolant fluid, in particular in a motor vehicle.