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Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit einem im Bereich mindestens einer Magnetspule angeordneten Magnetanker. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrerassistenzeinrichtung.
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Stand der Technik
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Magnetventile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden beispielsweise für Fahrerassistenzeinrichtungen, beispielsweise ABS-, TCS- oder ESP-Einrichtungen, verwendet. Die Magnetventile enthalten einen Magnetanker, welcher im Bereich der mindestens einen Magnetspule angeordnet ist und dem Öffnen und Schließen des Magnetventils dient. Der Magnetanker ist dazu vorzugsweise in axialer Richtung mittels der Magnetspule verlagerbar. Das bedeutet, dass er zumindest in eine Schließstellung und eine Freigabestellung bringbar ist. In der Schließstellung ist das Magnetventil undurchlässig, ein Fluid kann also nicht von einem Einlass zu einem Auslass des Magnetventils strömen. In der Freigabestellung liegt dagegen eine Fluidverbindung zwischen Einlass und Auslass vor, das Magnetventil ist damit für das Fluid durchlässig. Dabei bildet entweder die Schließstellung oder die Freigabestellung eine Ausgangsstellung des Magnetankers, in welche dieser von einer Rückstelleinrichtung gedrängt wird, wenn die Magnetspule nicht bestromt wird, also stromlos ist. Durch Bestromen der Magnetspule kann der Magnetanker in Richtung der jeweils anderen Stellung verlagert werden.
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Der Magnetanker dient also zur Übertragung einer elektromagnetischen Kraft auf ein Schließelement des Magnetventils. Das Schließelement wirkt beispielsweise mit einem Ventilsitz zusammen, um das Schließen beziehungsweise Freigeben des Magnetventils zu bewerkstelligen. Um eine Ausrichtung des Magnetankers während dessen Herstellung und/oder einer Montage des Magnetventils zu ermöglichen, weist der Magnetanker häufig im Bereich seiner Mantelfläche eine Ausnehmung auf, in welche ein entsprechendes Gegenelement eingreifen kann und somit der Ausrichtung des Magnetankers dient. Auf diese Weise kann beispielsweise ein sicheres Greifen des Magnetankers durch einen Transport- oder Montageautomaten gewährleistet werden. Andererseits kann auch ein Gehäuse des Magnetventils das entsprechende Gegenelement aufweisen, welches in die Ausnehmung eingreift und somit eine Ausrichtung des Magnetankers innerhalb des Magnetventils erlaubt. Häufig ist es jedoch nicht möglich, die Ausnehmung auf der Mantelfläche des Magnetankers anzuordnen beziehungsweise die Ausnehmung mit hinreichend großen Abmessungen zu versehen, um die geforderte Funktionalität (Transport, Ausrichtung und dergleichen) zuverlässig und effizient durchzuführen.
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Offenbarung der Erfindung
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Demgegenüber weist das Magnetventil mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen den Vorteil auf, dass auf jeden Fall eine zufriedenstellende Handhabung des Magnetankers, insbesondere hinsichtlich Transport und/oder Ausrichtung, möglich ist. Dies wird erfindungsgemäß durch mindestens eine, eine Stirnfläche des Magnetankers zumindest bereichsweise durchsetzende, sich hauptsächlich in radialer Richtung erstreckende Radialausnehmung erreicht. Dazu ist der Magnetanker beispielsweise als geschlossene Kappe ausgebildet oder weist zumindest bereichsweise eine zylindrische oder hohlzylindrische Form auf. Vorzugsweise ist der Bereich der Stirnfläche, in welchem die Radialausnehmung eingebracht wird, vollständig eben. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Stirnfläche gekrümmt beziehungsweise rund ist oder lediglich in einem mittigen Bereich eben ist und in einem Anschlussbereich der Stirnfläche an die Mantelfläche abgerundet oder abgeschrägt ist.
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In der Stirnfläche soll nun die Radialausnehmung vorliegen. Diese durchsetzt die Stirnfläche zumindest bereichsweise und erfasst dabei vorzugsweise auch einen mittigen Bereich, das heißt das Zentrum der Stirnfläche. Alternativ kann die Radialausnehmung jedoch auch ringförmig beziehungsweise ringabschnittsförmig sein, so dass die Radialausnehmung das Zentrum der Stirnfläche zumindest bereichsweise umgreift, nicht jedoch durchläuft beziehungsweise erfasst. Die Radialausnehmung verläuft dabei auf der Stirnfläche in radialer Richtung, weist also zumindest eine radiale Komponente auf. Vorzugsweise ist damit lediglich gemeint, dass die Radialausnehmung ihre größte Abmessung in einer Richtung aufweist, welch ungleich der axialen Richtung des Magnetankers ist. Die axiale Richtung verläuft dabei in Richtung der Längsachse des Magnetventils beziehungsweise des Magnetankers.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radialausnehmung in radialer Richtung eine größere Ausdehnung aufweist als in axialer Richtung. Unter radialer Richtung ist dabei eine Richtung zu verstehen, welche senkrecht auf der axialen Richtung, also einer zu der Mittelachse parallelen Achse, steht, ansonsten jedoch beliebig verläuft. Sie muss insbesondere nicht (mit einer gedachten, die Radialausnehmung verlängernden Geraden) das Zentrum der Stirnfläche des Magnetankers schneiden. Über diese Definition wird die Radialausnehmung von einer Axialausnehmung abgegrenzt, welche beispielsweise auf der Mantelfläche des Magnetankers vorliegen kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radialausnehmung im Längsschnitt gesehen zumindest bereichsweise rund oder rechteckig ist. Unter Längsschnitt ist dabei ein Schnitt durch die Radialausnehmung zu verstehen, welcher senkrecht auf der Richtung der größten Ausdehnung der Radialausnehmung steht. Ist die Radialausnehmung zumindest bereichweise rund, kann beispielsweise zumindest bereichsweise ovale Form der Radialausnehmung vorgesehen sein. Ebenso kann die Radialausnehmung zumindest bereichsweise rechteckig sein, also ebene Flächen aufweisen, welche unter einem rechten Winkel aufeinander treffen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radialausnehmung zumindest bereichsweise als Nut, Kerbe oder Rille oder in Form eines Kreiszylinders, Kegels oder Kegelstumpfs vorliegt. Die Nut ist dabei als rechteckige Ausnehmung zu verstehen. Sie weist vorzugsweise zwei ebene Seitenflächen und eine ebene Grundfläche auf, wobei die Seitenflächen senkrecht auf der Grundfläche stehen. Die Seitenflächen laufen dabei in die Stirnfläche des Magnetankers ein, während die Grundfläche in axialer Richtung versetzt zu dieser vorliegt. Bei der Ausbildung als Kerbe entfällt dieser Grundfläche, so dass die Seitenflächen zur Bildung einer Grundlinie der Radialausnehmung aufeinander treffen. Im Längsschnitt der Radialausnehmung ist diese somit dreieckförmig. Bei der Rille ist die Grundfläche zumindest bereichsweise rund beziehungsweise oval. Dabei kann die Grundfläche unmittelbar in die Stirnfläche des Magnetankers einmünden. Alternativ können sich Seitenflächen an die Grundfläche anschließen. Alternativ kann die Radialausnehmung als Kreiszylinder, Kegel oder Kegelstumpf vorliegen. Der Mittelpunkt der jeweiligen Form fällt dabei vorzugsweise mit dem Zentrum der Stirnfläche zusammen, so dass die Radialausnehmung dieses erfasst. Alternativ ist jedoch auch eine außermittige Anordnung möglich.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Radialausnehmungen voneinander beabstandet und/oder ineinander mündend vorgesehen sind. Dabei können die Radialausnehmungen durchaus unterschiedlich ausgeformt sein. Beispielsweise kann eine erste Radialausnehmung kegelstumpfförmig mittig auf der Stirnfläche ausgebildet sein und eine weitere Radialausnehmung als Rille die Stirnfläche des Magnetankers in radialer Richtung, insbesondere vollständig, durchgreifen. Dabei läuft die zweite Radialausnehmung durch die erste hindurch, mündet also in diese ein. Sind mehrere Radialausnehmungen vorgesehen, so weisen diese vorzugsweise die gleiche Tiefe, also die gleiche Erstreckung in axialer Richtung, auf. Es können jedoch auch unterschiedliche Tiefen vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Radialausnehmungen voneinander beabstandet sind. Beispielsweise können mehrere, also mindestens zwei, kreisringförmige Radialausnehmungen auf der Stirnfläche des Magnetankers vorgesehen sein. Diese kreisringförmigen Radialausnehmungen können im Längsschnitt als Nut, Kerbe oder Rille ausgebildet sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Radialausnehmungen unterschiedlich ausgebildet sind, beispielsweise eine Radialausnehmung als Nut und eine weitere als Rille.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Magnetanker mindestens eine auf seiner Mantelfläche vorgesehene Axialausnehmung aufweist. Eine solche Axialausnehmung ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Radialausnehmung. Es soll also sowohl auf der Mantelfläche die Axialausnehmung als auch auf der Stirnfläche die Radialausnehmung vorgesehen sein. Alternativ zu der Axialausnehmung können auf der Mantelfläche auch Umfangsausnehmungen vorliegen, welche zumindest bereichsweise über den Umfang des Magnetankers in die Mantelfläche eingebracht sind.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radialausnehmung in die Axialausnehmung einmündet. Auf diese Weise ist ein Übergang zwischen Radialausnehmung und Axialausnehmung geschaffen. Alternativ können Radialausnehmung und Axialausnehmung selbstverständlich getrennt voneinander vorliegen, also nicht ineinander einmünden.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht mindestens eine mit der Radialausnehmung und/oder der Axialausnehmung zur Ausrichtung des Magnetventils zusammenwirkende, ortsfest in dem Magnetventil befestigte Eingriffsvorrichtung vor. Die Eingriffsvorrichtung greift zumindest bereichsweise in die Radialausnehmung und/oder die Axialausnehmung ein, sobald der Magnetanker in dem Magnetventil angeordnet wird. Auf diese Weise kann eine Führung beziehungsweise eine Ausrichtung des Magnetankers in Bezug auf weitere Elemente des Magnetventils erreicht werden. Die Eingriffsvorrichtung kann daher auch als Führungsvorrichtung dienen. Die Eingriffsvorrichtung ist dabei derart in dem Magnetventil befestigt, dass sie mit der Radialausnehmung beziehungsweise der Axialausnehmung zusammenwirken kann.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Axialausnehmung eine Durchströmungsöffnung ist. Um zu verhindern, dass auf den – in Axialrichtung gesehen – beiden Seiten des Magnetankers unterschiedliche Drücke vorliegen beziehungsweise entstehen, wird die Axialausnehmung als Durchströmungsöffnung verwendet. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn eine eventuell vorgesehene Eingriffsvorrichtung lediglich mit der Radialausnehmung auf der Stirnfläche des Magnetankers zusammenwirkt, um die Axialausnehmung nicht zu versperren. Die Radialausnehmung wird in diesem Fall also zur Ausrichtung des Magnetankers verwendet, während die Axialausnehmung dem Druckausgleich um den Magnetanker dient. Der Druckausgleich wird erzielt, in dem Fluid durch die Durchströmungsöffnung von einer Seite auf die andere Seite des Magnetankers strömen kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin einer Fahrerassistenzeinrichtung, insbesondere eine ABS-, TCS- oder ESP-Einrichtung mit mindestens einem Magnetventil, insbesondere gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei das Magnetventil über einen im Bereich mindestens einer Magnetspule angeordneten Magnetanker verfügt. Dabei ist mindestens ein, eine Stirnfläche des Magnetankers zumindest bereichsweise durchsetzende, sich hauptsächlich in radialer Richtung erstreckende Radialausnehmung vorgesehen. Die beschriebenen Magnetventile lassen sich besonders vorteilhaft für eine solche Fahrerassistenzeinrichtung einsetzen. Dabei kann der Magnetanker des Magnetventils und insbesondere dessen Mantelfläche auf die Anforderungen der Fahrerassistenzeinrichtung abgestimmt werden. Um den Transport und/oder die Ausrichtung des Magnetankers zu vereinfachen ist demnach im Wesentlichen die Radialausnehmung vorgesehen. Zusätzlich kann auch mindestens eine Axialausnehmung auf der Mantelfläche des Magnetankers vorgesehen sein, welche dann insbesondere als Durchströmungsöffnung dient.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Es zeigen:
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1 einen nicht erfindungsgemäßen Magnetanker eines Magnetventils,
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2 einen Bereich eines erfindungsgemäßen Magnetankers in einer ersten Ausführungsform,
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3 den Bereich des Magnetankers in einer zweiten Ausführungsform,
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4 den Bereich des Magnetankers in einer dritten Ausführungsform, und
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5 den Bereich des Magnetankers in einer vierten Ausführungsform.
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Die 1 zeigt einen Magnetanker 1 eines hier nicht dargestellten Magnetventils in einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der Magnetanker 1 ist in Form einer geschlossenen Kappe ausgebildet, ist also im Wesentlichen hohlzylinderförmig, wobei eine Seite des Magnetankers 1 geschlossen ist und eine Stirnfläche 2 des Magnetankers 1 ausbildet. In radialer Richtung wird der Magnetanker 1 von seiner Mantelfläche 3 begrenzt. Der Magnetanker 1 weist im Längsschnitt einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf. Abweichend von diesem liegen in der Mantelfläche 3 Axialausnehmungen 4 und 5 vor, welche einander diametral gegenüberliegen. Die Axialausnehmungen 4 und 5 weisen ihre größte Erstreckung in axialer Richtung auf und greifen in radialer Richtung in die Stirnfläche 2 ein. Wie in der 1 erkennbar, münden die Axialausnehmungen 4 und 5 jeweils in die Stirnfläche 2 ein. Die Axialausnehmungen 4 und 5 dienen beispielsweise einem Transport und/oder einer Ausrichtung während einer Montage des Magnetankers 1 in dem Magnetventil. Sie sind also insbesondere zum Zusammenwirken mit einem Transport- und/oder Montageautomaten ausgelegt.
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Zusätzlich können die Axialausnehmungen als Durchströmungsöffnungen ausgelegt sein. Das bedeutet, dass durch die Axialausnehmungen 4 und 5 ein Fluid von einer Seite auf die andere Seite des Magnetankers 1 beziehungsweise umgekehrt strömen kann, sollte zwischen den beiden Seiten ein Druckgradient vorliegen. Insbesondere wenn die Axialausnehmungen 4 und 5 als Durchströmungsöffnungen eingesetzt werden sollen, darf das Magnetventil keine Eingriffsvorrichtung aufweisen, welche in die Axialausnehmungen 4 und/oder 5 eingreift, beispielsweise um den Magnetanker 1 auszurichten und in einer bestimmten Position in dem Magnetventil zu halten.
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Aus diesem Grund ist es vorgesehen, in der Stirnfläche 2 des Magnetankers 1 mindestens eine erste Radialausnehmung 6 vorzusehen, um eine Ausrichtung des Magnetankers 1 innerhalb des Magnetventils zu ermöglichen beziehungsweise um eine solche Ausrichtung während eines Herstellungsvorgangs des Magnetankers 1 zu realisieren. Dies ist in der 2 dargestellt, die einen Bereich einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Magnetankers 1 zeigt. Die erste Radialausnehmung 6 ist im Wesentlichen als Nut ausgebildet. Sie weist eine Grundfläche 7 und zwei Seitenflächen 8 und 9 auf, wobei die Seitenflächen 8 und 9 in die Stirnfläche 2 einmünden und die Grundfläche 7 parallel zu der Stirnfläche verläuft. Die Radialausnehmung 6 durchgreift dabei die Stirnfläche 2 in radialer Richtung vollständig. Dabei mündet sie in die Axialausnehmungen 4 und 5 ein. Die Seitenflächen 8 und 9 liegen in der dargestellten Ausführungsform in einem Winkel ungleich 90° zu der Grundfläche 7 vor.
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Zusätzlich ist eine zweite Radialausnehmung 10 in der Stirnfläche 2 vorgesehen. Diese liegt in Form eines Kegelstumpfs vor. Der Mittelpunkt dieses Kegelstumpfs fällt mit einem Zentrum der Stirnfläche 2 zusammen. Die Radialausnehmung 10 ist also mittig auf der Stirnfläche 2 angeordnet. Die Radialausnehmung 10 weist eine Grundfläche 11 und Seitenflächen 12 und 13 auf. Die Grundfläche 11 der Radialausnehmung 10 bildet dabei mit der Grundfläche 7 der Radialausnehmung 6 eine durchgehende Fläche auf. Die Radialausnehmungen 6 und 10 weisen insofern die gleiche Tiefe, also die gleiche Erstreckung in axialer Richtung des Magnetankers 1, auf. Die erste Radialausnehmung 6 durchgreift die zweite Radialausnehmung 10, besteht also aus zwei Teilen, die beidseitig der zweiten Radialausnehmung 10 vorliegen. Die Radialausnehmung 10 bildet eine Transportausnehmung des Magnetankers 1.
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Die 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Magnetankers 1. Dabei sind wiederum die erste Radialausnehmung 6 und die zweite Radialausnehmung 10 vorgesehen. Auch münden die Axialausnehmungen 4 und 5 wieder in die Radialausnehmung 6 ein. Der Unterschied zu der Ausführungsform der 2 besteht hier darin, dass der Radius der zweiten Radialausnehmung 10 geringer und die erste Radialausnehmung 6 schmaler ausgeführt sind.
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Die 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Magnetankers 1. Dabei liegt die erste Radialausnehmung 6 in Form einer Kerbe vor. Die Radialausnehmung 6 durchgreift die Stirnfläche 2 in radialer Richtung nur teilweise. Sie mündet also nicht in die Axialausnehmungen 4 und 5 ein. In ihren Endbereichen 14 und 15 (bezogen auf die Längserstreckung der Radialausnehmung 6) sind Radien vorgesehen, über welche die Seitenflächen 8 und 9 ineinander übergeführt werden. Die Radialausnehmung 6 weist also lediglich teilweise die Form einer Kerbe auf, in den Endbereichen 14 und 15 liegen jeweils Kegelabschnitte vor.
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Die 5 zeigt eine vierte Ausführungsform des Magnetankers 1. Diese ist prinzipiell ähnlich aufgebaut wie die Ausführungsform, die anhand der 4 beschrieben wurde. Auch hier mündet die Radialausnehmung 6 nicht in die Axialausnehmungen 4 und 5 ein, durchgreift demzufolge die Stirnfläche 2 in radialer Richtung nicht vollständig. Die Radialausnehmung 6 liegt wiederum in Form der Kerbe vor, wobei jedoch in den Endbereichen 14 und 15 kein Radius vorgesehen ist, sondern die Kerbe über plane Endflächen 16 und 17 begrenzt wird.