EP-4448998-B1 - BEARING DEVICE FOR BEARING AN ARMATURE BODY OF AN ELECTROMAGNETIC SWITCHING OR VALVE DEVICE, AND ELECTROMAGNETIC SWITCHING OR VALVE DEVICE

Inventors

• WÖRNER, Ralf
• Röther, Friedbert

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20221214

Claims (14)

1. Electromagnetic switching or valve device (100), having: an electromagnetic actuator (110), a movable armature body (115) as a switching or valve element, which is formed as a plate armature and tilting armature and interacts with the electromagnetic actuator (110) for a movement of the armature body (115) that is to be activated, and a bearing device (10) for the force-preloaded fixing and bearing of the armature body (115), having a bearing force generating element (11) for generating a preloading force (F) for the bearing of the armature body (115), a transmission element (12) formed separately from the bearing force generating element (11), which, when the bearing device (10) is installed, is forced in the direction of the armature body (115) by the generated preloading force (F) in order to fix and bear the armature body (115), wherein the transmission element (12) has a first side (128) and an opposite second side (129), wherein the first side (128) faces the bearing force generating element (11) and the second side (129) faces the armature body (115) when the bearing device (10) is installed (115) and contacts the armature body (115) at at least one force introduction point (20) of the armature body (115) in such a way that the force introduction point (20) is mechanically decoupled from the bearing force generating element (11), a guide device (13) which at least partially surrounds the transmission element (12) and is designed to guide and position the transmission element (12) on the force introduction point (20) of the armature body (115), wherein the armature body (115) is fixed and supported in the switching or valve device (100) on one side by means of the bearing device (10) and is movable from a first position (147) to a second position by activating the electromagnetic actuator (110), and the armature body (115) is fixed and supported in the switching or valve device (100) by means of the bearing device (10) on an end face of the armature body (115).
2. Electromagnetic switching or valve device (100) according to claim 1, wherein the bearing device (10) is designed in such a way that that the bearing force generating element (11) is additionally preloaded, so that the transmission element (12) lifts off a surface of the guide device (13).
3. Electromagnetic switching or valve device (100) according to claim 1 or 2, wherein the transmission element (12) is formed on the second side (129) in such a way that the at least one force introduction point (20) is fixed at at least one defined contact point on the armature body (115).
4. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission element (12) is at least partly rounded on the second side (129).
5. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission element (12) is designed to be at least partly spherical, in particular formed as a ball, or at least partly cylindrical or rectangular.
6. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 5, wherein the bearing force generating element has at least one spring element (11).
7. Electromagnetic switching or valve device (100) according to claim 6, wherein the at least one spring element is formed as a spiral spring (11).
8. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 7, wherein the bearing force generating element has at least one spring element (11), and the guide device (13) is formed in such a way that a movement of the at least one spring element (11) in the direction of the generated preloading force (F) is a pure translational movement in an axial direction of the guide device (13).
9. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 8, wherein the guide device (13) is designed to be tapered on the second side (129) of the transmission element (12).
10. Electromagnetic switching or valve device (100) according to claim 9, wherein the guide device (13) is formed in two parts.
11. Electromagnetic switching or valve device (100) according to claim 9 or 10, wherein the guide device (13) is designed to be tapered on the second side (129) of the transmission element (12) in such a way that the transmission element (12) is prevented from moving out of the guide device (13) because of the preloading force (F) when the bearing device (10) has not been installed.
12. Electromagnetic switching or valve device (100) according to any one of claims 1 to 11, wherein the bearing device (10) is designed as a preassembled subassembly, which can be mounted in the electromagnetic switching or valve device (100) as a subassembly.
13. Electromagnetic switching or valve device according to any one of claims 1 to 12, which is designed as an electromechanical relay or solenoid valve (100).
14. Electromagnetic switching or valve device according to claim 13, which is designed as a solenoid valve (100) for a pressure regulating module of a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Schalt- oder Ventilvorrichtung mit einer Lagerungsvorrichtung zur kraftvorgespannten Fixierung und Lagerung eines Ankerkörpers. Solche elektromagnetische Schalt- oder Ventilvorrichtungen sind beispielsweise in Form eines elektromagnetischen Relais oder eines elektromagnetischen Magnetventils bekannt. Magnetventile, etwa in Form von Kippankerventilen, finden beispielsweise Verwendung als Steuerventil zur Druckregelung, etwa in einem Fahrzeug, wie beispielsweise in einem Nutzfahrzeug oder Bus zur Personenbeförderung. Beispielsweise umfasst ein Bremssystem für ein Fahrzeug mit einem elektronischen Betriebsbremssystem zumindest ein Steuerventil zur Druckregelung. Ein Kippankerventil ist beispielsweise aus DE 10 2016 105 532 A1 bekannt. Das Kippankerventil weist ein Spulenelement mit einem Spulenkern und eine radial um den Spulenkern angeordnete Spule, sowie einen Anker auf, der an einer Stirnseite des Ankers mittels eines Lagers gelagert ist, wobei der Anker, insbesondere durch ein Beaufschlagen der Spule mit Strom, von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist. Weiterhin sind ein Ventilsitz mit einem Ausgang und ein Eingang für ein Fluid vorgesehen, wobei der Ausgang in der ersten Position des Ankers mittels eines Dichtelements fluiddicht verschließbar ist und der Ausgang in der zweiten Position des Ankers freigegeben ist. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Feder vorgesehen zum Andrücken des Ankers an das Spulenelement oder ein Gehäuse des Kippankerventils. Es sind darüber hinaus weitere Bauarten von Magnetventilen bekannt, wie beispielsweise in DE 10 2014 115 207 A1, DE 10 2018 123 997 A1, oder DE 10 2014 115 206 B3 beschrieben. WO 03/102454 A1 betrifft ein Flüssigkeitsdurchflussregelventil, bei dem ein Anker schwenkbar in einer flüssigkeitsdichten Kammer montiert ist und die Flüssigkeitsdurchflussregelvorrichtung enthält. Er kann eine von zwei Ausgangspositionen in Kontakt mit zwei Magnetpolen (A, D, B, C) einnehmen und wird durch den magnetischen Fluss eines Permanentmagneten gehalten. Der Anker schwenkt von einer Ausgangsposition in die andere, indem der magnetische Fluss, der den Anker und die Pole (A, B, C, D) verbindet, vorübergehend geändert wird. Weiterhin werden jeweilige abwechselnd komprimierte Drückelemente mit stirnseitigen Kugeln vorgesehen, die in der Kompression abwechselnd Energie in Federelementen speichern und bei anschließendem Abstoßen des Ankers helfen sollen, dessen Beschleunigung weg von den Polen A bzw. B zu befördern. DE 20 2014 105447 U1 betrifft ein federndes Druckstück im Einsatzbereich von Förderbahnen und deren Probleme hinsichtlich Abnutzung und Reibung, mit einem federnden Element und mit einer Lagerschale, die einen Zylindermantel und einen Boden aufweist und in der eine Kugel angeordnet ist, wobei ein Teil der Kugel aus einem offenen Ende der Lagerschale herausragt und ein der Lagerschale zugewandtes Ende des federnden Elements am Boden der Lagerschale anliegt. EP 1 860 314 A2 betrifft eine Gaszufuhrvorrichtung, die eine schnelle und genaue Dosierung von Gas und insbesondere von Kraftstoff, insbesondere Flüssiggas, für einen Verbrennungsmotor ermöglicht und mindestens ein Magnetventil umfasst, das so gesteuert wird, dass es Gas in einen entsprechenden Zylinder des Motors leitet, wobei das Magnetventil einen Gasverteiler und mindestens eine Auslassleitung für das Brenngas umfasst, wobei eine entsprechende, von einem Anker getragene Klappe durch einen entsprechenden Elektromagneten aktiviert wird, um den Einlassverteiler mit einer Auslassleitung zu verbinden. Ein elastisches Element wirkt auf die Oberfläche des Ankers ein, um einen variablen Hebelarm als Funktion eines Ventilöffnungswinkels zu bilden. In elektromagnetischen Schalt- oder Ventilvorrichtungen, wie den beispielhaft genannten Bauformen von Magnetventilen, sind gebräuchliche Ankerführungen und - Lagerungen meist über einen Formschluss, ein federvorgespanntes Lager oder ein festes Biegelager ausgeführt. Bei Kippanker in einem Relais werden oftmals einfache scharnierähnliche Lager angewandt, die im Montageprozess durch plastische Verformung fixiert werden. Bei Magnetventilen hingegen ist der "freifliegende" Hubanker stark verbreitet. In elektromechanischen Schaltelementen mit wenig Arbeitshub werden dünne Blattfedern fest verbunden und bewegen sich im Einsatz innerhalb ihres elastischen Bereichs. Kippanker in der Ventiltechnik sind oftmals mit federbelasteten Lagerungen ausgestattet, um spielfrei und verschleißunabhängig zu arbeiten. Bei federvorgespannten Lagerungen ist in den überwiegenden Fällen ein Einfluss der Lagerfeder auf den Ankerkörper und damit auch auf das Schalt- oder Ventilelement vorhanden. Dieser fällt je nach Toleranz und Montage positiv, neutral oder negativ für die Funktion ins Gewicht. Speziell bei der Anwendung als Stellglied in Steuerungsund Regelkreisen ist eine hohe Wiederholgenauigkeit sowie ein über die Serienfertig