[发明专利]电磁阀

说明书

本发明涉及一种磁阀以及一种用于控制这种磁阀的方法。

在DE 10 2004 009 460 A1中公开了一种磁阀。该磁阀具有阀套连同导入阀套中的阀芯用以控制压力介质通路。在此，由往复磁铁操作该阀芯。阀芯具有环形的或者说管状的容纳在磁体盆中的线圈，其中磁体盆在此由阀芯穿过。所述线圈大致与阀芯同轴地布置并且围卡阀芯。用从磁体盆中伸出的端部段将阀芯与磁性衔铁固定地连接。为了移动阀芯，通过线圈以磁力加载磁性衔铁，由此该磁性衔铁沿着磁体盆的方向运动，直到磁性衔铁的指向阀芯的环形端面靠在磁体盆的环形端面上。

在EP 1 088 182 B1中示出了另一磁阀。在此，代替阀芯设置了可经由起动磁铁操作的阀杆，该阀杆在操作中开启布置在阀座上的阀球。往复磁铁具有围卡长形的磁极铁心的线圈。在此，该磁极铁心由阀杆穿过，该阀杆在磁极铁心的两个端部上伸出。通过阀杆的第一端部段可以用闭合力加载阀球。在第二端部段上将阀杆与扁平衔铁固定地连接。该阀杆在线圈通电时远离该线圈运动，由此降低了通过阀杆作用到阀球上的闭合力。

前面所解释的解决方案具有以下缺点，即磁阀转换地比较慢并且在装置技术上设计地非常麻烦。

相应地，本发明的任务是实现一种构造简单并且快速转换的磁阀。此外，本发明的任务是实现一种用于控制这种磁阀的方法，用该方法可以在能量需求较小时快速转换磁阀。

所述任务在磁阀方面用权利要求1的特征得到解决并且在方法方面用权利要求13的特征得到解决。

按本发明，磁阀具有阀套，其中可轴向运动地引导阀体。阀体尤其涉及阀芯或者阀杆用于控制至少一个压力介质连接。为了用往复磁铁操作阀体，该阀体与衔铁尤其扁平衔铁连接。在此，往复磁铁与衔铁的远离阀体的端侧对置地布置，从而用磁力加载该衔铁。

所述解决方案具有以下优点，即可以特别快速地操作这种磁阀并且其具有很大的磁力，因为往复磁铁没有如开头所述的现有技术一样被阀体穿过并且由此具有很大的极性作用面。为了操作磁阀，阀体经由衔铁被大面积的极性作用面朝往复磁铁吸。这种磁阀还可以特别简单地进行构造。

优选所述衔铁经由阀体在阀套中进行引导并且不需要自己引导。

所述往复磁铁有利地具有磁线圈，该磁线圈插入磁体盆的大致沿轴向引入的基本上空心柱形的凹处中，由此该磁体盆具有两个环形面作为比较大的极性作用面。

在本发明的其它有利的设计方案中，所述磁体盆在指向衔铁的盆侧上沿轴向缩进，从而实现环形的阶梯，衔铁在往复运动中可以深入该阶梯中。通过该阶梯收紧磁通，由此相对于现有技术显著增加了在操作过程开始时作用到衔铁上的磁力（极形效应）。

大致与磁体盆同轴地将止挡杆插入其中。该止挡杆大致从磁体盆的盆侧朝衔铁伸出。该止挡杆用作衔铁和/或阀芯的稳定的止挡并且定义了衔铁的指向往复磁铁的端侧与盆侧之间的剩余气隙。

为了在往复磁铁断开时将阀体连同衔铁一起移动的基本位置中，设置了弹簧，该弹簧在装置技术中简单地布置在止挡杆的凹处中并且支撑在其上并且用弹簧力对衔铁或者说阀体进行加载。

为了使磁阀的制造便宜，所述止挡杆和磁体盆分别在其远离衔铁的端侧上支撑在唯一共同的支撑面上，由此相对于现有技术降低了有待遵守的公差的数量。此外，由此以较少的装置技术上的花费精确地定义了转换位置中在衔铁的端侧与磁体盆的盆侧之间的剩余气隙，这对于切断时间来说是重要的影响因素。

所述磁体盆优选精确地装入阀套中，由此实现了磁体盆与阀套之间很好的热传递。

为了产生少涡流的磁路，该磁路实现了磁通的快速形成，所述磁体盆由具有特殊高阻抗（高电阻）的软磁材料制成，尤其由压制或烧结材料制成，尤其由电阻很高的软磁复合物（SMC）制成。

有利的衔铁材料是高阻抗的软磁实心材料，尤其具有大致10到15%之间较高铬含量的合金钢。

所述阀套优选由奥氏体钢制成，并且止挡杆由非铁磁性材料制成。其例如同样可以是奥氏体钢或不锈钢。

按本发明的用于快速并且节省能量地转换所述磁阀的方法可以具有以下步骤：

在往复磁铁上施加增压，该增压大于额定电压，从而在衔铁的往复运动的开始阶段中快速形成磁通，并且随后在开始阶段之后在其它往复运动中施加降低的电压。

作为降低的电压适用位于增压和额定电压之间的获取电压（Pick-Up-Spannung）从而进一步使衔铁加速。在随后的步骤中可以在往复磁铁上施加负的去除电压用于快速降低磁场能量并且用于降低往复结束时的磁力。随后例如为了保持衔铁而在往复磁体上施加正的低于获取电压的保持电压。