(57)【要約】  本発明は、電磁弁用の弁カートリッジであって、カプセル（１７.１）と、該カプセル（１７.１）の内部において可動に案内された可動子（１４）と、カプセル（１７.１）内に押し込まれた弁挿入体（１８）と、主弁座（１３.１）を備えた弁座体（１３）とが設けられており、生ぜしめられた磁力によって移動させられる可動子（１４）が、弁挿入体（１８）によって案内された突き棒（１２）を移動させるようになっていて、該突き棒（１２）が、シールエレメント（１２.２）を備えた閉鎖エレメント（１２.１）を有しており、該シールエレメント（１２.２）がシール機能を果たすために主弁座（１３.１）内にシール作用をもって進入する形式のものに関する。本発明はまた、このような弁カートリッジを備えた電磁弁に関する。本発明の構成では、弁挿入体（１８）が、少なくとも２つのウェブ（２１）で半径方向においてカプセル（１７.１）に支持されるように構成されており、突き棒（１２）が、少なくとも２つの対応する長手方向ウェブ（２３）を介して弁挿入体（１８）とカプセル（１７.１）との間において案内されており、弁挿入体（１８）の少なくとも２つのウェブ（２１）の寸法と、突き棒（１２）の少なくとも２つの対応する長手方向ウェブ（２３）の寸法とが、互いに合わせられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁弁用の弁カートリッジであって、カプセル（１７.１）と、該カプセル（１７.１）の内部において可動に案内された可動子（１４）と、カプセル（１７.１）内に押し込まれた弁挿入体（１８）と、主弁座（１３.１）を備えた弁座体（１３）とが設けられており、生ぜしめられた磁力によって移動させられる可動子（１４）が、弁挿入体（１８）によって案内された突き棒（１２）を移動させるようになっていて、該突き棒（１２）が、シールエレメント（１２.２）を備えた閉鎖エレメント（１２.１）を有しており、該シールエレメント（１２.２）がシール機能を果たすために主弁座（１３.１）内にシール作用をもって進入する形式のものにおいて、弁挿入体（１８）が、少なくとも２つのウェブ（２１）で半径方向においてカプセル（１７.１）に支持されるように構成されており、突き棒（１２）が、少なくとも２つの対応する長手方向ウェブ（２３）を介して弁挿入体（１８）とカプセル（１７.１）との間において案内されており、弁挿入体（１８）の少なくとも２つのウェブ（２１）の寸法と、突き棒（１２）の少なくとも２つの対応する長手方向ウェブ（２３）の寸法とが、互いに合わせられていることを特徴とする、電磁弁用の弁カートリッジ。
【請求項２】
弁挿入体（１８）が少なくとも３つのウェブ（２１）を備えて構成されており、突き棒（１２）が少なくとも３つの対応する長手方向ウェブ（２３）を備えて構成されており、個々のウェブ（２１）の間もしくは個々の長手方向ウェブ（２３）の間の角度が、互いに異なっている、請求項１記載の弁カートリッジ。
【請求項３】
突き棒（１２）が、ウェブ（２１）の間において弁挿入体（１８）の開放したもしくは空所であるセグメント（２２）内に配置された長手方向ウェブ（２３）によって、軸方向で案内されている、請求項１又は２記載の弁カートリッジ。
【請求項４】
突き棒（１２）の長手方向ウェブ（２３）が平面で、可動子（１４）の磁極面（１４.１）に接触している、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁カートリッジ。
【請求項５】
突き棒（１２）の長手方向ウェブ（２３）が、可動子（１４）の磁極面（１４.１）の対応する凹設部（１４.２）に係合している、請求項１から３までのいずれか１項記載の弁カートリッジ。
【請求項６】
突き棒（１２）が、一端で弁座体（１３）の端面に支持された戻しばね（３６）の他端を支持するための一体成形された環状の支持部（３５）を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の弁カートリッジ。
【請求項７】
突き棒（１２）の長手方向セグメント（２３，２３′，２３′′）が弁挿入体（１８）の外輪郭と合わせられていて、ほぼ円形区分形状又は波形形状又は三角形形状を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の弁カートリッジ。
【請求項８】
カプセル（１７.１）が弁ブシュ（１８）を介してかしめ領域において流体ブロック（４０）とかしめ固定されており、主弁座（１３.１）を備えた弁座体（１３）がカプセル（１７.１）内に挿入されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の弁カートリッジ。
【請求項９】
弁座体（１３）が流体ブロック（４０）と流体に対するシール作用をもってプレス固定されている、請求項８記載の弁カートリッジ。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項記載の弁カートリッジ（１７）が設けられていることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の電磁弁用のカートリッジ、すなわち電磁弁用の弁カートリッジであって、カプセルと、該カプセルの内部において可動に案内された可動子と、カプセル内に押し込まれた弁挿入体と、主弁座を備えた弁座体とが設けられており、生ぜしめられた磁力によって移動させられる可動子が、弁挿入体によって案内された突き棒を移動させるようになっていて、該突き棒が、シールエレメントを備えた閉鎖エレメントを有しており、該シールエレメントがシール機能を果たすために主弁座内にシール作用をもって進入する形式のものに関する。本発明はまた、このような弁カートリッジを備えた電磁弁に関する。
【０００２】
汎用の電磁弁、特に液圧ユニット用の電磁弁であって、例えばアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）又はトラクションコントロールシステム（ＡＳＲ-Ｓｙｓｔｅｍ）又はエレクトロニックスタビリティプログラムシステム（ＥＳＰ-Ｓｙｓｔｅｍ）において使用される電磁弁が、図１に示されている。図１に示されているように、例えば無電流時開放式の調整弁として形成された汎用の電磁弁１は、磁束を生ぜしめる磁石構成群５と弁カートリッジ７とを有しており、磁石構成群５は、ハウジング周壁５.１と巻線保持体５０.２とコイル巻線５.３とカバー円板５.４とを有しており、弁カートリッジ７は、カプセル７.１と、このカプセル７.１にシール溶接部７.２を介して結合された弁挿入体８と、閉鎖エレメント２.１及びシールエレメント２.２を有する突き棒１２を備えた可動子４と、戻しばね６とを有している。磁石構成群５は、電気的な接続部５.５を介して行われるコイル巻線５.３への給電によって磁力を生ぜしめ、この磁力は、長手方向可動の可動子４を突き棒２と共に、戻しばね６の力に抗して弁挿入体８に向かって移動させる。弁挿入体８は、磁石構成群５からカバー円板５.４を介して導入される磁束を、軸方向で空隙を介して可動子４に向かって導く。さらに弁挿入体８は弁座体３を有しており、この弁座体３は主弁座３.１を有していて、この主弁座３.１には、球欠形状のシール体として形成されたシールエレメント２.２がシール作用をもって進入し、これによって電磁弁１のシール機能を切り換えることができる。図１からさらに分かるように、回転対称的に形成された弁挿入体８はシールエレメント２.２を備えた突き棒２を外側から案内する。つまりシールエレメント２.２を備えた突き棒２は、弁挿入体８の内部における内孔内において案内されている。弁挿入体８は可動子４と一緒に、磁石構成群５によって生ぜしめられる磁気回路の一部でもある。通常、非磁性のカプセル７.１は、磁気回路において二次空隙を形成している。カプセル７.１内において案内される可動子４は、小さな外径を有する小さな面で、突き棒２を押圧し、この突き棒２は、球欠形状のシール体として形成されたシールエレメント２.２で、弁座体３の、円錐座として形成された主弁座３.１においてシールされるか、又は圧力変化のための規定された間隙を開放する。弁挿入体８は液体を外部に向かってシールし、そのかしめジオメトリ８.１で流体ブロック４０において液密にかしめ固定される。圧縮ばね６は突き棒２を電磁弁の無電流状態において、開放位置に保つ。
【０００３】
発明の開示
本発明による電磁弁用の弁カートリッジは、冒頭に述べた形式のものにおいて、弁挿入体が、少なくとも２つのウェブで半径方向においてカプセルに支持されるように構成されており、突き棒が、少なくとも２つの対応する長手方向ウェブを介して弁挿入体とカプセルとの間において案内されており、弁挿入体の少なくとも２つのウェブの寸法と、突き棒の少なくとも２つの対応する長手方向ウェブの寸法とが、互いに合わせられている。このように構成された本発明による弁カートリッジには、公知のものに比べて次のような利点を有している。すなわち本発明による弁カートリッジでは、上記のように構成されていることによって、突き棒の長手方向ウェブは、弁挿入体のウェブの間における開放されたセグメントにおいて案内されていて、弁挿入体のウェブは、突き棒の長手方向ウェブの間における開放したセグメントにおいて案内されている。これによって突き棒は、従来技術とは異なり、弁挿入体の外側に配置され、つまり弁挿入体は内方に向かって移動させられている。さらに突き棒は、シールエレメントを備えた閉鎖エレメントを有していて、カプセルの内部において可動に案内された可動子によって移動させられ、この場合シールエレメントはシール機能を果たすために弁座体の主弁座に密につまりシール作用をもって進入する。弁挿入体の、ウェブとして形成された支持箇所においては、磁石構成群によって生ぜしめられる磁束が極めて良好に接続される。突き棒は、弁座体の主弁座において閉鎖エレメントのシールエレメントによってシールし、この場合突き棒の長手方向ウェブは、弁挿入体の開放されたセグメントにおいて、可動子の磁極面に到るまで案内されている。
【０００４】
本発明による弁カートリッジによって、存在している磁力は、突き棒運動のためと、所属の電磁弁の内部における力バランスのために、有効に利用されることができる。さらに、自由度が減じられることによって、突き棒及び可動子の案内は、弁カートリッジの外寸法をまったく又はほぼ変化させずに改善される。さらに、弁挿入体及び突き棒のための単純な部材ジオメトリが有利に可能であり、その結果、安価でかつ精度の高い部材を有利に形成することができる、択一的な製造方法を用いることができる。例えば突き棒を、その増大された直径に基づいて、金属深絞り工程によって製造することが可能であり、このようにすると、突き棒の精度を特にシールエレメントの領域において改善することができる。
【０００５】
本発明による弁カートリッジは、利用可能な大きな磁力を備えた、弁挿入体と可動子との間における大きな磁極面を、有利な形式で可能にする。このことは有利な形式で、多くの自由空間によって、有利な磁力作業点を利用して、圧力調節の可能性に関して所属の電磁弁の有利な設計を可能にする。
【０００６】
別の利点として、可動子の磁極面における突き棒の増大された支持直径は、この結合部に大きな安定性を与え、調節精度を改善する。それというのは、突き棒が傾倒する傾向は、小さな半径方向移動に基づいて減じられるからである。
【０００７】
別の利点として、突き棒の自由度は、弁挿入体の開放したセグメントにおける突き棒ウェブの軸方向案内によって制限される。これによって突き棒の回転を有利に制限することができ、かつ圧力調節精度を改善することができる。
【０００８】
請求項２以下に記載の構成によって、請求項１に記載された電磁弁用の弁カートリッジのさらに有利な構成が得られる。
【０００９】
本発明の特に有利な構成では、弁挿入体が少なくとも３つのウェブを備えて構成されており、突き棒が少なくとも３つの対応する長手方向ウェブを備えて構成されており、個々のウェブの間もしくは個々の長手方向ウェブの間の角度が、互いに異なっている。少なくとも３つのウェブの間における角度が同じでなく、互いに異なっていて、ただ１つの角度位置でしか合わないように構成されていて、弁体の角度座標と組み合わせられていると、弁の個別部材は必ず、特定の角度位置において互いに組み合わされることになる。このことは、個々の弁もしくは弁サンプル（Ventilexemplar）の間における機能上の差異を可能な限り小さくするために有利であり、その結果バッチのばらつきを減じることができ、有利である。
【００１０】
本発明による弁カートリッジの別の構成では、突き棒の長手方向ウェブが平面で、可動子の磁極面に接触している。択一的に、突き棒の長手方向ウェブが、可動子の磁極面の対応する凹設部に係合しているような構成も可能であり、このように構成されていると、突き棒セグメントと可動子の磁極面における対応する凹設部とを、所定の角度で有利に対応付けることができる。
【００１１】
本発明による弁カートリッジの別の構成では、突き棒が、一端で弁座体の端面に支持された戻しばねの他端を支持するための一体成形された環状の支持部を有している。
【００１２】
突き棒の長手方向セグメントは、弁挿入体の外輪郭と合わせられて、例えばほぼ円形区分形状又は波形形状又は三角形形状を有することができる。突き棒形状はしかしながらこれらの形状に制限されるものではなく、任意の形状を有することができる。突き棒形状によって例えば、弁挿入体の上側と下側との間における容積バランスを改善することができ、又はカプセルと弁挿入体との間における突き棒案内に有利な影響を与え、突き棒案内を最適化することができる。
【００１３】
本発明による弁カートリッジの別の構成では、カプセルが弁ブシュを介してかしめ領域において流体ブロックとかしめ固定されており、主弁座を備えた弁座体がカプセル内に挿入されている。これによってカプセルはまた、弁挿入体から外方に向かってのシール機能をも引き受けるので、弁の組立てを有利に簡単化することができる。そして従来技術とは異なり、カプセルと弁挿入体との間におけるシール溶接はもはや不要になる。従って、そのために必要な高価な溶接設備及び所属の作業工程を省くことができる。かしめ力は便ブシュが受け止める。さらに弁座体は流体ブロックと流体に対するシール作用をもってプレス固定されることができる。
【００１４】
以下においては、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、同一のもしくは同様な機能を有するコンポーネントもしくはエレメントには、同一符号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】汎用の電磁弁を示す断面図である。
【図２】電磁弁のための本発明による弁カートリッジの１実施例を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面した図である。
【図４ａ】図２及び図３に示された弁カートリッジのための突き棒を示す斜視図である。
【図４ｂ】図２及び図３に示された弁カートリッジのための弁挿入体を示す斜視図である。
【図５ａ】図２のＶ−Ｖ線に沿って弁カートリッジを断面した図である。
【図５ｂ】図２のＶ−Ｖ線に沿って弁カートリッジを断面した図である。
【図６ａ】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿って突き棒を断面した図である。
【図６ｂ】図２のＶＩ−ＶＩ線に沿って突き棒を断面した図である。
【図７】電磁弁のための本発明による弁カートリッジの別の実施例を示す断面図である。
【００１６】
発明の実施形態
図２に示されているように、電磁弁のための本発明による弁カートリッジ１７は、カプセル１７.１と、このカプセル１７.１の内部において可動に案内された可動子１４と、カプセル１７.１内に挿入された弁挿入体１８と、主弁座１３.１を備えた弁座体１３とを有している。可動子１４は、例えば図１に示された汎用の磁石構成群５に相当する図示されていない磁石構成群によって生ぜしめられる磁力によって運動させられる。可動子１４は、シールエレメント１２.２を備えた閉鎖エレメント１２.１を有していて弁挿入体１８によって案内された突き棒１２を、弁座体１３に向かって移動させ、これによってシールエレメント１２.２はシール作用をもって主弁座１３.１内に進入させられる。図２からさらに分かるように、図１に示された汎用の弁カートリッジ７に比べて延長されて形成された、本発明による弁カートリッジ１７のカプセル１７.１は、弁ブシュ１８.１を介して、かしめ領域において流体ブロック４０と固定されており、主弁座１３.１を備えた弁座体１３は、カプセル１７.１内に挿入されていて、領域２５において流体ブロック４０と流体密にプレス固定されている。流体供給は、弁座体１３における相応な貫通孔１３.２を通して行われ、弁カートリッジ１７からの流体流出は、カプセル１７.１における半径方向孔２６を通して行われる。
【００１７】
図２〜図４ｂからさらに分かるように、弁挿入体１８は図示の実施例では３つのウェブ２１で半径方向においてカプセル１７.１に支持されており、突き棒１２は対応する３つの長手方向ウェブ２３を介して弁挿入体１８とカプセル１７.１との間において半径方向で案内されている。弁挿入体１８のウェブ２１の寸法と突き棒１２の対応する長手方向ウェブ２３の寸法とは、互いに合わせられている。
【００１８】
従って本発明の核は、突き棒１２を弁挿入体１８の外側に位置するように構成すること、もしくは弁挿入体１８を内方に向かって移動させることにある。この場合弁挿入体１８は単にウェブ２１のところで半径方向においてカプセル１７.１に支持されており、これによって、これらの支持箇所において、図示されていない磁石構成群によって生ぜしめられた磁束の極めて良好な接続が可能になる。突き棒１２は、図１に示された汎用の弁カートリッジ７と同様に、弁座体１３の主弁座１３.１をシールし、弁挿入体１８から解放されたセグメント２２において、長手方向ウェブ２３を介して可動子１４の１つの磁極面１４.１にまで案内される。図３及び図４ａから分かるように、突き棒１２は完全に丸く形成されているのではなく、複数の長手方向ウェブ２３と、もしくは弁挿入体１８のウェブ２１のための自由なセグメント２４、つまりウェブ２１が係合する開放したセグメント２４を有している。突き棒１２と弁挿入体１８とがこのように互いに係合する様子は、特に図３の断面図から分かる。
【００１９】
図１に示された汎用の弁カートリッジ７に比べて、本発明による弁カートリッジは、弁挿入体１８と可動子１４との間に、利用可能な大きな磁力を備えた大きな有効磁極面を有している。このことは、より多くの自由空間によって有利な磁力作業点を利用して、弁カートリッジ１７もしくは所属の電磁弁を圧力調節の可能性に関してより有利に設計することを可能にする。さらに、弁挿入体１８及び突き棒１２のための簡単な部材ジオメトリが可能である。例えば突き棒１２はその大きな直径によって、例えば金属深絞り工程のためにより良好に適しており、これにより、突き棒１２の精度、特に球欠形状のシール部材として形成されたシールエレメント１２.２における突き棒１２の精度を、高めることができる。さらに可動子の磁極面１４.１における突き棒１２の支持直径もしくは接触直径が大きくなる。これによって可動子１４と突き棒１２との間における結合部の安定性が高まり、半径方向における小さな相対移動に基づいて、突き棒１２の傾斜もしくは旋回を減じることができる。これにより全体として、本発明による弁カートリッジ１７の調節精度が改善される。
【００２０】
突き棒１２の長手方向ウェブ２３が弁挿入体１８の自由なセグメント２２、つまり空所であるセグメント２２において軸方向案内されていること、もしくは弁挿入体１８のウェブ２１が突き棒１２の開放したセグメント２４において軸方向案内されていることによって、突き棒１２の自由度は制限され、突き棒１２の回動が阻止され、圧力調節精度が改善される。ウェブ２３の間の角度もしくはセグメント２４の間の角度は、等しく構成されることができ、３つのウェブ２３もしくはセグメント２４において例えば１２０°である。択一的に、ウェブ２３の間の角度もしくはセグメント２４の間の角度を、異ならせて構成することも可能であり、この場合に角度は、３つのウェブ２３もしくはセグメント２４において例えば１１８°、１２０°及び１２２°であってもよい。突き棒１２の長手方向ウェブ２３と弁挿入体１８のウェブ１２との配置は、それらがただ１つの角度位置においてしか互いに係合しないように、互いに合わせられている。このことは、弁座体１３の角度コーディングと組み合わせられることができる。これによって、個々の弁部材が互いに規定された１つの角度位置においてしか組み付けられ得ないようにすることができる。このことは、個々の弁の間における機能上の差異を可能な限り小さくするために、つまり個々の弁もしくはバッチのばらつきを小さくするために、有利である。
【００２１】
図５ａ，図５ｂの断面図から分かるように、突き棒１２の長手方向ウェブ２３は、図５ａに示された実施形態によれば可動子１４の磁極面１４.１に平面で接触していることができる。可動子１４の磁極面１４.１に突き棒ウェブ２３が平面で接触している、図５ａに示された実施形態とは択一的に、突き棒ウェブ２３と、可動子１４の磁極面１４.１における対応する凹設部１４.２とを、所定の角度で対応付けて配置することも可能である。図５ｂから分かるように、突き棒１２の長手方向ウェブ２３は、可動子１４の磁極面１４.１における対応する凹設部１４.２内に係合している。
【００２２】
図６ａ，図６ｂの断面図から分かるように、弁挿入体１８の外輪郭に合わせられる、ウェブ２３及び開放したセグメント２４の突き棒形状は、円形形状に制限されておらず、任意の形状を有することができる。例えば図６ａの横断面はウェブ２３′の波形形状を示し、図６ｂの横断面は、択一的にウェブ２３′′の三角形形状を示している。これによって例えば、弁挿入体１８の上側と下側との間における容積バランスを改善することや、又はカプセル１７.１と弁挿入体１８との間における突き棒案内に有利な影響を与えることができる。
【００２３】
図７から分かるように、本発明による弁カートリッジ１７の別の実施形態は戻しばね３６を有しており、この戻しばね３６は、突き棒１２に一体成形された環状の支持部３５として形成されたばね支持部と、弁座体１３の端面とに支持されている。戻しばね３６は図示の実施例では主弁座を無電流状態において開放状態に保つ。
【００２４】
本発明による弁カートリッジ１７の原理は、無電流時開放式の電磁弁においても、無電流時閉鎖式の電磁弁においても使用することができる。
【００２５】
本発明による弁カートリッジは、存在する磁力を、突き棒運動のため及び電磁弁の内的な力バランスのために効果的に利用することができる。さらに、自由度が減じられることによって、突き棒及び可動子の案内は、弁カートリッジの外寸をまったく又はほぼ変えることなしに改善される。部材ジオメトリ、つまり部材の幾何学形状を変えることによって、製造方法の変更ことが可能になり、この変更された製造方法によって、安価でかつ精度の高い部材を有利に得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
2011503457.tif 000013
2011503457.tif 000014
2011503457.tif 000015
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