DE10051433A1 - Solenoid for electronic valve controller e.g. for vehicle braking system, has three or more connections for two or more windings - Google Patents
Solenoid for electronic valve controller e.g. for vehicle braking system, has three or more connections for two or more windingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilspule für ein Ventilsteuergerät, bestehend aus ei nem Spulenkörper, auf dem die Drahtwicklungen angebracht sind, wobei der Draht mit Anschlussvorrichtungen verbunden ist, die wiederum mit einer elektronischen Ansteuerung verbunden sind.The invention relates to a valve coil for a valve control unit, consisting of egg nem bobbin on which the wire windings are attached, the wire is connected to connecting devices, which in turn with an electronic Control are connected.
Derartige Ventilspulen für Ventilsteuergeräte dienen dazu, Ventile in einem Hydrau likblock zu bewegen. Hierbei wird ein Ventilsteuergerät an einem Hydraulikblock derart befestigt, dass die Ventile des Hydraulikblocks in die Spulen des Ventilblocks ragen. Mit Hilfe der Spulen können magnetische Felder erzeugt werden, mit denen die Ventile bewegt werden. Fließt Strom durch eine Spule, so wird ein Magnetfeld erzeugt und damit das Ventil ausgelenkt. Je größer der Strom ist, desto stärker ist das Magnetfeld. Wird der Stromfluss beendet, so kehrt das Ventil in seine Ruhelage zurück. Jede Ventilspule weist zwei Anschlussvorrichtungen auf, mit denen die Ven tilspule über die Ansteuerschaltung mit Strom versorgt wird.Valve coils of this type for valve control devices are used to control valves in a hydraulic valve to move likblock. Here, a valve control unit on a hydraulic block attached such that the valves of the hydraulic block in the coils of the valve block protrude. Magnetic fields can be generated with the help of the coils the valves are moved. If current flows through a coil, it becomes a magnetic field generated and thus the valve deflected. The bigger the current, the stronger the magnetic field. If the current flow is ended, the valve returns to its rest position back. Each valve coil has two connection devices with which the Ven tilspule is supplied with power via the control circuit.
Der Nachteil solcher Ventilspulen besteht darin, dass es einer aufwendigen Strom regelanordnung in der Ansteuerschaltung bedarf, um den verschiedenen Anforde rungen nach schnellen Schaltzeiten - zum schnellen Auslenken des Ventils - und ge ringer Verlustleistung - beim Halten des Ventils - gerecht zu werden.The disadvantage of such valve coils is that it is an expensive current Control arrangement in the control circuit needs to meet the various requirements after fast switching times - for quick deflection of the valve - and ge ring power loss - when holding the valve.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilspule aufzuzeigen, die ohne aufwendige Stromregelanordnungen den gegensätzlichen Anforderungen nach schnellen Schalt zeiten - um das Ventil schnell an die gewünschte Position zu bewegen - und geringer Verlustleistung während des Betriebs - um das Ventil an der gewünschten Position zu halten - gerecht wird. The object of the invention is to demonstrate a valve spool which is inexpensive Current control arrangements meet the conflicting requirements for fast switching times - to move the valve quickly to the desired position - and less Power loss during operation - around the valve at the desired position to keep - just.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ventilspule gelöst, die zumindest drei Anschlussvorrichtungen aufweist, mit denen zumindest zwei Wicklungsbereiche bestromt werden können.According to the invention, the object is achieved by a valve coil which has at least three Has connection devices with which at least two winding areas can be energized.
Der Vorteil einer solchen Ventilspule, die mehrere Wicklungsbereiche aufweist, ist es, dass zwischen verschiedenen Widerstandswerten, die sich aus der Anzahl der Wicklungen, dem verwendeten Material und dessen Durchmesser ergeben, ausge wählt werden kann. Auch können andere Spulenparameter in ein und derselben Spule den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Zur schnellen Betätigung der Ventile des Hydraulikblocks werden die beiden Anschlussvorrichtungen bestromt, zwischen denen ein geringer Widerstandswert vorhanden ist. Um dann das Ventil möglichst verlustarm auf einer Position in der Ventilspule zu halten, wird auf einen höheren Widerstandswert umgeschaltet, indem eine andere Anschluss kombination ein und derselben Spule von der Ansteuerschaltung bestromt wird.The advantage of such a valve coil, which has several winding areas, is it that between different resistance values, which result from the number of Windings, the material used and its diameter result out can be chosen. Other coil parameters can also be in one and the same Coil can be adapted to the respective requirements. For quick actuation the valves of the hydraulic block become the two connection devices energized, between which there is a low resistance value. In order to to keep the valve in a position in the valve spool with as little loss as possible switched to a higher resistance value by connecting another combination of one and the same coil is energized by the control circuit.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Hierbei kann der Draht, der auf den Spulenkörper gewickelt ist, einstückig sein, wo bei seine beiden Enden mit jeweils einer Anschlussvorrichtung verbunden sind und einem oder mehreren dazwischenliegenden Drahtteilstücken, an denen Anschluss vorrichtungen ausgebildet sind. Auch können mehrere separate Drahtstücke auf dem Spulenkörper angeordnet sein. Dabei kann jedes Drahtende an einer separaten Anschlussvorrichtung enden. Ferner können zwei, an verschiedenen Drahtstücken ausgebildeten Enden mit einer gemeinsamen Anschlussvorrichtung verbunden sein. Auch können die unterschiedlich steuerbaren Wicklungen sowohl nebeneinander als auch übereinander angeordnet sein. Ferner können die Drahtteilstücke aus ver schiedenen Materialien aufgebaut sein bzw. unterschiedliche Durchmesser aufwei sen.Advantageous developments of the invention result from the subclaims. Here, the wire wound on the bobbin can be in one piece where are connected at both ends to a connecting device and one or more intermediate wire sections, to which connection devices are formed. Several separate pieces of wire can also be used the bobbin. Each wire end can be connected to a separate one Connection device ends. Furthermore, two, on different pieces of wire trained ends to be connected to a common connection device. The differently controllable windings can also be placed next to one another also be arranged one above the other. Furthermore, the wire sections from ver different materials or different diameters sen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammen hang mit den Zeichnungen dargestellt und erläutert werden.In the following, the invention is intended to be used in conjunction with exemplary embodiments Hang are illustrated and explained with the drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Ventilsteuergerät mit Hydraulikblock. Fig. 1 valve control unit with hydraulic block.
Fig. 2 Ventilspule mit mehreren Anschlussvorrichtungen. Fig. 2 valve coil with several connection devices.
Fig. 2.1 Schematische Darstellung einer zusammenhängenden Drahtwicklung einer Ventilspule mit drei Anschlüssen. Fig. 2.1 Schematic representation of a coherent wire winding of a valve coil with three connections.
Fig. 2.2 Schematische Darstellung zweier getrennter Drahtwicklungen einer Ventilspule mit vier Anschlüssen. Fig. 2.2 Schematic representation of two separate wire windings of a valve coil with four connections.
Fig. 2.3 Schematische Darstellung einer zusammenhängenden, übereinander angeordneten Drahtwicklung einer Ventilspule mit drei Anschlüssen. Fig. 2.3 Schematic representation of a coherent, superimposed wire winding of a valve coil with three connections.
Fig. 2.4 Schematische Darstellung zweier separaten, übereinander angeord neten Drahtwicklungen mit vier Anschlüssen. Fig. 2.4 Schematic representation of two separate, one above the other arranged wire windings with four connections.
Fig. 1 zeigt ein Ventilsteuergerät mit Hydraulikbaugruppe. Auf der Hydraulikbau gruppe 8 ist ein Ventilsteuergerät 7 angebracht. Das Ventilsteuergerät 7 besteht aus einer Leiterplatte 10, die mit elektronischen Bauteilen 11 bestückt ist. Die Leiter platte 10 bildet zusammen mit den elektronischen Bauteilen 11 die elektronische Ansteuerung für die Ventilspulen 1. Diese im Ventilsteuergerät 7 angeordneten Ven tilspulen 1, welche über ihre Anschlussvorrichtungen 6 mit der Leiterplatte 10 ver bunden sind, dienen dazu die Ventile 9 in der Hydraulikbaugruppe 8 zu betätigen. Jede Ventilspule 1 weist drei Anschlussvorrichtungen 6 auf. Diese Anschlussvorrich tungen 6 sind über die Leiterplatte 10 mit der elektronischen Ansteuerung elekt risch verbunden. Das Ventilsteuergerät 7 und die Hydraulikbaugruppe 8 sind so zu einander angeordnet, dass die Ventile 9 der Hydraulikbaugruppe 8 im Innern der Ventilspulen 1 angeordnet sind. Die Ventilspulen 1 bestehen aus einem Spulenkör per 5, auf dem mit einem oder mehreren Drähten Drahtwicklungen 3 angeordnet sind, die über die Anschlussvorrichtungen 6 von der elektronischen Ansteuerung angesteuert werden. Über den Ventilspulen 1 ist ein Spulenjoch 12 angebracht. Je de Spule 1 weist mehrere Wicklungsbereiche auf, die in dieser Abbildung nicht sichtbar sind, aber in den darauffolgenden Abbildungen detailliert dargestellt wer den. Die Bestromung der unterschiedlichen Wicklungsbereiche erfolgt über die An steuerung der entsprechenden Anschlussvorrichtungen 6, die den gewünschten Wicklungsbereich begrenzen. Fig. 1 shows a valve control unit with a hydraulic assembly. On the hydraulic construction group 8 , a valve control unit 7 is attached. The valve control unit 7 consists of a printed circuit board 10 which is equipped with electronic components 11 . The circuit board 10 forms together with the electronic components 11, the electronic control for the valve coils 1st This arranged in the valve control unit 7 Ven valve coils 1 , which are connected via their connecting devices 6 to the printed circuit board 10 , serve to actuate the valves 9 in the hydraulic assembly 8 . Each valve coil 1 has three connection devices 6 . These connecting devices 6 are electrically connected via the circuit board 10 to the electronic control. The valve control unit 7 and the hydraulic assembly 8 are arranged relative to one another in such a way that the valves 9 of the hydraulic assembly 8 are arranged in the interior of the valve coils 1 . The valve coils 1 consist of a bobbin by 5 , on which wire windings 3 are arranged with one or more wires, which are controlled via the connection devices 6 by the electronic control. A coil yoke 12 is attached over the valve coils 1 . Each coil 1 has several winding areas that are not visible in this figure, but are shown in detail in the following figures. The different winding areas are energized by controlling the corresponding connection devices 6 , which limit the desired winding area.
Fig. 2 zeigt eine Ventilspule 1. Die Ventilspule 1 besteht aus einem Spulenkörper 5, in dessen Innern ein Ventil des Hydraulikblocks eingeführt werden kann. Der Spulenkörper 5 ist von einem Draht umwickelt. Diese Ventilspule weist zwei Drahtwicklungsbereiche 3, 3.1 auf. Hier sind die beiden Drahtwicklungsbereiche koaxial zueinander angeordnet, wobei der Wicklungsbereich 3 den Wicklungsbereich 3.1 umgibt. Die Drahtwicklungen 3, 3.1 stehen in Verbindung mit den Anschlussvorrich tungen 6. Jedes Endstück und jedes Anfangsstück eines Drahtwicklungsbereichs wird auf eine Anschlussvorrichtung 6 geführt, wobei auch gemeinsame Anschluss vorrichtungen für unterschiedliche Wicklungsbereiche ausgebildet werden können. In diesem Anwendungsbeispiel wird das Anfangsstück des Drahtwicklungsbereichs 3.1 mit einer ersten Anschlussvorrichtung verbunden, dann wird der erste Teilbe reich 3.1 gewickelt; am Ende des ersten Teilbereichs 3.1 wird der Draht in eine zweite Anschlussvorrichtung 6 hineingeführt, damit verbunden und wieder heraus geführt, und weiter auf den Spulenkörper 5 aufgewickelt und am Ende mit der drit ten Anschlussvorrichtung 6 verbunden. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, ist der me tallische Kern des Drahtes mit einer isolierenden Umhüllung überzogen. Die mögli chen Anschlusskombinationen ergeben sich aus folgenden Zusammenstellungen: Der Teilbereich 3.1 wird durch die erste und zweite Anschlussvorrichtung aktiviert. Der Teilbereich 3 wird durch die zweite und dritte Anschlussvorrichtung aktiviert und der gesamte Wicklungsbereich wird durch die erste und dritte Anschlussvorrichtung aktiviert. So können auf einem Spulenkörper 5 drei verschiedene Spulen angeordnet werden und die für die Anwendung günstigsten Spulenparameter von der Ansteuer schaltung 4 ausgewählt werden. Fig. 2 shows a valve coil 1. The valve spool 1 consists of a spool 5 , in the interior of which a valve of the hydraulic block can be inserted. The coil former 5 is wrapped with a wire. This valve coil has two wire winding areas 3 , 3.1 . Here, the two wire winding areas are arranged coaxially to one another, with the winding area 3 surrounding the winding area 3.1 . The wire windings 3 , 3.1 are connected to the connecting devices 6 . Each end piece and each start piece of a wire winding area is guided onto a connection device 6 , whereby common connection devices can also be formed for different winding areas. In this application example, the start piece of the wire winding area 3.1 is connected to a first connection device, then the first partial area 3.1 is wound; at the end of the first section 3.1 , the wire is inserted into a second connection device 6 , connected to it and guided out again, and further wound onto the bobbin 5 and connected at the end to the third connection device 6 . In order to avoid short circuits, the metallic core of the wire is covered with an insulating sheath. The possible connection combinations result from the following combinations: Subarea 3.1 is activated by the first and second connection devices. The partial area 3 is activated by the second and third connection device and the entire winding area is activated by the first and third connection device. Thus, three different coils can be arranged on a bobbin 5 and the most favorable coil parameters for the application can be selected by the control circuit 4 .
Die nachfolgenden Figuren zeigen schematisch wie die Drahtwicklungen angeordnet sein können. Zur besseren Übersicht wurde auch auf die Darstellung des Spulen körpers verzichtet.The following figures show schematically how the wire windings are arranged could be. For a better overview, the representation of the coils was also body waived.
Fig. 2.1 zeigt eine schematische Wicklungsanordnung. Der Draht 2 bildet von der Anschlussvorrichtung 6.1 bis zur Anschlussvorrichtung 6.2 Drahtwicklungen 3 aus. Die Wicklungen 3 sind nebeneinander angeordnet. Das erste Teilstück des Drahtes 2, mit seinem ersten Drahtwicklungsbereich weist zwischen der Anschlussvorrich tung 6.1 und 6.2 einen ersten Widerstandswert auf. Ein zweites Teilstück des Drah tes 2, mit weiteren Drahtwicklungen weist zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.2 und 6.3 einen zweiten Widerstandswert auf. Das erste und das zweite Teilstück sind nebeneinander angeordnet. Der gesamte Draht 2 zwischen den Anschlüssen 6.1 und 6.3 weist den dritten und größten Widerstandswert auf. Um schnelle Schaltzei ten zu erhalten, wird zuerst der kleinste Drahtteilbereich, der beispielsweise zwi schen der Anschlussvorrichtung 6.1 und 6.2 liegt, bestromt. Ist das Ventil der Hydraulikbaugruppe dann an der gewünschten Position, so werden alle Drahtwicklun gen, die zusammen den größten Widerstand aufweisen, zwischen den Anschlussvor richtungen 6.1 und 6.3 angesteuert. Bei diesem Spulenparameter ist dann die Ver lustleistung und damit auch die Eigenerwärmung der Spule minimal, wodurch die thermische Belastung der gesamten Anordnung verbessert wird. Fig. 2.1 shows a schematic coil assembly. The wire 2 forms wire windings 3 from the connection device 6.1 to the connection device 6.2 . The windings 3 are arranged side by side. The first section of the wire 2 , with its first wire winding area, has a first resistance value between the connection devices 6.1 and 6.2 . A second section of the wire 2 , with further wire windings, has a second resistance value between the connection devices 6.2 and 6.3 . The first and the second section are arranged side by side. The entire wire 2 between the connections 6.1 and 6.3 has the third and largest resistance value. In order to obtain fast switching times, the smallest wire section, for example between the connecting devices 6.1 and 6.2, is energized first. If the valve of the hydraulic assembly is then in the desired position, all wire windings, which together have the greatest resistance, are actuated between the connection devices 6.1 and 6.3 . With this coil parameter, the power loss and thus the self-heating of the coil is minimal, which improves the thermal load on the entire arrangement.
Fig. 2.2 zeigt eine schematische Darstellung zweier nebeneinander angeordneten Drahtwicklungen 3. Hierbei sind zwei voneinander getrennte Drähte 2 nebeneinan der angeordnet. Der erste Draht 2, der zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.1 und 6.2 aufgewickelt ist, weist aufgrund seiner Länge den kleineren Widerstands wert auf. Das zweite längere Drahtstück 2 mit seinen Wicklungen 3 ist zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.3 und 6.4 angeordnet. Auch hier können die unterschied lichen Wicklungsbereiche gemäss den unterschiedlichen Anforderungen betrieben werden. Ferner können die Anschlussvorrichtungen 6.2 und 6.4 über die Ansteuer schaltung miteinander verbunden werden, so dass auch die gesamten Wicklungen zwischen 6.1 und 6.3 ausgenutzt werden können. Fig. 2.2 shows a schematic representation of two adjacent wire windings 3. Here, two separate wires 2 are arranged next to each other. The first wire 2 , which is wound between the connection devices 6.1 and 6.2 , has the smaller resistance value due to its length. The second longer piece of wire 2 with its windings 3 is arranged between the connecting devices 6.3 and 6.4 . Here too, the different winding areas can be operated according to the different requirements. Furthermore, the connection devices 6.2 and 6.4 can be connected to one another via the control circuit, so that the entire windings between 6.1 and 6.3 can also be used.
Fig. 2.3 zeigt zwei übereinander angeordnete Wicklungsbereiche. Der Draht 2 bil det von der Anschlussvorrichtung 6.1 bis zur Anschlussvorrichtung 6.2 Drahtwick lungen 3 aus. Das erste Teilstück des Drahtes 2, mit seinem ersten Drahtwicklungs bereich weist zwischen der Anschlussvorrichtung 6.1 und 6.2 einen ersten Wider standswert auf. Ein zweites Teilstück des Drahtes 2, mit weiteren Drahtwicklungen weist zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.2 und 6.3 einen zweiten Wider standswert auf. Das erste und das zweite Teilstück sind übereinander oder parallel angeordnet. Der gesamte Draht 2 zwischen den Anschlüssen 6.1 und 6.3 weist den dritten und größten Widerstandswert auf. Um schnelle Schaltzeiten zu erhalten, wird zuerst der kleinste Drahtteilbereich, der beispielsweise zwischen der Anschlussvor richtung 6.1 und 6.2 liegt, bestromt. Ist das Ventil der Hydraulikbaugruppe dann an der gewünschten Position, so werden alle Drahtwicklungen, die zusammen den größten Widerstand aufweisen, zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.1 und 6.3 angesteuert. Bei diesem Spulenparameter ist dann die Verlustleistung und damit auch die Eigenerwärmung der Spule minimal, wodurch die thermische Belastung der gesamten Anordnung verbessert wird. Fig. 2.3 shows two superimposed winding portions. The wire 2 forms from the connection device 6.1 to the connection device 6.2 wire windings 3 . The first section of the wire 2 , with its first wire winding area, has a first resistance value between the connection devices 6.1 and 6.2 . A second section of the wire 2 , with further wire windings, has a second resistance value between the connection devices 6.2 and 6.3 . The first and the second section are arranged one above the other or in parallel. The entire wire 2 between the connections 6.1 and 6.3 has the third and largest resistance value. In order to obtain fast switching times, the smallest wire section, which is for example between the connection devices 6.1 and 6.2, is energized first. If the valve of the hydraulic assembly is then in the desired position, all wire windings, which together have the greatest resistance, are actuated between the connection devices 6.1 and 6.3 . With this coil parameter, the power loss and thus the self-heating of the coil is minimal, which improves the thermal load on the entire arrangement.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2.4 beschrieben. Hierbei sind zwei von einander getrennte Drähte 2 übereinander oder parallel zueinander angeordnet. Der erste Draht 2, der zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.1 und 6.2 aufgewickelt ist, weist aufgrund seiner Länge, seines Querschnitts oder Materials den kleineren Widerstandswert auf. Das zweite Drahtstück 2 mit seinen Wicklungen 3 ist zwischen den Anschlussvorrichtungen 6.3 und 6.4 angeordnet. Auch hier können die unter schiedlichen Wicklungsbereiche gemäss den unterschiedlichen Anforderungen be trieben werden. Ferner können die Anschlussvorrichtungen 6.2 und 6.4 über die An steuerschaltung bei Bedarf miteinander verbunden werden, so dass auch die gesam ten Wicklungen zwischen 6.1 und 6.3 ausgenutzt werden können.Another exemplary embodiment is described in FIG. 2.4. Here, two wires 2 separated from one another are arranged one above the other or parallel to one another. The first wire 2 , which is wound between the connection devices 6.1 and 6.2 , has the smaller resistance value due to its length, its cross section or its material. The second piece of wire 2 with its windings 3 is arranged between the connecting devices 6.3 and 6.4 . Here too, the different winding areas can be operated according to the different requirements. Furthermore, the connection devices 6.2 and 6.4 can be connected to one another via the control circuit, so that the entire windings between 6.1 and 6.3 can also be used.
Für weitere Anwendungen können auch Drähte verwendet werden, die sich nicht nur in der Länge unterscheiden, sondern aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder verschiedene Durchmesser aufweisen. Auch können die unterschiedlichen Teilbereiche unterschiedliche Wicklungsdichten aufweisen.For other applications, wires can also be used that are not only differ in length, but consist of different materials or have different diameters. Even the different ones Sub-areas have different winding densities.
Ferner können auch noch weitere Wicklungsbereiche auf einem Spulenkörper ange ordnet werden.Furthermore, further winding areas can also be arranged on a coil former be classified.
Durch derartige Ventilspulen, die immer auch einen Hubmagneten darstellen, kön nen nicht nur Ventile, sondern auch andere Gegenstände in der gewünschten Weise bewegt werden.Such valve coils, which always also represent a solenoid, can not only valves, but also other objects in the desired manner be moved.
Claims (9)
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