DE1934212A1 - Impulse controlled double seat solenoid valve - Google Patents

Impulse controlled double seat solenoid valve

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DE1934212A1
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magnet
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Waldemar Hans
Iwan Komaroff
Ewald Ziegler
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Description

2.7.19692.7.1969

Anlage zur Patent- und
GebrauGhsmusterhilfsanmeldungAnnex to the patent and
Usage sample auxiliary registration

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart V/, BreitscheidstraßeROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart V /, Breitscheidstrasse Impulsgesteuertes DoppelsitzmagnetventilPulse-controlled double seat solenoid valve

Die Erfindung bezieht sich auf ein impulsgesteuertes Doppelsitzmagnetventil mit einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, druckausgeglichenen Steuerkolben und einem von diesem beeinflußbaren Ventilkörper, der in der einen Dichtlage eine Verbindung von einer Druckmittelleitung zu einem Verbraucher und in der anderen eine Verbindung vom Verbraucher zu einem Rücklauf herstellt. .The invention relates to a pulse-controlled double seat solenoid valve with a pressure-balanced control piston arranged within the valve housing and a valve body which can be influenced by this and which is in the a sealing layer a connection from a pressure medium line to a consumer and in the other a connection from the consumer to a return manufactures. .

Ein derartiges Ventil zeigt z.B. die Schweizer Patentschrift 4l6 252. Bei dem dort dargestellten Ventil ist zum Schließen desselben ein polarisierter Umsohlagmagnet verwendet, der an einer Außenwand des Ventilgehäuses angeordnet ist. Er hat Jedoch den Nachteil, daß der Steuerkolben samt seinen Schäften und die diese aufnehmenden Bohrungen genau aohsgleich verlaufen müssen, um ein Klemmen des Steuerkolbens zu vermeiden. Dies erfordert eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit mit den daraus sioh ergebenden hohen Perti-Such a valve is shown, for example, in Swiss patent specification 416,252 the valve shown there a polarized Umsohlagmagnet is used to close the same, which is arranged on an outer wall of the valve housing is. However, it has the disadvantage that the control piston together with its shafts and the holes receiving them run exactly the same must to avoid jamming of the control piston. This requires a high level of machining accuracy with the resulting high level of professionalism.

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gungskosten. Der Steuerkolben selbst gestattet wegen seiner verhältnismäßig großen zu beaufschlagenden Fläche und entsprechend großer Masse keine allzu große Schalthäufigkeit. Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der Steuerkolben als Magnetanker eines Hubmagneten ausgebildet und in einer den Magnetanker aufnehmenden Ausnehmung eines Spulenkörpers druckmittelumflossen bewegbar ist.costs. The control piston itself is permitted because of its relatively large area to be acted upon and correspondingly large mass not too high switching frequency. These disadvantages are thereby made according to the invention avoided that the control piston is designed as a magnet armature of a lifting magnet and is movable in a recess of a coil body that receives the magnet armature, surrounded by pressure medium.

Das zu diesem Zweck vorgesehene Spiel zwischen dem Steuerkolben und den ihn umgebenden Wandungen hat zur Folge, daß ein geringer seitlicher Versatz der Teile keinen nachteiligen Einfluß hat. Die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit sind dadurch nicht allzu groß. Außerdem gestattet die geringe Masse der bewegten Teile eine sehr hohe Schaltfrequenz.The play provided for this purpose between the control piston and him surrounding walls has the consequence that a slight lateral offset the parts have no adverse effect. The requirements for manufacturing accuracy are therefore not too big. In addition, the low mass of the moving parts allows a very high switching frequency.

Zwei Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:Two examples of the invention are shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Magnetventils mit einer Schließfeder,1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a solenoid valve with a closing spring,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Magnetventils, das hydraulisch schließbar ist.Fig. 2 shows a second embodiment of a solenoid valve that hydraulically is closable.

Ein Ventilgehäuse 1 nimmt in einer Iängsbohrung 2 einen Ventilkörper auf, der aus zwei Teilen JJ und 4 besteht, die Je einen Ventilsitz 5 und 6 aufweisen. Zwischen diesen Ventilsitzen 5 und 6 kann sieh eine Kugel 7 als Ventilschließkörper hin und her bewegen. Auf die Kugel 7 drückt ein Stößel 8, der durch die Kraft einer in einem sich an die Bohrung 2 anschließenden verengten Abschnitt 2a untergebrachten Feder 9 beaufschlagt ist. Die Feder stützt sich einerseits an einer Führungsscheibe 10 aus nichtmagnetischem Werkstoff, andererseits an einem auf einer Sdhulter 11 am Stößel 8 anliegenden Federteller 12 ab.A valve housing 1 receives a valve body in a longitudinal bore 2, which consists of two parts JJ and 4, each having a valve seat 5 and 6. Between these valve seats 5 and 6 can see a ball 7 as a valve closing body to move back and fourth. On the ball 7 pushes a plunger 8, which through the force of a narrowed section adjoining the bore 2 2a housed spring 9 is applied. The spring is supported on the one hand on a guide disc 10 made of non-magnetic material, on the other hand on a spring plate resting on a shoulder 11 on the plunger 8 12 from.

Die Führungsscheibe 10 wird durchdrungen von dem Stößel 8, auf dessen den Ventilsitzen 5 und 6 abgewandtes Ende ein ringförmiger Anker IjJ aufgeschoben und fest mit ihm verbunden ist. Das Ende des Stößels 8 ragt mit seiner Stirn 14 aus dem Anker 13 um einen geringen Betrag hervor. Der Anker selbst ist in einer Ausnehmung 15 in einem Magnetkern 16 mit Spiel bewegbar. In derThe guide disc 10 is penetrated by the plunger 8, on the An annular armature IjJ pushed on valve seats 5 and 6 facing away from the end and is firmly connected to him. The end of the plunger 8 protrudes with its end 14 from the armature 13 by a small amount. The anchor itself is movable in a recess 15 in a magnetic core 16 with play. In the

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Öffnungsstellung kann sich die Stirn 14 des Stößels 8 an eine Fläche 17 des Magnetkerns 16 anlegen,, der umgeben ist von einem Joch 18 mit Windungen Ein am Joch 18 anliegender Ring 18' aus nichtmagnetischem Stahl dient zum Abdichten gegen Austreten von Druckflüssigkeit zwischen dem Kern 16 und der Führungsscheibe 10. Ein topfförmiges Gehäuse 20 nimmt im wesentlichen die Teile I6,l8,l8' und 19 des Magneten auf. Ein Rand 21 des Gehäuses 20 umgreift einen Flansch 22 eines ringförmigen Zwischenstückes 23, dessen Fortsatz 24 andererseits von dem Rand 25 des Ventilgehäuses 1 umgriffen wird.In the open position, the end 14 of the plunger 8 can be on a surface 17 of the Apply magnetic core 16, which is surrounded by a yoke 18 with turns A ring 18 'made of non-magnetic steel and resting against the yoke 18 is used for Sealing against leakage of hydraulic fluid between the core 16 and the Guide disk 10. A cup-shaped housing 20 essentially takes the Split up 16, 18, 18 'and 19 of the magnet. An edge 21 of the housing 20 engages around a flange 22 of an annular intermediate piece 23, the extension of which 24, on the other hand, is encompassed by the edge 25 of the valve housing 1.

In einem Abschnitt 26 der Längsbohrung 2 ist ein Sieb 29 zum Reinigen der von einer nicht weiter dargestellten Förderquelle kommenden Druckflüssigkeit eingelegt. Eine Radialbohrung 27 läßt die Druckflüssigkeit zu einem nicht dargestellten Verbraucher fließen, während sich an eine zweite Radialbohrung 28 eine ebenfalls nicht dargestellte Ablaufleitung ansehließt.. Vom Abschnitt 26 aus verläuft im Ventilgehäuse eine Bohrung JO, die in einen die Führungsscheibe 10 umgebenden Ringraum 31 mündet. Von diesem Ringraum aus führt eine Nut 32 in die den Anker 13 aufnehmende Ausnehmung 15. Elektrische Zuleitungen 34 führen zu den Windungen 19 des Magnetsystems. O-Ringe 35*36,37 dichten den Ventilkörper 1 gegen die Wand einer stufenförmigen Ausnehmung in einem nicht dargestellten Steuerblock ab. Im Teil 3 des Ventilsitzkörpers ist eine den Sitz bildende Zulaufbohrung ausgebildet, deren Durchmesser demjenigen des Stößels 8 entspricht.In a section 26 of the longitudinal bore 2 is a sieve 29 for cleaning the inserted pressure fluid coming from a delivery source (not shown). A radial bore 27 allows the pressure fluid to one Consumers (not shown) flow, while a drainage line (also not shown) connects to a second radial bore 28. From section 26, a bore JO runs in the valve housing, which in an annular space 31 surrounding the guide disk 10 opens. Of this Annular space leads from a groove 32 into the recess receiving the armature 13 15. Electrical leads 34 lead to the windings 19 of the magnet system. O-rings 35 * 36,37 seal the valve body 1 against the wall a stepped recess in a control block, not shown. In part 3 of the valve seat body there is an inlet bore forming the seat formed, the diameter of which corresponds to that of the plunger 8.

Die in das Ventil gelangende Druckflüssigkeit wirkt einerseits auf die Kugel 7,andererseits dringt sie über die Bohrung 30 in den Ringraum 3I und von dort über die Nut 32 in die Ausnehmung I5 ein, von wo aus sie auf die Stirn 14 des Stößels 8 wirkt.The hydraulic fluid that enters the valve acts on the one hand on the ball 7, on the other hand, it penetrates via the bore 30 into the annular space 3I and from there via the groove 32 into the recess I5, from where it is applied to the forehead 14 of the plunger 8 acts.

Damit aber ist ein vollkommener hydraulischer Kräfteausgleich zwischen dem Ventilschließkörper (Kugel 7) und dem Stößel 8 geschaffen.But with this there is a complete hydraulic balance of forces between the Valve closing body (ball 7) and the plunger 8 created.

Sobald zum Öffnen des Ventils Strom durch die Magnetwindungen 19 fließt, wird durch das nunmehr entstandene Magnetfeld der Anker 13 unter Überwindung der Kraft der Feder 9 angezogen, bis die Stirn 14 des Stößels 8 an der Fläche 17 des Magnetkerns 16 anliegt. Da der Stößel 8 nicht mit seiner gesamten Stirnfläche anliegt, besteht keine Gefahr des Anklebens des Ankers As soon as current flows through the magnet windings 19 to open the valve, the armature 13 is attracted by the now created magnetic field, overcoming the force of the spring 9, until the end 14 of the plunger 8 on the Surface 17 of the magnetic core 16 rests. Since the plunger 8 is not in contact with its entire end face, there is no risk of the armature sticking

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am Magnetkern. Bei diesem Vorgang ist die Kugel 7 zum Anliegen auf den Sitz im Ventilkörper 4 gekommen, und der Stößel 8 hat sich um einen geringen Betrag von der Kugel 7 abgehoben, da auch in dieser Stellung der Abstand zwischen der Kugel 7 und der Fläche 17 am Kern 16 größer ist als die Länge des Stößels 8. Die Druckflüssigkeit kann nun ungehindert durch die Radialbohrung 27 .dem Verbraucher zufließen. Beim Abschalten des Magnetkerns wird die Kugel 7 durch die Kraft der Feder 9 wieder auf ihren Sitz gedrückt, wo-, durch der Weg von der Radialbohrung 27 zu der Radialbohrung 28, d. h. zum Rücklauf freigegeben ist.on the magnetic core. During this process, the ball 7 is to rest on the seat come in valve body 4, and the plunger 8 has moved by a small amount lifted from the ball 7, since in this position too the distance between the ball 7 and the surface 17 on the core 16 is greater than the length of the plunger 8. The hydraulic fluid can now pass unhindered through the radial bore 27. Flow to the consumer. When switching off the magnetic core the ball 7 is pressed back onto its seat by the force of the spring 9, where- by the path from the radial bore 27 to the radial bore 28, d. H. to the Reverse is enabled.

Durch die Öffnungs- bzw. Schließkräfte, die wegen des hydraulischen Druckausgleichs sehr klein sein können, sowie durch den kleinen Hub des Schließkörpers ist ein rasch aufeinander folgendes Öffnen und Schließen des Ventils ohne Schwierigkeit durchzuführen. Die Öffnungsfrequenz wird dabei durch elektrische Impulse gesteuert.Due to the opening and closing forces due to the hydraulic pressure equalization can be very small, and the small stroke of the closing body allows the valve to open and close in rapid succession to perform without difficulty. The opening frequency is thereby through controlled electrical impulses.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist der Querschnitt des Stößels größer als derjenige der Zulaufbohrung jj8. Gleiche Teile sind hier mit denselben Zahlen versehen, wie beim vorigen Ausführungsbeispiel. Der Stößel ist mit 40 bezeichnet und als Hohlkörper ausgebildet, um seine Masse klein zu halten. Er ist an seinem der Kugel 7 abgewandten Ende mit einer Scheibe 4l verschlossen und von einem Mantel 42 aus magnetischem Werkstoff umgeben, der zugleich den Steuerkolben bildet. Er liegt in einer Ausnehmung 4j5 am Magnetkern 16, der über die Bohrung J>0 in einem Ringraum 44 und entlang des Spaltes 45 mit Druckmittel vom Zulauf her beaufschlagt ist.In the embodiment according to FIG. 2, the cross section of the plunger is larger than that of the inlet bore jj8. The same parts are provided with the same numbers as in the previous embodiment. The plunger is denoted by 40 and is designed as a hollow body in order to keep its mass small. It is closed at its end facing away from the ball 7 with a disk 4l and surrounded by a jacket 42 made of magnetic material, which at the same time forms the control piston. It is located in a recess 4j5 on the magnet core 16, which is acted upon by pressure medium from the inlet via the bore J> 0 in an annular space 44 and along the gap 45.

Das zylindrische Ventilgehäuse 46 hat an seinen Außenumfang im Bereich des Verbraucher- und Rüeklaufansehlusses einen zylindrischen Absatz 47, der zusammen mit einem das Ventilgehäuse aufnehmenden Steuerblock 48 einen Ringraum 49 bildet. Gegen eine Schulter 50 des Steuerblocks legt sich ein Dichtring (O-Ring) 51, an den sich ein Ring 52 aus Stahl anschließt. Dieser hat Radialbohrungen 53> die in Höhe der Radialbohrung 27 des Ventilgehäuses liegen. Auf den Ring 52 folgt wiederum ein Dichtring 51, an den sich ebenfalls ein Ring 55 aus Stahl anschließt, der genau so ausgebildet ist wie der Ring 52. Seine Radialbohrungen liegen in Höhe der Bohrung 28. Zwischen diesen Ring und einer Schulter 56 des Ventilgehäuses liegt nochmals ein Dichtring 51·The cylindrical valve housing 46 has a cylindrical shoulder 47 on its outer circumference in the area of the consumer and return connection, which, together with a control block 48 receiving the valve housing, forms an annular space 49. A sealing ring (O-ring) 51, to which a ring 52 made of steel is attached, rests against a shoulder 50 of the control block. This has radial bores 53 > which are at the level of the radial bore 27 of the valve housing. The ring 52 is in turn followed by a sealing ring 51, which is also followed by a ring 55 made of steel, which is designed exactly like the ring 52. Its radial bores are at the level of the bore 28. Between this ring and a shoulder 56 of the valve housing another sealing ring 51

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Die zuletzt genannten Teile werden unter einer gewissen Vorspannung im Steuerblock eingebaut, sodaß durch eine Verformung der Dichtringe 51 eine gute Abdichtung hergestellt wird.The last-mentioned parts are under a certain preload in the control block built in, so that a good seal is produced by deformation of the sealing rings 51.

Da die druckbeaufschlagte Stirnfläche des Stößels 40 in der Ausnehmung 45 größer ist als die druckbeaufschlagte Fläche der Kugel 7 welche am Ventilsitz 5 anliegt, ergibt sich eine Überschußkraft des Stößels 1J-O, die den Ventilkörper (Kugel 7) auf den Ventilsitz 5 drückt, wenn der Magnet nicht erregt ist. Die zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 benötigte Feder 9 kann somit hier entfallen.Since the pressurized face of the plunger 40 in the recess 45 is larger than the pressurized surface of the ball 7 which rests on the valve seat 5, there is an excess force of the plunger 1 JO, which presses the valve body (ball 7) onto the valve seat 5 when the Magnet is not energized. The spring 9 required for the exemplary embodiment in FIG. 1 can thus be omitted here.

Wird der Magnet erregt, so wird der Stößel 8 von der Kugel 7 abgehoben, diese legt sich auf den Ventilsitz 6 und Druckmittel kann nunmehr vom Zulauf zum Verbraucher strömen.If the magnet is excited, the plunger 8 is lifted from the ball 7, this lies down on the valve seat 6 and pressure medium can now flow from the inlet to the consumer.

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Claims (7)

Robert Bosch GmbH R. 9506 Le/WeRobert Bosch GmbH R. 9506 Le / We Stuttgart ·Stuttgart Ansprüche:Expectations: Γ 1.J Irapulsgesteuertes Doppelsitz-Magnetventil mit einem innerhalb des Ventilgehäuses angeordneten, druckausgeglichenen Steuerkolben und einem von diesem beeinflußbaren Ventilkörper, der in der einen Dichtlage eine Verbindung von einer Druckmittelzuleitung zu einem Verbraucher und in der anderen eine Verbindung vom Verbraucher zu einem Rücklauf herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (12) als Magnetanker eines Hubmagneten ausgebildet und in einer den Magnetanker aufnehmenden Ausnehmung (23) eines Spulenkörpers (16,18,19) druckmittelumflossen bewegbar ist.Γ 1. J Irapulse-controlled double-seat solenoid valve with a pressure-compensated control piston arranged within the valve housing and a valve body that can be influenced by the latter, which in one sealing position establishes a connection from a pressure medium supply line to a consumer and in the other a connection from the consumer to a return line, characterized in that the control piston (12) is designed as a magnet armature of a lifting magnet and can be moved in a recess (23) of a coil body (16, 18, 19) that receives the magnet armature and is surrounded by pressure medium. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (13) einen fest mit ihm verbundenen Stößel (8) aufnimmt, der in einer im Gehäuse angeordneten Scheibe (10) geführt ist und daß am Stößel (8) eine Feder (9) angreift,die in Schließrichtung des Ventilkörpers (7) wirkt.2. Valve according to claim 1, characterized in that the control piston (13) a fixedly connected plunger (8) receives which is guided in a disc (10) arranged in the housing and that on the plunger (8) a Spring (9) engages, which acts in the closing direction of the valve body (7). 35. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben als Differenzkolben (13a) ausgebildet ist, dessen Überschußkraft in Schließrichtung des Ventilkörpers (7) wirkt.35. Valve according to claim 1, characterized in that the control piston as Differential piston (13a) is formed, the excess force of which acts in the closing direction of the valve body (7). 4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Stößels (l8) so bemessen ist, daß zwischen ihm und dem Ventilkörper (7) ein Abstand gebildet ist, wenn der Ventilkörper an dem dem Zulauf abgewandten Sitz (6) anliegt.4. Valve according to claims 1 to 3, characterized in that the length of the plunger (18) is dimensioned so that a distance is formed between it and the valve body (7) when the valve body is on the one facing away from the inlet Seat (6) rests. 5. Ventil nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (8) . den Steuerkolben (I3) durchdringt und daß die dem Magnet zugewandte Stirnfläche (14) des Stößels bei offengesteuerter Druckmittelzuleitung am Magnetkern (16) anliegt.5. Valve according to claim 2 and 4, characterized in that the plunger (8). the control piston (I3) penetrates and that the end face facing the magnet (14) of the plunger rests against the magnet core (16) when the pressure medium supply line is open. 6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zum Abdichten zwischen dem Ventilgehäuse und der dieses umgebenden Wand gebildete Raum (49) sich verformende Dichtringe (51) eingesetzt sind.6. Valve according to one of claims 1 to 5 »characterized in that for Sealing between the valve housing and the space formed around it (49) deforming sealing rings (51) are used. 009883/1164009883/1164 Robert Bqsch GmbH R. 9506 Le/WeRobert Bqsch GmbH R. 9506 Le / We StuttgartStuttgart 7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dichtringen (51) Ringe (52) aus nicht verformbaren Werkstoff mit Durchbrüchen (55) in Hohe von Radialbohrungen (27,28), die als Zu- oder Ablauf für das Druckmittel dienen, vorgesehen sind. y. 7. Valve according to claim 6, characterized in that between the sealing rings (51) rings (52) made of non-deformable material with openings (55) in the amount of radial bores (27, 28) which serve as an inlet or outlet for the pressure medium , are provided. y. 009883/1164009883/1164
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