EP1153235A1 - Solenoid valve - Google Patents

Solenoid valve

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Publication number
EP1153235A1
EP1153235A1 EP00907523A EP00907523A EP1153235A1 EP 1153235 A1 EP1153235 A1 EP 1153235A1 EP 00907523 A EP00907523 A EP 00907523A EP 00907523 A EP00907523 A EP 00907523A EP 1153235 A1 EP1153235 A1 EP 1153235A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
actuating magnet
magnet according
bore
tappet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP00907523A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans WÖLFGES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Mannesmann Rexroth AG
Bosch Rexroth AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann Rexroth AG, Bosch Rexroth AG filed Critical Mannesmann Rexroth AG
Publication of EP1153235A1 publication Critical patent/EP1153235A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0655—Lift valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644—One-way valve
    • F16K31/0651—One-way valve the fluid passing through the solenoid coil

Definitions

  • the invention relates to a proportional actuating magnet, in particular for a hydraulic valve.
  • the known actuating magnets have a pole with a valve cone receiving bore for receiving a valve cone and an essentially cylindrical pole tube with a pole tube bore for receiving an essentially cylindrical armature.
  • an air gap of approximately 0.1 mm to 0.4 mm is provided between the armature and the pole tube bore, or on the side of the armature plunger, the armature space is open to the outside environment, so that the hydraulic fluid is throttled into the armature space without throttling. and can flow out. Air and dirt can get into the armature space unhindered and interfere with the function of the proportional actuating magnet.
  • Vent screws have not proven to be suitable for venting, since a large number of vent screws would have to be provided in order to always ensure venting from the highest point in the magnet interior when the hydraulic solenoid valve is installed in different positions.
  • Air bubbles present in the interior of the proportional actuating magnet are particularly disadvantageous since they reduce the compression modulus of the pressure fluid and thus considerably reduce the damping of the movement of the armature.
  • the solenoid valve easily vibrates can be excited, which cause malfunctions in the operation of the hydraulic solenoid valve.
  • dirt can get stuck in the armature bearing in the armature space and thus lead to failure of the actuating magnet.
  • the invention is therefore based on the object of providing a hydraulic solenoid valve and a proportional actuating magnet, in particular for a hydraulic solenoid valve, with which reliable operation is always possible.
  • an armature tappet is provided between the armature and valve cone, which has a smaller diameter than the armature and valve cone. Furthermore, in the area between the valve cone receiving bore and the pole tube around the armature tappet, a stowage area with a tappet passage opening is provided, an annular gap having a predetermined gap width being formed between the inside of the tappet passage opening and the outside of the armature tappet running in the tappet passage opening around the circumference of the tappet passage opening .
  • the invention accordingly provides for the hydraulic fluid between the armature space and the external environment to flow in and out throttled on the side of the armature plunger, so that a back pressure builds up in the armature space on the side of the armature plunger, which dampens the movement of the armature.
  • the inventive design of the area between the valve cone receiving bore and the pole tube always ensures good damping of the movement of the armature.
  • the hydraulic fluid that flows into or out of the pole tube by a movement of the armature in the pole tube must be the Step through the annular gap, where it is subject to the influence of friction. This creates a resistance to the flow, which dampens the movement of the armature.
  • the entry of dirt and air into the pole tube is effectively prevented by the design with the annular gap around the armature tappet.
  • a particularly advantageous solenoid valve with a proportional actuating magnet results when the diameter of the armature plunger is chosen to be particularly small. On the one hand, this results in a low oil exchange between the pole tube and the valve cone receiving bore when the armature moves. On the other hand, with the same gap width, the annular gap area decreases proportionally with the diameter of the armature plunger. A small annular gap area increases the damping effect on the armature and reduces the risk of air and / or dirt entering the pole tube. In addition, the low oil exchange between the pole tube and valve cone receiving bore counteracts the entry of air and / or dirt into the pole tube.
  • the armature plunger should advantageously not rub in the stowage area in order not to increase any hysteresis of the actuating magnet.
  • the annular gap is reduced even further, for example to smaller dimensions than 0.1 mm. It is particularly advantageous to carry out the mounting of the armature so that only a small axial play occurs. When the armature is supported in this way, the gap width can namely be reduced even further without the armature tappet rubbing in the stowage area due to the axial displacements of the armature, which would increase the hysteresis of the actuating magnet.
  • the gap width should be designed so that there is a noticeable damping of the movement of the armature when the armature moves due to the throttling of the hydraulic oil in the annular gap.
  • the interior of the pole tube is also automatically vented, so that vent screws can be saved.
  • the storage area is advantageously designed as a substantially circular disk-shaped baffle plate in which the tappet passage opening is arranged in the center. This results in a particularly simple manufacture and assembly of the actuating magnet according to the invention.
  • a foil bearing is provided in the area between the outer surface area of the armature and the pole tube bore, which can also essentially completely fill the space between the outer surface of the armature and the pole tube bore. This results in a design of the interior of the pole tube in such a way that air pockets can only form with difficulty because the long, narrow gap between the pole tube and anchor is avoided by the foil bearing.
  • the pole tube can have a closure cover on its side facing away from the valve cone receiving bore, which cover can contain various assemblies. So it is conceivable to use an adjusting device for the closure cover Setting the working point of the armature. This can be done, for example, by providing an adjusting screw in the cover.
  • the closure lid can also have a restoring device for loading the armature with a restoring force.
  • a reset device has proven itself, which in particular can also protrude into the armature.
  • the space occupied by the resetting device is always flowed through by hydraulic fluid which, when the armature moves, moves within compensation holes provided in the armature. This effectively counteracts the formation and accumulation of air bubbles in the pole tube.
  • the restoring device exerts a restoring force on the armature and can be designed such that in the armature movement direction, when the cone tip moves towards the valve seat, part of the magnetic force is stored in two pressure springs connected in series.
  • an armature return spring is preloaded slightly and the preload force is limited by a stop.
  • a vibration damping spring is pre-tensioned until the cone tip rests in the valve seat. The spring rate of the vibration damping spring is high. This feather will be few
  • the armature can have a spring space extending in the axial direction of the armature, from the bottom of which bore at least one compensating bore to one End face of the anchor runs. This ensures thorough flushing of the armature with hydraulic fluid, which counteracts the formation of air bubbles.
  • the invention is also implemented in a hydraulic solenoid valve which has a proportional actuating magnet designed according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross section through a proportional actuating magnet according to the invention and FIG. 2 shows a cross section through a partial area of the actuating magnet from FIG. 1.
  • Figure 1 shows a proportional actuating magnet 1 according to the invention in cross section.
  • the actuating magnet 1 is essentially divided into an actuating coil 2 and a pole 3, on which the actuating coil 2 is placed and fastened with a plastic nut 4.
  • the actuating coil 3 has a coil housing 5, which essentially has the shape of a pot.
  • an annular disk 6 is inserted, which has a passage opening 7 in which the pole 3 is arranged.
  • the coil housing is formed into a housing base 8, in which a bottom opening 9 is provided, which ends with the outside of the pole 3.
  • a magnet coil 10 is arranged, which has a plurality of coil turns provided on a coil carrier 11, which are connected to two connecting lugs 12 provided on the outside of the coil housing 5.
  • Solenoid 10 occupied volume inside the coil housing 5 is filled with a potting compound 13.
  • the pole 3 is divided into a valve cone region 14 on the left in FIG. 1, which is followed by a pole tube 15 on the right in FIG. 1.
  • a cone area 16 is provided, which is designed as an anti-magnetic material area which is connected in one piece with the valve cone area 14 and the pole tube 15.
  • the transition region between the pole tube 15, the cone region 16 and the valve cone region 14 is shaped such that a force is generated on the valve cone 20 by the actuating magnet 1, which force is proportional to the current applied.
  • the valve cone area 14 is provided with an axially extending and continuous valve cone bore 17.
  • a valve seat 18 is inserted, in which an inlet nozzle 19 is arranged.
  • a valve plug 20 inserted into the valve plug bore 17 projects with a plug tip 21 into the seat bore 22 of the valve seat 18 and forms a throttle gap with the valve seat edge 22a.
  • the actuating magnet works as a direct operated proportional pressure relief valve and regulates the pressure in the inflow P.
  • hydraulic fluid can flow from the inflow P into the seat bore 22 and the throttle gap at the valve seat edge 22a into the valve cone bore 17 and flow out of it again via tank connection openings 23 provided radially in the valve cone region 14.
  • valve cone 20 In addition to the cone tip 21, the valve cone 20 also has two essentially cylindrical guide sections 24 which are provided with overflow flats 25 which are particularly clearly visible in this view.
  • the two guide sections 24 are connected to one another by a connecting section 26 with a smaller diameter.
  • the outside diameter of the The guide section is dimensioned such that the valve cone 20 is movably guided in the valve cone bore 17.
  • valve cone region 14 of the pole 3 is provided on the one hand with a pole thread 27 and on the other hand with a stop shoulder 28 which, when the pole 3 is screwed in, bears against the valve housing in a valve housing (not shown in this view).
  • an armature space 29 is formed with a cylindrical pole tube bore 62, in which an armature 30 with an essentially cylindrical shape is inserted so as to be axially displaceable.
  • the pole tube bore 62 is completely lined with a foil bearing, not shown here, for example made of teflon material.
  • the dimensions of the pole tube bore 62 and the armature 30 are selected so that the foil bearing completely fills the space between the outside of the armature 30 and the pole tube bore 62, the armature 30 still being freely movable within the pole tube bore 62.
  • the armature 30 has in its plunger end face 31, which is located on the left in FIG. 1, in the middle a plunger pocket bore 32 into which a rod-shaped armature plunger 33 is inserted.
  • an annular plunger shoulder 34 is formed on the anchor plunger 33, with which the anchor plunger 33 is supported on the plunger end face 31 of the armature 30.
  • the end of the armature tappet 33 pointing away from the armature 30 lies on the end face of the guide section 24 of the valve cone 20 which is located on the right in FIG. 1.
  • the armature plunger 33 runs in a region between the plunger end face 31 and the guide section 24 through a baffle plate 35, which in a transition region between the armature chamber 29 and the valve cone bore 17 into the pole 3 is inserted.
  • the baffle plate 35 is provided with a centrally located tappet bore 36.
  • the baffle plate 35 is tightly connected to the pole 3 on its outer circumference for a good function of the actuating magnet 1.
  • the tappet bore 36 is so small that the armature tappet 33 can just be moved essentially frictionlessly within the tappet bore 36 when the armature 30 moves axially.
  • the armature 30 also has a spring chamber 38 designed as a blind hole on a rear end side 37 opposite the plunger end face 31.
  • the base of the spring chamber 38 is connected to the plunger end face 31 via two flow channels 39 in such a way that hydraulic fluid can pass through the flow channels 39 when the armature 30 moves within the armature space 29.
  • the pole tube 15 is closed at its end on the right-hand side in FIG. 1 with a metallic closure cover 40.
  • the closure cover 40 has a circumferential flanging groove 41 arranged on the outside, into which a pole tube edge 42 of the pole tube 15 is pressed into the pole tube 15 when the closure cover 40 is in the inserted state.
  • an annular groove 43 is formed on the outside, into which a sealing ring 44 is inserted, so that there is a tight connection between the outside of the closure cap 40 and the inside of the pole tube 15 .
  • a fixing thread 45 is formed on the outside of the closure cap 40 outside the pole tube 15 and cooperates with an internal thread of the plastic nut 4 which is complementary thereto.
  • the plastic nut 4 can be screwed onto the closure cover 40, where it acts on the housing base 8 of the coil housing 5 with a nut underside 46 and presses it firmly against a valve housing, not shown in this view, into which the pole 3 is screwed.
  • One on the underside of the washer 6 The provided locking cam 47, which engages in a locking cam opening (not shown in this view) in the valve housing, prevents the coil housing 5 from rotating with respect to the valve housing.
  • the closure cap 40 has an axially extending and continuous adjusting screw bore 48 in the interior, into which an adjusting screw 49 is inserted.
  • the adjusting screw 49 has a screw head 50, in which an hexagon socket opening 51 is formed.
  • a threaded area 52 adjoins the screw head 50, which cooperates with a corresponding internal thread area on the closure cover 40.
  • a plastic ring 53 is provided in the threaded area 52 between the closure cover 40 and the adjusting screw 49 to prevent the adjustment screw 49 from rotating in the closure cover 40.
  • the adjusting screw 49 has a sealing area 54, in the outside of which a sealing ring 55 is arranged, which effects a seal between the adjusting screw 49 and the adjusting screw bore 48.
  • a rod-shaped return spring support 56 of the adjusting screw 49 extends into the spring chamber 38 of the armature 30.
  • the return spring carrier 56 has at its end a stop disk 57, on which one end of a vibration damping spring 58 is supported.
  • the other end of the vibration damping spring 58 is supported on a stop sleeve 59 fastened in the spring chamber 38, which is secured by a retaining ring 60 which is located both in a groove in the stop sleeve 59 and in a groove in the Spring chamber 38 engages, is fixed axially with respect to the armature 30.
  • an armature return spring 61 is inserted in the interior of the stop sleeve 59 in a region between the return spring support 56 and the wall of the stop sleeve 59 the state shown in Figure 1 is compressed by the action of the vibration damping spring 58.
  • FIG. 2 shows a cross section through a partial region of the armature 30 and the adjusting screw 49 in a state in which the armature 30 is shifted to the right compared to the state shown in FIG. 1.
  • the stop disk 57 is firmly connected to the return spring support 56 by flanging over a material area.
  • the actuating magnet 1 behaves as follows.
  • the armature 30 is pulled into the pressure control position shown in FIG. 1, in which it acts on the valve cone 20 via the armature tappet 33 such that the cone tip 21 forms a predetermined throttle gap with the valve seat edge 22a.
  • hydraulic fluid flows out of the valve cone bore 17 via the annular gap between the tappet bore 36 and the armature tappet 33 into the armature chamber 29.
  • the hydraulic fluid in the armature chamber 29 displaced by the armature 30 and flows through the flow channels 39 in the armature 30 and via the spring chamber 38 in the rear armature space 63.
  • the vibration damping spring 58 dampens the control strokes of the armature 30 in both directions. If a pressure oscillation occurs in the seat bore 22 and the pressure drops below the predefined value, the valve cone 20 moves to the left with the armature 30 and reduces the throttle gap between the valve edge 22a and the valve cone tip 21. At the same time, the vibration damping spring 58 moves higher. excited, and due to the high spring rate of this spring, the control stroke of the valve cone 20 is reduced to the left. If the pressure in the seat bore 22 rises above the predetermined value, the higher hydraulic force acting on the valve cone tip 21 pushes the valve cone 20 and the armature 30 to the right. The vibration damping spring 58 is relaxed according to its spring rate.
  • the magnetic force previously stored in the vibration damping spring 58 is released and increases by the amount by which the spring force decreases. This reduces the control stroke of the valve plug to the right.
  • the damping devices listed prevent the control movements of valve cone 20 and armature 30 from becoming too large, as a result of which permanent vibrations are effectively suppressed.
  • the vibration damping spring 58 presses the armature 30 to the right by the preload stroke of this spring, which is only a few tenths of a millimeter. Subsequently, the armature return spring 61 pushes the armature 30 against the sealing cover stop surface 64. This creates a large throttle gap between the valve seat edge 22a and the valve cone tip 21, which offers only a small resistance to the flowing hydraulic fluid.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a proportional actuating magnet (1) for a hydraulic solenoid valve, comprising a pole (3) with a location bore (17) for receiving a valve cone (20), in addition to a pole tube (15) for receiving an armature (30). An armature plunger (33) extends between the armature (30) and valve cone (20). A retention area (35) with an opening (36) for the penetration of the plunger is provided in the area around the armature plunger, between the location bore (17) for receiving the valve cone and the pole tube (15). An annular gap of predetermined width is configured between the interior of the opening (36) for the penetration of the plunger and the exterior of the armature plunger (33) that runs through the opening (36) for the penetration of said plunger.

Description

Beschreibungdescription
MAGNETVENTILMAGNETIC VALVE
Die Erfindung betrifft einen proportionalen Betätigungsmagneten insbesondere für ein hydraulisches Ventil.The invention relates to a proportional actuating magnet, in particular for a hydraulic valve.
Die bekannten Betätigungsmagnete weisen einen Pol mit einer Ventilkegelaufnahmebohrung zur Aufnahme eines Ventilkegels sowie ein im wesentlichen zylindrisches Polrohr mit einer Polrohrbohrung zur Aufnahme eines im wesentlichen zylindrischen Ankers auf. Bei den bekannten Betätigungsmagneten ist zwischen dem Anker und der Polrohrbohrung ein Luftspalt von ca. 0,1 mm bis 0,4 mm vorgesehen, oder auf der Seite des Ankerstößels ist der Ankerraum zur Außenumgebung offen, so daß die Hydraulikflüssigkeit ungedrosselt in den Ankerraum ein- und ausströmen kann. Luft und Schmutz können ungehindert in den Ankerraum gelangen und die Funktion des proportionalen Betätigungsmagneten stören. Es ist sehr schwierig, beim Ent- lüften des im Polrohr vorgesehenen Ankerraums die Luft völlig aus dem langen schmalen Spalt zwischen Anker und Polrohrbohrung zu entfernen. Darüber hinaus weisen die bekannten proportionalen Betätigungsmagnete häufig Zwischenräume und Ver- bindungsbohrungen auf, in denen sich beim Befüllen mit Hy- drauliköl Luftsäcke bilden.The known actuating magnets have a pole with a valve cone receiving bore for receiving a valve cone and an essentially cylindrical pole tube with a pole tube bore for receiving an essentially cylindrical armature. In the known actuating magnets, an air gap of approximately 0.1 mm to 0.4 mm is provided between the armature and the pole tube bore, or on the side of the armature plunger, the armature space is open to the outside environment, so that the hydraulic fluid is throttled into the armature space without throttling. and can flow out. Air and dirt can get into the armature space unhindered and interfere with the function of the proportional actuating magnet. It is very difficult to completely remove the air from the long narrow gap between the armature and the pole tube bore when venting the armature space provided in the pole tube. In addition, the known proportional actuating magnets frequently have gaps and connecting bores in which air bags form when they are filled with hydraulic oil.
Entlüftungsschrauben haben sich hierbei nicht als zur Entlüftung geeignet erwiesen, da eine Vielzahl von Entlüftungsschrauben vorgesehen werde müßte, um bei wechselnder Einbau- läge des hydraulischen Magnetventils von der höchsten Stelle im Magnetinnenraum stets ein Entlüften zu gewährleisten.Vent screws have not proven to be suitable for venting, since a large number of vent screws would have to be provided in order to always ensure venting from the highest point in the magnet interior when the hydraulic solenoid valve is installed in different positions.
Dabei sind im Inneren des proportionalen Betätigungsmagnets vorhandene Luftblasen besonders nachteilig, da diese den Kom- pressionsmodul der Druckflüssigkeit reduzieren und somit die Dämpfung der Bewegung des Ankers erheblich vermindern. Dies hat zur Folge, daß das Magnetventil leicht zu Schwingungen angeregt werden kann, die Störungen im Betrieb des hydraulischen Magnetventils verursachen. Außerdem kann sich Schmutz im Ankerraum in die Ankerlagerung einklemmen und so zum Ausfall des Betätigungsmagneten führen.Air bubbles present in the interior of the proportional actuating magnet are particularly disadvantageous since they reduce the compression modulus of the pressure fluid and thus considerably reduce the damping of the movement of the armature. As a result, the solenoid valve easily vibrates can be excited, which cause malfunctions in the operation of the hydraulic solenoid valve. In addition, dirt can get stuck in the armature bearing in the armature space and thus lead to failure of the actuating magnet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Magnetventil sowie einen proportionalen Betätigungsmagneten insbesondere für ein hydraulisches Magnetventil bereitzustellen, mit denen stets ein zuverlässiger Betrieb mög- lieh ist.The invention is therefore based on the object of providing a hydraulic solenoid valve and a proportional actuating magnet, in particular for a hydraulic solenoid valve, with which reliable operation is always possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the subject matter of the independent claims. Advantageous further developments result from the respective subclaims.
Gemäß der Erfindung ist zwischen Anker und Ventilkegel ein Ankerstößel vorgesehen, der gegenüber dem Anker und Ventilkegel einen kleineren Durchmesser aufweist. Weiterhin ist im Bereich zwischen Ventilkegelaufnahmebohrung und Polrohr um den Ankerstößel herum ein Staubereich mit einer Stößeldurchtrittsöffnung vorgesehen, wobei zwischen der Innenseite der Stößeldurchtrittsöffnung und der Außenseite des in der Stößeldurchtrittsöffnung verlaufenden Ankerstößels um den Umfang der Stößeldurchtrittsöffnung herum ein Ringspalt mit ei- ner vorbestimmten Spaltbreite ausgebildet ist.According to the invention, an armature tappet is provided between the armature and valve cone, which has a smaller diameter than the armature and valve cone. Furthermore, in the area between the valve cone receiving bore and the pole tube around the armature tappet, a stowage area with a tappet passage opening is provided, an annular gap having a predetermined gap width being formed between the inside of the tappet passage opening and the outside of the armature tappet running in the tappet passage opening around the circumference of the tappet passage opening .
Der Erfindung sieht demnach vor, auf der Seite des Ankerstößels die Hydraulikflüssigkeit zwischen Ankerraum und Außenumgebung gedrosselt ein- und ausströmen zu lassen, so daß sich im Ankerraum auf der Seite des Ankerstößels ein Staudruck aufbaut, der die Bewegung des Ankers dämpft.The invention accordingly provides for the hydraulic fluid between the armature space and the external environment to flow in and out throttled on the side of the armature plunger, so that a back pressure builds up in the armature space on the side of the armature plunger, which dampens the movement of the armature.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bereichs zwischen Ventilkegelaufnahmebohrung und Polrohr ist stets eine gute Dämpfung der Bewegung des Ankers gewährleistet. Die Hydraulikflüssigkeit, die durch eine Bewegung des Ankers im Polrohr in das Polrohr einströmt bzw. aus diesem ausströmt muß den Ringspalt durchtreten, wobei sie einem Reibungseinfluß unterliegt. Dadurch wird der Strömung ein Widerstand entgegen gesetzt, der dämpfend auf die Bewegung des Ankers einwirkt.The inventive design of the area between the valve cone receiving bore and the pole tube always ensures good damping of the movement of the armature. The hydraulic fluid that flows into or out of the pole tube by a movement of the armature in the pole tube must be the Step through the annular gap, where it is subject to the influence of friction. This creates a resistance to the flow, which dampens the movement of the armature.
Vorteilhafterweise wird durch die Ausführung mit dem Ringspalt um den Ankerstößel herum auch das Eintreten von Schmutz und Luft in das Polrohr wirkungsvoll verhindert.Advantageously, the entry of dirt and air into the pole tube is effectively prevented by the design with the annular gap around the armature tappet.
Bei der Erfindung hat sich herausgestellt, daß sich ein be- sonders vorteilhaftes Magnetventil mit einem proportionalen Betätigungsmagnet dann ergibt, wenn der Durchmesser des Ankerstößels besonders klein gewählt wird. Zum einen ergibt sich dadurch ein geringer Olaustausch zwischen Polrohr und Ventilkegelaufnahmebohrung bei einer Bewegung des Ankers. Zum anderen verringert sich bei gleicher Spaltbreite die Ringspaltfläche proportional mit dem Durchmesser des Ankerstößels. Eine geringe Ringspaltfläche erhöht den Dämpfungseffekt auf den Anker und verringert die Gefahr des Eintretens von Luft und/oder Schmutz in das Polrohr. Zusätzlich wird auch durch den geringen Olaustausch zwischen Polrohr und Ventilkegelaufnahmebohrung dem Eintreten von Luft und/oder Schmutz in das Polrohr entgegengewirkt. Vorteilhafterweise sollte der Ankerstößel in dem Staubereich nicht reiben, um eine etwaige Hysterese des Betätigungsmagneten nicht zu ver- größern.It has been found in the invention that a particularly advantageous solenoid valve with a proportional actuating magnet results when the diameter of the armature plunger is chosen to be particularly small. On the one hand, this results in a low oil exchange between the pole tube and the valve cone receiving bore when the armature moves. On the other hand, with the same gap width, the annular gap area decreases proportionally with the diameter of the armature plunger. A small annular gap area increases the damping effect on the armature and reduces the risk of air and / or dirt entering the pole tube. In addition, the low oil exchange between the pole tube and valve cone receiving bore counteracts the entry of air and / or dirt into the pole tube. The armature plunger should advantageously not rub in the stowage area in order not to increase any hysteresis of the actuating magnet.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung hat es sich besonders bewährt, den Ringspalt zwischen Ankerstößel und der Stößeldurchtrittsöffnung so auszubilden, daß das Verhältnis der Spaltbreite zu dem Durchmesser des Ankerstößels kleiner alsIn the configuration according to the invention, it has proven particularly useful to design the annular gap between the anchor tappet and the tappet passage opening in such a way that the ratio of the gap width to the diameter of the anchor tappet is less than
0,25 und insbesondere kleiner als 0,05 ist. Dabei ergibt sich eine gute Funktion, wenn die Ringspaltbreite 0,1 mm beträgt und wenn der Stößeldurchmesser 2 mm beträgt. Bei einem Ankerdurchmesser von 16,7 mm stellt sich dann ein zuverlässiger Betrieb des erfindungsgemäßen Betätigungsmagneten ein.0.25 and in particular less than 0.05. This works well if the ring gap width is 0.1 mm and the ram diameter is 2 mm. With an armature diameter of 16.7 mm, reliable operation of the actuating magnet according to the invention is then established.
Weitere Verbesserungen ergeben sich, wenn der Ringspalt noch weiter verkleinert wird, beispielsweise auf Maße von kleiner als 0,1 mm. Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Lagerung des Ankers so auszuführen, daß nur ein geringes Axialspiel auftritt. Bei einer solchen Lagerung des Ankers kann die Spaltbreite nämlich noch weiter verringert werden, ohne daß der Ankerstößel aufgrund der axialen Verlagerungen des Ankers in dem Staubereich reibt, wodurch eine Hysterese des Betätigungsmagneten vergrößert würde.Further improvements result if the annular gap is reduced even further, for example to smaller dimensions than 0.1 mm. It is particularly advantageous to carry out the mounting of the armature so that only a small axial play occurs. When the armature is supported in this way, the gap width can namely be reduced even further without the armature tappet rubbing in the stowage area due to the axial displacements of the armature, which would increase the hysteresis of the actuating magnet.
Erfindungsgemäß soll die Spaltbreite so ausgeführt werden, daß sich bei einer Bewegung des Ankers aufgrund der Drosselung des Hydrauliköls im Ringspalt eine merkliche Dämpfung der Bewegung des Ankers ergibt.According to the invention, the gap width should be designed so that there is a noticeable damping of the movement of the armature when the armature moves due to the throttling of the hydraulic oil in the annular gap.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Betätigungsmagneten wird der Innenraum des Polrohr auch selbsttätig entlüftet, so daß Entlüftungsschrauben eingespart werden können.With the design of the actuating magnet according to the invention, the interior of the pole tube is also automatically vented, so that vent screws can be saved.
Vorteilhafterweise ist der Staubereich als im wesentlichen kreisscheibenförmige Stauscheibe ausgebildet, in der die Stößeldurchtrittsöffnung mittig angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Herstellung und Montage des erfindungsgemäßen Betätigungsmagneten .The storage area is advantageously designed as a substantially circular disk-shaped baffle plate in which the tappet passage opening is arranged in the center. This results in a particularly simple manufacture and assembly of the actuating magnet according to the invention.
Weiterhin ist im Bereich zwischen der äußeren Mantelfläche des Ankers und der Polrohrbohrung eine Folienlagerung vorgesehen, die den Raum zwischen der äußeren Mantelfäche des Ankers und der Polrohrbohrung auch im wesentlichen vollständig ausfüllen kann. Dadurch ergibt sich eine Gestaltung des Innenraums des Polrohrs derart, daß sich nur noch schwer Luft- sacke bilden können, weil der lange schmale Spalt zwischen Polrohr und Anker durch die Folienlagerung vermieden wird.Furthermore, a foil bearing is provided in the area between the outer surface area of the armature and the pole tube bore, which can also essentially completely fill the space between the outer surface of the armature and the pole tube bore. This results in a design of the interior of the pole tube in such a way that air pockets can only form with difficulty because the long, narrow gap between the pole tube and anchor is avoided by the foil bearing.
In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Betätigungsmagnets kann das Polrohr auf seiner von der Ventilkegelauf- nahmebohrung abgewandten Seite einen Verschlußdeckel aufweisen, der verschiedene Baugruppen beinhalten kann. So ist es denkbar, den Verschlußdeckel mit einer Justiervorrichtung zur Einstellung des Arbeitspunktes des Ankers auszuführen. Dies kann beispielsweise durch das Vorsehen einer Justierschraube im Verschlußdeckel erfolgen.In a further embodiment of the actuating magnet according to the invention, the pole tube can have a closure cover on its side facing away from the valve cone receiving bore, which cover can contain various assemblies. So it is conceivable to use an adjusting device for the closure cover Setting the working point of the armature. This can be done, for example, by providing an adjusting screw in the cover.
Weiterhin kann der Verschlußdeckel auch eine Rückstellvorrichtung zur Beaufschlagung des Ankers mit einer Rückstellkraft aufweisen. Hierzu hat sich eine Rückstellvorrichtung bewährt, die insbesondere auch in den Anker hineinragen kann. Bei dieser Ausgestaltung wird der von der Rückstellvorrich- tung eingenommene Raum immer von Hydraulikflüssigkeit durchströmt, die sich bei der Bewegung des Ankers innerhalb von im Anker vorgesehenen Ausgleichsbohrungen bewegt. Dadurch wird der Bildung und Ansammlung von Luftblasen im Polrohr wirksam entgegen gewirkt.Furthermore, the closure lid can also have a restoring device for loading the armature with a restoring force. For this purpose, a reset device has proven itself, which in particular can also protrude into the armature. In this embodiment, the space occupied by the resetting device is always flowed through by hydraulic fluid which, when the armature moves, moves within compensation holes provided in the armature. This effectively counteracts the formation and accumulation of air bubbles in the pole tube.
Die Rückstellvorrichtung übt eine Rückstellkraft auf den Anker aus und kann dabei so ausgebildet sein, daß in der Ankerbewegungsrichtung, wenn sich die Kegelspitze auf den Ventilsitz zu bewegt, ein Teil der Magnetkraft in zwei hintereinan- der geschaltete Druckfedern gespeichert wird. Dabei wird zuerst eine Ankerrückzugsfeder gering vorgespannt und die Vorspannkraft durch einen Anschlag begrenzt. Anschließend wird eine Schwingungsdämpfungsfeder weiter vorgespannt, bis die Kegelspitze im Ventilsitz aufliegt. Die Federrate der Schwin- gungsdämpfungsfeder ist hoch. Diese Feder wird nur wenigeThe restoring device exerts a restoring force on the armature and can be designed such that in the armature movement direction, when the cone tip moves towards the valve seat, part of the magnetic force is stored in two pressure springs connected in series. First, an armature return spring is preloaded slightly and the preload force is limited by a stop. Then a vibration damping spring is pre-tensioned until the cone tip rests in the valve seat. The spring rate of the vibration damping spring is high. This feather will be few
Zehntel Millimeter vorgespannt. Mit dieser Vorrichtung kann der Nullpunktabgleich der Sollwert-Druckkennlinie durchgeführt werden, Druckschwingungen werden gedämpft und bei Sollwert 0, nachdem die Schwingungsdämpfungsfeder entspannt ist, zieht die Ankerrückzugsfeder den Anker gegen die Verschlußdeckelanschlagfläche zurück, damit ein kleines Druckgefälle am Drosselspalt zwischen Ventilsitz und Kegelspitze erreicht wird.Prestressed by a tenth of a millimeter. With this device, the zero point adjustment of the setpoint pressure characteristic curve can be carried out, pressure vibrations are damped and at setpoint 0, after the vibration damping spring has been released, the armature return spring pulls the armature back against the cover stop face, so that a small pressure drop at the throttle gap between the valve seat and the cone tip is achieved.
Schließlich kann der Anker einen sich in axialer Richtung des Ankers erstreckenden Federraum aufweisen, von dessen Bohrungsgrund aus wenigstens eine Ausgleichsbohrung zu einer Stirnfläche des Ankers verläuft. Dadurch ist eine gründliche Durchspülung des Ankers mit Hydraulikflüssigkeit gewährleistet, wodurch der Ausbildung von Luftblasen entgegen gewirkt wird.Finally, the armature can have a spring space extending in the axial direction of the armature, from the bottom of which bore at least one compensating bore to one End face of the anchor runs. This ensures thorough flushing of the armature with hydraulic fluid, which counteracts the formation of air bubbles.
Schließlich ist die Erfindung auch in einem hydraulischen Magnetventil verwirklicht, das einen erfindungsgemäß ausgebildeten proportionalen Betätigungsmagneten aufweist.Finally, the invention is also implemented in a hydraulic solenoid valve which has a proportional actuating magnet designed according to the invention.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen proportionalen Betätigungsmagneten und Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Teilbereich des Betätigungsmagneten aus Figur 1.FIG. 1 shows a cross section through a proportional actuating magnet according to the invention and FIG. 2 shows a cross section through a partial area of the actuating magnet from FIG. 1.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen proportionalen Betätigungsmagneten 1 im Querschnitt. Der Betätigungsmagnet 1 glie- dert sich im wesentlichen in eine Betätigungsspule 2 und in einen Pol 3, auf den die Betätigungsspule 2 aufgesetzt und mit einer Kunststoffmutter 4 befestigt ist.Figure 1 shows a proportional actuating magnet 1 according to the invention in cross section. The actuating magnet 1 is essentially divided into an actuating coil 2 and a pole 3, on which the actuating coil 2 is placed and fastened with a plastic nut 4.
Die Betätigungsspule 3 hat ein Spulengehäuse 5, das im we- sentlichen die Form eines Topfes hat. An einer offenen Stirnfläche des Spulengehäuses 5 ist eine Ringscheibe 6 eingesetzt, die eine Durchtrittsöffnung 7 aufweist, in der der Pol 3 angeordnet ist. An der der Ringseite 6 gegenüberliegenden Stirnfläche ist das Spulengehäuse zu einem Gehäuseboden 8 um- geformt, in der eine Bodenöffnung 9 vorgesehen ist, die mit der Außenseite des Pols 3 abschließt. In dem von der Außenseite des Pols 3 und dem Spulengehäuse 5 gebildeten Holraum ist eine Magnetspule 10 angeordnet, die eine Vielzahl von auf einem Spulenträger 11 vorgesehenen Spulenwindungen aufweist, die an zwei auf der Außenseite des Spulengehäuses 5 vorgesehenen Anschlußfahnen 12 angeschlossen sind. Das nicht von der Magnetspule 10 eingenommene Volumen im Inneren des Spulengehäuses 5 ist mit einer Vergußmasse 13 ausgefüllt.The actuating coil 3 has a coil housing 5, which essentially has the shape of a pot. On an open end face of the coil housing 5, an annular disk 6 is inserted, which has a passage opening 7 in which the pole 3 is arranged. On the end face opposite the ring side 6, the coil housing is formed into a housing base 8, in which a bottom opening 9 is provided, which ends with the outside of the pole 3. In the cavity formed by the outside of the pole 3 and the coil housing 5, a magnet coil 10 is arranged, which has a plurality of coil turns provided on a coil carrier 11, which are connected to two connecting lugs 12 provided on the outside of the coil housing 5. Not from that Solenoid 10 occupied volume inside the coil housing 5 is filled with a potting compound 13.
Der Pol 3 gliedert sich in einen in Figur 1 linksseitig gele- genden Ventilkegelbereich 14, an den sich ein in Figur 1 rechtsseitig gelegenes Polrohr 15 anschließt. Dabei ist in einem Übergangsbereich zwischen dem Ventilkegelbereich 14 und dem Polrohr 15 ein Konusbereich 16 vorgesehen, der als einstückig mit dem Ventilkegelbereich 14 und dem Polrohr 15 in Verbindung stehender antimagnetischer Materialbereich ausgebildet ist. Der Übergangsbereich zwischen Polrohr 15, Konusbereich 16 und Ventilkegelbereich 14 ist so ausgeformt, daß mit dem Betätigungsmagnet 1 auf den Ventilkegel 20 eine Kraft erzeugt wird, die proportional zum angelegten Strom ist.The pole 3 is divided into a valve cone region 14 on the left in FIG. 1, which is followed by a pole tube 15 on the right in FIG. 1. In this case, in a transition area between the valve cone area 14 and the pole tube 15, a cone area 16 is provided, which is designed as an anti-magnetic material area which is connected in one piece with the valve cone area 14 and the pole tube 15. The transition region between the pole tube 15, the cone region 16 and the valve cone region 14 is shaped such that a force is generated on the valve cone 20 by the actuating magnet 1, which force is proportional to the current applied.
Der Ventilkegelbereich 14 ist mit einer axial verlaufenden und durchgehenden Ventilkegelbohrung 17 versehen. In dem austretenden Ende der Ventilkegelbohrung 17 ist ein Ventilsitz 18 eingesetzt, in dem eine Eintrittsdüse 19 angeordnet ist. In dem in Figur 1 gezeigten Zustand ragt ein in die Ventilkegelbohrung 17 eingesetzter Ventilkegel 20 mit einer Kegelspitze 21 in die Sitzbohrung 22 des Ventilsitzes 18 und bildet mit der Ventilsitzkante 22a einen Drosselspalt . Der Betätigungsmagnet arbeitet als direktbetätigtes Proportional- Druckbegrenzungsventil und regelt im Zufluß P den Druck. In Regelstellung kann Hydraulikflüssigkeit vom Zufluß P die Sitzbohrung 22, den Drosselspalt an der Ventilsitzkante 22a in die Ventilkegelbohrung 17 einströmen und aus dieser über radial im Ventilkegelbereich 14 vorgesehene Tankanschlußöff- nungen 23 wieder abfließen.The valve cone area 14 is provided with an axially extending and continuous valve cone bore 17. In the exiting end of the valve cone bore 17, a valve seat 18 is inserted, in which an inlet nozzle 19 is arranged. In the state shown in FIG. 1, a valve plug 20 inserted into the valve plug bore 17 projects with a plug tip 21 into the seat bore 22 of the valve seat 18 and forms a throttle gap with the valve seat edge 22a. The actuating magnet works as a direct operated proportional pressure relief valve and regulates the pressure in the inflow P. In the control position, hydraulic fluid can flow from the inflow P into the seat bore 22 and the throttle gap at the valve seat edge 22a into the valve cone bore 17 and flow out of it again via tank connection openings 23 provided radially in the valve cone region 14.
Der Ventilkegel 20 weist neben der Kegelspitze 21 noch zwei im wesentlichen zylindrische Führungsabschnitte 24 auf, die mit in dieser Ansicht besonders gut sichtbaren Überströmab- flachungen 25 versehen sind. Die beiden Führungsabschnitte 24 sind durch einen Verbindungsabschnitt 26 mit geringerem Durchmesser miteinander verbunden. Der Außendurch esser der Führungsabschnitte ist so bemessen, daß der Ventilkegel 20 in der Ventilkegelbohrung 17 beweglich geführt ist.In addition to the cone tip 21, the valve cone 20 also has two essentially cylindrical guide sections 24 which are provided with overflow flats 25 which are particularly clearly visible in this view. The two guide sections 24 are connected to one another by a connecting section 26 with a smaller diameter. The outside diameter of the The guide section is dimensioned such that the valve cone 20 is movably guided in the valve cone bore 17.
Auf seiner Außenseite ist der Ventilkegelbereich 14 des Pols 3 zum einem mit einem Polgewinde 27 und zum anderen mit einem Anschlagabsatz 28 versehen, der in eingeschraubtem Zustand des Pols 3 in ein in dieser Ansicht nicht gezeigtes Ventilgehäuse an dem Ventilgehäuse anliegt.On the outside, the valve cone region 14 of the pole 3 is provided on the one hand with a pole thread 27 and on the other hand with a stop shoulder 28 which, when the pole 3 is screwed in, bears against the valve housing in a valve housing (not shown in this view).
Im Inneren des Polrohrs 15 ist ein Ankerraum 29 mit einer zylindrischen Polrohrbohrung 62 ausgebildet, in der ein Anker 30 mit im wesentlichen zylindrischer Form axial verschieblich eingesetzt ist.In the interior of the pole tube 15, an armature space 29 is formed with a cylindrical pole tube bore 62, in which an armature 30 with an essentially cylindrical shape is inserted so as to be axially displaceable.
Die Polrohrbohrung 62 ist vollständig mit einem hier nicht gezeigten, beispielsweise aus Teflonmaterial hergestellten Folienlager ausgekleidet. Die Abmessungen der Polrohrbohrung 62 und des Ankers 30 sind so gewählt, daß das Folienlager den Zwischenraum zwischen der Außenseite des Ankers 30 und der Polrohrbohrung 62 vollständig ausfüllt, wobei der Anker 30 noch leichtgängig innerhalb der Polrohrbohrung 62 verschieblich ist.The pole tube bore 62 is completely lined with a foil bearing, not shown here, for example made of teflon material. The dimensions of the pole tube bore 62 and the armature 30 are selected so that the foil bearing completely fills the space between the outside of the armature 30 and the pole tube bore 62, the armature 30 still being freely movable within the pole tube bore 62.
Der Anker 30 weist in seiner in Figur 1 linksseitig gelegenen Stößelstirnseite 31 mittig eine Stößelsackbohrung 32 auf, in die ein stabförmiger Ankerstößel 33 eingesetzt ist. Am Ankerstößel 33 ist dabei ein ringförmiger Stößelabsatz 34 ausgeformt, mit dem sich der Ankelstößel 33 an der Stößelstirnseite 31 des Ankers 30 abstützt. Das vom Anker 30 wegweisende Ende des Ankerstößels 33 liegt auf der Stirnseite des in Figur 1 rechtsseitig gelegenen Führungsabschnitts 24 des Ven- tilkegels 20 auf.The armature 30 has in its plunger end face 31, which is located on the left in FIG. 1, in the middle a plunger pocket bore 32 into which a rod-shaped armature plunger 33 is inserted. In this case, an annular plunger shoulder 34 is formed on the anchor plunger 33, with which the anchor plunger 33 is supported on the plunger end face 31 of the armature 30. The end of the armature tappet 33 pointing away from the armature 30 lies on the end face of the guide section 24 of the valve cone 20 which is located on the right in FIG. 1.
Der Ankerstößel 33 verläuft dabei in einem Bereich zwischen der Stößelstirnseite 31 und dem Führungsabschnitt 24 durch eine Stauscheibe 35, die in einem Übergangsbereich zwischen dem Ankerraum 29 und der Ventilkegelbohrung 17 in den Pol 3 eingesetzt ist. Die Stauscheibe 35 ist dazu mit einer mittig angeordneten Stößelbohrung 36 versehen. Die Stauscheibe 35 ist für eine gute Funktion des Betätigungsmagneten 1 an ihrem äußeren Umfang dicht mit dem Pol 3 verbunden. Die Stößelboh- rung 36 ist so klein ausgeführt, daß der Ankerstößel 33 bei einer Axialbewegung des Ankers 30 gerade noch im wesentlichen reibungsfrei innerhalb der Stößelbohrung 36 bewegbar ist.The armature plunger 33 runs in a region between the plunger end face 31 and the guide section 24 through a baffle plate 35, which in a transition region between the armature chamber 29 and the valve cone bore 17 into the pole 3 is inserted. The baffle plate 35 is provided with a centrally located tappet bore 36. The baffle plate 35 is tightly connected to the pole 3 on its outer circumference for a good function of the actuating magnet 1. The tappet bore 36 is so small that the armature tappet 33 can just be moved essentially frictionlessly within the tappet bore 36 when the armature 30 moves axially.
Der Anker 30 weist ferner an einer der Stößelstirnseite 31 gegenüberliegenden Rückstirnseite 37 eine als Sackloch ausgebildete Federkammer 38 auf. Der Grund der Federkammer 38 steht über zwei Durchströmkanäle 39 mit der Stößelstirnseite 31 derart in Verbindung, daß bei einer Bewegung des Ankers 30 innerhalb des Ankerraums 29 Hydraulikflüssigkeit durch die Durchströmkanäle 39 hindurchtreten kann.The armature 30 also has a spring chamber 38 designed as a blind hole on a rear end side 37 opposite the plunger end face 31. The base of the spring chamber 38 is connected to the plunger end face 31 via two flow channels 39 in such a way that hydraulic fluid can pass through the flow channels 39 when the armature 30 moves within the armature space 29.
Das Polrohr 15 ist an seinem in Figur 1 rechtsseitig gelegenen Ende mit einem metallischen Verschlußdeckel 40 verschlossen. Hierzu weist der Verschlußdeckel 40 eine auf der Außen- seite angeordnete umlaufende Bördelnut 41 auf, in die bei eingesetztem Zustand des Verschlußdeckels 40 in das Polrohr 15 ein Polrohrrand 42 des Polrohrs 15 eingedrückt ist. In dem im Inneren des Polrohrs 15 befindlichen Teil des Verschlußdeckels 40 ist auf der Außenseite eine Ringnut 43 ausgeformt, in die ein Dichtring 44 eingesetzt ist, so daß sich eine dichte Verbindung zwischen der Außenseite des Verschlußdek- kels 40 und der Innenseite des Polrohrs 15 ergibt.The pole tube 15 is closed at its end on the right-hand side in FIG. 1 with a metallic closure cover 40. For this purpose, the closure cover 40 has a circumferential flanging groove 41 arranged on the outside, into which a pole tube edge 42 of the pole tube 15 is pressed into the pole tube 15 when the closure cover 40 is in the inserted state. In the part of the closure cap 40 located inside the pole tube 15, an annular groove 43 is formed on the outside, into which a sealing ring 44 is inserted, so that there is a tight connection between the outside of the closure cap 40 and the inside of the pole tube 15 .
Auf der außerhalb des Polrohrs 15 gelegenen Außenseite des Verschlußdeckels 40 ist ein Fixierungsgewinde 45 ausgeformt, das mit einem dazu komplementären Innengewinde der Kunst- stoffmutter 4 zusammenwirkt. Dadurch ist die Kunststoffmutter 4 auf den Verschlußdeckel 40 aufschraubbar, wo sie mit einer Mutterunterseite 46 den Gehäuseboden 8 des Spulengehäuses 5 beaufschlagt und diesen fest gegen ein in dieser Ansicht nicht dargestelltes Ventilgehäuse preßt, in das der Pol 3 eingeschraubt ist. Ein an der Unterseite der Ringscheibe 6 vorgesehener Rastnocken 47, der in eine in dieser Ansicht nicht gezeigte Rastnockenöffnung im Ventilgehäuse eingreift, verhindert dabei, daß sich das Spulengehäuse 5 bezüglich des Ventilgehäuses verdreht.A fixing thread 45 is formed on the outside of the closure cap 40 outside the pole tube 15 and cooperates with an internal thread of the plastic nut 4 which is complementary thereto. As a result, the plastic nut 4 can be screwed onto the closure cover 40, where it acts on the housing base 8 of the coil housing 5 with a nut underside 46 and presses it firmly against a valve housing, not shown in this view, into which the pole 3 is screwed. One on the underside of the washer 6 The provided locking cam 47, which engages in a locking cam opening (not shown in this view) in the valve housing, prevents the coil housing 5 from rotating with respect to the valve housing.
Der Verschlußdeckel 40 weist im Inneren eine axial verlaufende und durchgehende Justierschraubenbohrung 48 auf, in die eine Justierschraube 49 eingesetzt ist. Die Justierschraube 49 hat dabei einen Schraubenkopf 50, in dem eine Innensechs- kantöffnung 51 ausgeformt ist. An den Schraubenkopf 50 schließt sich ein Gewindebereich 52 an, der mit einem entsprechenden Innengewindebereich am Verschlußdeckel 40 zusammenwirkt. Zusätzlich ist im Gewindebereich 52 zwischen dem Verschlußdeckel 40 und der Justierschraube 49 ein Kunst- stoffring 53 zur Verdrehsicherung der Justierschraube 49 im Verschlußdeckel 40 vorgesehen. Weiterhin weist die Justierschraube 49 einen Dichtbereich 54 auf, in dem außenseitig ein Dichtring 55 angeordnet ist, der eine Abdichtung zwischen der Justierschraube 49 und der Justierschraubenbohrung 48 be- wirkt.The closure cap 40 has an axially extending and continuous adjusting screw bore 48 in the interior, into which an adjusting screw 49 is inserted. The adjusting screw 49 has a screw head 50, in which an hexagon socket opening 51 is formed. A threaded area 52 adjoins the screw head 50, which cooperates with a corresponding internal thread area on the closure cover 40. In addition, a plastic ring 53 is provided in the threaded area 52 between the closure cover 40 and the adjusting screw 49 to prevent the adjustment screw 49 from rotating in the closure cover 40. Furthermore, the adjusting screw 49 has a sealing area 54, in the outside of which a sealing ring 55 is arranged, which effects a seal between the adjusting screw 49 and the adjusting screw bore 48.
Ausgehend vom Dichtbereich 54 erstreckt sich ein stabförmiger Rückstellfederträger 56 der Justierschraube 49 in die Federkammer 38 des Ankers 30 hinein. Der Rückstellfederträger 56 weist an seinem Ende eine Anschlagscheibe 57 auf, an der sich ein Ende einer Schwingungsdämpfungsfeder 58 abstützt. Das andere Ende der Schwingungsdämpfungsfeder 58 stützt sich in dem in Figur 1 gezeigten Zustand an einer in der Federkammer 38 befestigten Anschlaghülse 59 ab, die über einen Sicherungs- ring 60, der sowohl in einer Nut in der Anschlaghülse 59 als auch in einer Nut in der Federkammer 38 eingreift, axial bezüglich des Ankers 30 fixiert ist.Starting from the sealing area 54, a rod-shaped return spring support 56 of the adjusting screw 49 extends into the spring chamber 38 of the armature 30. The return spring carrier 56 has at its end a stop disk 57, on which one end of a vibration damping spring 58 is supported. In the state shown in FIG. 1, the other end of the vibration damping spring 58 is supported on a stop sleeve 59 fastened in the spring chamber 38, which is secured by a retaining ring 60 which is located both in a groove in the stop sleeve 59 and in a groove in the Spring chamber 38 engages, is fixed axially with respect to the armature 30.
Dabei ist im Inneren der Anschlaghülse 59 in einem Bereich zwischen dem Rückstellfederträger 56 und der Wandung der Anschlaghülse 59 eine Ankerrückzugsfeder 61 eingesetzt, die in dem in Figur 1 gezeigten Zustand durch die Wirkung der Schwingungsdämpfungsfeder 58 zusammengedrückt ist.Here, an armature return spring 61 is inserted in the interior of the stop sleeve 59 in a region between the return spring support 56 and the wall of the stop sleeve 59 the state shown in Figure 1 is compressed by the action of the vibration damping spring 58.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Teilbereich des Ankers 30 und der Justierschraube 49 in einem Zustand, in dem der Anker 30 gegenüber dem in Figur 1 gezeigten Zustand nach rechts verschoben ist.FIG. 2 shows a cross section through a partial region of the armature 30 and the adjusting screw 49 in a state in which the armature 30 is shifted to the right compared to the state shown in FIG. 1.
Wie man in dieser Ansicht besonders gut sieht, ist die An- schlagscheibe 57 durch Umbördeln eines Materialbereichs des Rückstellfederträger 56 fest mit diesem verbunden.As can be seen particularly well in this view, the stop disk 57 is firmly connected to the return spring support 56 by flanging over a material area.
In dem in Figur 2 gezeigten Zustand ist der Anker 30 soweit bezüglich der Justierschraube 49 nach rechts verschoben, daß die Schwingungsdämpfungsfeder 58 bis auf die Restvorspann- kraft der Ankerrückzugsfeder 61 entspannt ist. Mit dem in Figur 2 rechtsseitig gelegenen Ende liegt die Schwingungsdämp- fungsfeder 58 auf dem linken Ende der Ankerrückzugsfeder 61 auf.In the state shown in FIG. 2, the armature 30 is displaced to the right with respect to the adjusting screw 49 such that the vibration damping spring 58 is relaxed except for the residual prestressing force of the armature return spring 61. With the end on the right in FIG. 2, the vibration damping spring 58 rests on the left end of the armature return spring 61.
Im Betrieb verhält sich der erfindungsgemäße Betätigungsmagnet 1 wie folgt. Bei einem Stromfluß durch die Magnetspule 10 wird der Anker 30 in die in Figur 1 gezeigte Druckregelstellung gezogen, in der er über den Ankerstößel 33 den Ven- tilkegel 20 so beaufschlagt, daß die Kegelspitze 21 mit der Ventilsitzkante 22a einen vorbestimmten Drosselspalt bildet. Um das bei der Bewegung des Ankers 30 nach links sich aus dem Ankerraum 29 herausbewegende Hubvolumen des Ankerstößels 33 auszugleichen, strömt Hydraulikflüssigkeit aus der Ventilke- gelbohrung 17 über den Ringspalt zwischen Stößelbohrung 36 und Ankerstößel 33 in den Ankerraum 29. Außerdem wird die Hydraulikflüssigkeit im Ankerraum 29 vom Anker 30 verdrängt und strömt über die Durchströ kanäle 39 im Anker 30 und über die Federkammer 38 in den hinteren Ankerraum 63.In operation, the actuating magnet 1 according to the invention behaves as follows. When a current flows through the magnet coil 10, the armature 30 is pulled into the pressure control position shown in FIG. 1, in which it acts on the valve cone 20 via the armature tappet 33 such that the cone tip 21 forms a predetermined throttle gap with the valve seat edge 22a. In order to compensate for the stroke volume of the armature tappet 33 moving out of the armature chamber 29 to the left when the armature 30 moves to the left, hydraulic fluid flows out of the valve cone bore 17 via the annular gap between the tappet bore 36 and the armature tappet 33 into the armature chamber 29. In addition, the hydraulic fluid in the armature chamber 29 displaced by the armature 30 and flows through the flow channels 39 in the armature 30 and via the spring chamber 38 in the rear armature space 63.
Bei einer Bewegung des Ankers 30 nach rechts schiebt der Anker 30 die Hydraulikflüssigkeit aus dem hinteren Ankerraum 63 über die Federkammer 38 und die Durchströmkanäle 39 in den Ankerraum 29. Die überschüssige Hydraulikflüssigkeit im Ankerraum 29, entsprechend dem eindringenden Stößelvolumen, entweicht über den Ringspalt zwischen Stößelbohrung 36 und Ankerstößel 33 zurück in die Ventilkegelbohrung 17.When the armature 30 moves to the right, the armature 30 pushes the hydraulic fluid out of the rear armature space 63 via the spring chamber 38 and the flow channels 39 into the armature chamber 29. The excess hydraulic fluid in the armature chamber 29, corresponding to the penetrating tappet volume, escapes back into the valve cone bore 17 via the annular gap between the tappet bore 36 and the armature tappet 33.
Wenn in Regelstellung des Ankers 30 in der Sitzbohrung 22 schnelle Druckänderungen auftreten oder schnelle Stromänderungen auf die Magnetspule 10 geschaltet werden, bewegt sich der Anker mit hoher Geschwindigkeit nach rechts und links.If, in the control position of the armature 30 in the seat bore 22, rapid pressure changes occur or rapid current changes are switched to the magnet coil 10, the armature moves to the right and left at high speed.
Dabei strömt kurzzeitig eine große Menge Hydraulikflüssigkeit vom Ankerraum 29 in den Hinteren Ankerraum 63 und zurück. In den Durchströmkanälen 39, der Federkammer 38, vorbei an der Anschlagscheibe 57, der Schwingungsdämpfungsfeder 58 und der Ankerrückzugsfeder 61 wird der Strömung ein Widerstand entgegengesetzt, so daß sich bei einem Hub des Ankers 30 nach links im Ankerraum 29 ein Staudruck aufbaut, der auch auf die Stößelstirnseite 31 wirkt, und so die Bewegung des Ankers 30 nach links bremst.A large amount of hydraulic fluid flows briefly from the armature chamber 29 into the rear armature chamber 63 and back. In the flow channels 39, the spring chamber 38, past the stop disk 57, the vibration damping spring 58 and the armature return spring 61, the flow is opposed to resistance, so that when the armature 30 is moved to the left in the armature chamber 29, a dynamic pressure builds up, which also builds up the plunger end face 31 acts, thus braking the movement of the armature 30 to the left.
Der ausströmenden Hydraulikflüssigkeit aus dem Ankerraum 29 in die Ventilkegelbohrung 17 wird somit von der kleinen Ringspaltfläche zwischen Stößelbohrung 36 und Ankerstößel 33 ein hoher Widerstand entgegengesetzt, wodurch sich im Anker- räum 29 ein Staudruck aufbauen kann. Desgleichen wird bei einem Hub des Ankers 30 nach rechts im hinteren Ankerraum 63 ein Staudruck aufgebaut der auf die Rückstirnseite 37 des Ankers 30 wirkt und die Bewegung des Ankers bremst. Im Ergebnis werden die Ankerbewegungen in beide Richtungen gedämpft.The outflowing hydraulic fluid from the armature chamber 29 into the valve cone bore 17 is thus opposed by the small annular gap area between the tappet bore 36 and the armature tappet 33, which causes a high pressure to build up in the armature chamber 29. Likewise, with a stroke of the armature 30 to the right in the rear armature space 63, a dynamic pressure is built up which acts on the rear face 37 of the armature 30 and brakes the movement of the armature. As a result, the anchor movements are dampened in both directions.
Zusätzlich dämpft die Schwingungsdämpfungsfeder 58 die Regelhübe vom Anker 30 in beide Richtungen. Tritt in der Sitzbohrung 22 eine Druckschwingung auf und der Druck fällt dabei unter den vorgegebenen Wert ab, bewegt sich der Ventilkegel 20 mit dem Anker 30 nach links und verkleinert den Drosselspalt zwischen Ventilkante 22a und Ventilkegelspitze 21. Gleichzeitig wird die Schwingungsdämpfungsfeder 58 höher vor- gespannt, und durch die hohe Federrate dieser Feder der Regelhub des Ventilkegels 20 nach links reduziert. Steigt der Druck in der Sitzbohrung 22 über den vorgegebenen Wert an, schiebt die auf die Ventilkegelspitze 21 einwirkende höhere hydraulische Kraft den Ventilkegel 20 und den Anker 30 nach rechts. Dabei wird die Schwingungsdämpfungsfeder 58 entsprechend ihrer Federrate entspannt. Die zuvor in der Schwingungsdämpfungsfeder 58 gespeicherte Magnetkraft wird frei und steigt um denjenigen Betrag an, um den die Federkraft ab- nimmt. Damit wird der Regelhub des Ventilkegels nach rechts verkleinert. Durch die aufgeführten Dämpfungseinrichtungen wird verhindert, daß die Regelbewegungen von Ventilkegel 20 und Anker 30 zu groß werden, wodurch Dauerschwingungen wirksam unterdrückt werden.In addition, the vibration damping spring 58 dampens the control strokes of the armature 30 in both directions. If a pressure oscillation occurs in the seat bore 22 and the pressure drops below the predefined value, the valve cone 20 moves to the left with the armature 30 and reduces the throttle gap between the valve edge 22a and the valve cone tip 21. At the same time, the vibration damping spring 58 moves higher. excited, and due to the high spring rate of this spring, the control stroke of the valve cone 20 is reduced to the left. If the pressure in the seat bore 22 rises above the predetermined value, the higher hydraulic force acting on the valve cone tip 21 pushes the valve cone 20 and the armature 30 to the right. The vibration damping spring 58 is relaxed according to its spring rate. The magnetic force previously stored in the vibration damping spring 58 is released and increases by the amount by which the spring force decreases. This reduces the control stroke of the valve plug to the right. The damping devices listed prevent the control movements of valve cone 20 and armature 30 from becoming too large, as a result of which permanent vibrations are effectively suppressed.
Wird der elektrische Strom auf die Magnetspule 10 bis auf einen kleinen Vorstro zurückgenommen, drückt die Schwingungsdämpfungsfeder 58 den Anker 30 um die Vorspannhub dieser Feder, der nur wenige Zehntelmillimeter beträgt, nach rechts. Nachfolgend schiebt die Ankerrüc-kzugsfeder 61 den Anker 30 gegen die Verschlußdeckelanschlagfäche 64. Dadurch entsteht zwischen Ventilsitzkante 22a und Ventilkegelspitze 21 ein großer Drosselspalt, der der strömenden Hydraulikflüssigkeit nur einen kleinen Widerstand entgegensetzt. If the electrical current on the magnet coil 10 is reduced to a small forward current, the vibration damping spring 58 presses the armature 30 to the right by the preload stroke of this spring, which is only a few tenths of a millimeter. Subsequently, the armature return spring 61 pushes the armature 30 against the sealing cover stop surface 64. This creates a large throttle gap between the valve seat edge 22a and the valve cone tip 21, which offers only a small resistance to the flowing hydraulic fluid.

Claims

Patentansprüche claims
1. Proportionaler Betätigungsmagnet (1) insbesondere für ein hydraulisches Magnetventil, der die folgenden Merkmale aufweist: einen Pol (3) mit einer Ventilkegelaufnahmebohrung (17) zur Aufnahme eines Ventilkegels (20) , ein im wesentlichen zylindrisches Polrohr (14) mit einer Polrohrbohrung (62) zur Aufnahme eines im wesent- liehen zylindrischen Ankers (30), zwischen Anker (30) und Ventilkegel (20) erstreckt sich ein Ankerstößel (33) , der gegenüber dem Anker (30) und dem Ventilkegel (20) einen kleineren Durchmesser aufweist, - in einem Bereich zwischen Ventilkegelaufnahmebohrung1. Proportional actuating magnet (1), in particular for a hydraulic solenoid valve, which has the following features: a pole (3) with a valve cone receiving bore (17) for receiving a valve cone (20), an essentially cylindrical pole tube (14) with a pole tube bore ( 62) for receiving an essentially cylindrical armature (30), between armature (30) and valve cone (20) extends an armature tappet (33) which has a smaller diameter than the armature (30) and the valve cone (20) , - in an area between the valve cone mounting hole
(17) und Polrohr (14) ist um den Ankerstößel (33) herum ein Staubereich (35) mit einer Stößeldurchtrittsöffnung (36) vorgesehen, wobei zwischen der Innenseite der Stößeldurchtrittsöffnung (36) und der Au- ßenseite des in der Stößeldurchtrittsöffnung (36) verlaufenden Ankerstößels (33) ein Ringspalt mit einer vorbestimmten Spaltbreite ausgebildet ist.(17) and pole tube (14) around the armature tappet (33) there is a stowage area (35) with a tappet passage opening (36), the inside of the tappet passage opening (36) and the outside of the tappet passage opening (36) extending armature plunger (33) an annular gap is formed with a predetermined gap width.
2. Betätigungsmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Spaltbreite zu dem Durchmesser des An- kerstößels kleiner als 0,25 ist.2. Actuating magnet according to claim 1, characterized in that the ratio of the gap width to the diameter of the anchor tappet is less than 0.25.
3. Betätigungsmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Spaltbreite zu dem Durchmesser des Ankerstößels kleiner als 0,05 ist.3. actuating magnet according to claim 2, characterized in that the ratio of the gap width to the diameter of the armature plunger is less than 0.05.
4. Betätigungsmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubereich als im wesentlichen kreisscheibenförmige Stauscheibe (35) ausgebildet ist, in der die Stößeldurchtrittsöffnung (36) mittig vorgesehen ist.4. actuating magnet according to one of the preceding claims, characterized in that the storage area is designed as an essentially circular disk-shaped baffle plate (35) in which the tappet passage opening (36) is provided in the center.
5. Betätigungsmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen Außenseite des Ankers (30) und der Polrohrbohrung (62) eine Folienlagerung vorgesehen ist.5. Actuating magnet according to one of the preceding claims, characterized in that a foil bearing is provided in the area between the outside of the armature (30) and the pole tube bore (62).
6. Betätigungsmagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienlagerung den Raum zwischen der Außenseite des Ankers (30) und der Polrohrbohrung (62) im wesentlichen vollständig ausfüllt.6. actuating magnet according to claim 5, characterized in that the foil bearing essentially completely fills the space between the outside of the armature (30) and the pole tube bore (62).
7. Betätigungsmagnet nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polrohr (14) auf seiner von der Ventilkegelaufnahmebohrung (17) abgewandten Seite einen Verschlußdeckel (40) aufweist .7. Actuating magnet according to one of the preceding claims, characterized in that the pole tube (14) on its side facing away from the valve cone receiving bore (17) has a closure cover (40).
8. Betätigungsmagnet nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (40) eine Justierschraube (49) zur Einstellung des Arbeitspunktes des Ankers (30) aufweist.8. actuating magnet according to claim 7, characterized in that the closure cover (40) has an adjusting screw (49) for adjusting the working point of the armature (30).
9. Betätigungsmagnet nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (40) eine Rückstellvorrichtung (57, 58, 59, 61) zur Beaufschlagung des Ankers (30) mit einer Rückstellkraft aufweist.9. actuating magnet according to claim 7 or claim 8, characterized in that the closure cover (40) has a reset device (57, 58, 59, 61) for acting on the armature (30) with a restoring force.
10. Betätigungsmagnet nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung (57, 58, 59, 61) so ausgebildet ist, daß der Anker (30) mit einer Rückstellkraft beauf- schlagbar ist, die über den Hub des Ankers (30) eine nicht-lineare Kennlinie aufweist.10. actuating magnet according to one of claims 7 to 9, characterized in that the restoring device (57, 58, 59, 61) is designed such that the armature (30) can be subjected to a restoring force which has a non-linear characteristic curve over the stroke of the armature (30).
11. Betätigungsmagnet nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellvorrichtung eine Schwingungsdämpfungsfeder (58) sowie eine mit der Schwingungsdämpfungsfeder (58) in Reihe geschaltete Ankerrückzugsfeder (61) mit einer kleineren Federkonstante aufweist, wobei ferner die Wirkung der Ankerrückzugsfeder (61) beim Überschreiten einer vorbestimmten Rückstellkraft aufhebbar ist.11. Actuating magnet according to claim 10, characterized in that the resetting device has a vibration damping spring (58) and with the vibration damping spring (58) connected in series armature return spring (61) with a smaller spring constant, the effect of the armature return spring (61) also being exceeded a predetermined restoring force can be canceled.
12.Betätigungsmagnet nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (30) einen sich in axialer Richtung erstreckenden und als Sackloch (38) ausgebildeten Federraum aufweist .12.Actuating magnet according to one of claims 9 to 11, characterized in that the armature (30) has a spring space extending in the axial direction and designed as a blind hole (38).
13. Betätigungsmagnet nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (30) wenigstens eine Ausgleichsbohrung (39) aufweist, die sich insbesondere von einem Bohrungsgrund des Sacklochs (38) aus zu einer Stirnfläche (31) des (30) Ankers erstreckt.13. Actuating magnet according to claim 12, characterized in that the armature (30) has at least one compensating bore (39) which extends in particular from a bottom of the blind hole (38) to an end face (31) of the (30) armature.
14. Hydraulisches Magnetventil mit einem Betätigungsmagneten nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. Hydraulic solenoid valve with an actuating magnet according to one of the preceding claims.
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