DE10015643A1

DE10015643A1 - Elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil

Info

Publication number: DE10015643A1
Application number: DE10015643A
Authority: DE
Inventors: Werner Brehm; Walter Fleischer; Christof Ott
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: DE10015643B4

Abstract

Ein elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil (10) mit einem mit einer Magnetspule (12) zusammenwirkenden Anker (20) hat ein Ventilanschlußelement (30) mit Druckmittelanschlüssen (A, T, P). Der Druckmittelfluß zwischen den Druckmittelanschlüssen (A, T, P) wird von einem Ventilglied (40) gesteuert. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zur Dämpfung des Ventilgliedes (40) und des Ankers (20) Dämpfungsmaßnahmen im Ventilanschlußelement (30) vorzusehen, die unter anderem eine Dämpfungshülse (45) umfassen. Dadurch kann bei zufriedenstellender Dämpfung auf eine Befüllung des Ankerraums (28) mit Druckmittel verzichtet werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE 44 02 523 C2 bekannt ist. Das bekannte Druckregelventil ist Teil einer Druckregeleinrichtung, die neben dem Druckregelventil eine Speicher- Dämpfungseinrichtung umfaßt. Die Speicher- Dämpfungseinrichtung dient dazu, auf eine Druckmittelbefüllung des Ankerraums des Druckregelventils verzichten zu können. Das bekannte Druckregelventil besitzt zwar infolge der mit ihm zusammenwirkenden Speicher- Dämpfungseinrichtung gute Dämpfungseigenschaften, der bauliche Aufwand der Druckregeleinrichtung ist jedoch durch die Speicher-Dämpfungseinrichtung insgesamt betrachtet relativ hoch.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß trotz eines druckmittelfreien Ankerraums und den Verzicht auf außerhalb des Druckregelventils angeordnete zusätzliche Dämpfungseinrichtungen das Druckregelventil bei relativ geringem zusätzlichem Aufwand gute Dämpfungseigenschaften aufweist.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen elektromagnetisch betätigbaren Druckregelventils ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Druckregelventil im Längsschnitt

Fig. 2 einen Längsschnitt des Druckregelventils nach Fig. 1 im Bereich einer Dämpfungseinrichtung

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß Fig. 2 mit einer ersten abgewandelten Dämpfungseinrichtung und

Fig. 4 einen Längsschnitt gemäß Fig. 2 in einer zweiten abgewandelten Dämpfungseinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in der Fig. 1 dargestellte elektromagnetisch betätigbare Druckregelventil 10 hat ein hülsenförmiges Gehäuse 11. Im Innern des Gehäuses 11 ist eine von Kunststoff umspritzte Magnetspule 12 angeordnet, die über Anschlußstecker 13 elektrisch ansteuerbar ist. In die Magnetspule 12 ragt in etwa bis zur Mitte ein Magnetkern 14 mit einer zentralen Längsbohrung 16 hinein. In der Längsbohrung 16 ist ein Lager 17 angeordnet, das einen axial beweglichen Ankerstift 18 führt. Der Ankerstift 18 ist in einer Längsbohrung 19 eines Ankers 20 eingepreßt, welcher mit einem ersten Abschnitt 21 in das Innere der Magnetspule 12 ragt, und welcher mit einem zweiten Abschnitt 22 die eine Stirnseite der Magnetspule 12 überdeckt. Eine den Ankerstift 18 umfassende Druckfeder 23 stützt sich zwischen dem Lager 17 und der zugewandten Seite des Ankers 20 ab und drückt den Anker 20 bei unbestromter Magnetspule 12 von der Magnetspule 12 weg. Der Anker 20 ist im Bereich eines Fortsatzes 24 von einer Membranfeder 25 umfaßt, die zur radialen Führung des Ankers 20 im Gehäuse 11 dient. Ferner ist der Fortsatz 24 auf der dem Anker 20 gegenüberliegenden Seite der Membranfeder 25 von einer Dichtmembran 27 umfaßt, die einen im wesentlichen innerhalb des Gehäuses 11 ausgebildeten Ankerraum 28 gegen Druckmittel abdichtet. Der Ankerraum 28 ist somit druckmittelfrei ausgebildet.

Das Gehäuse 11 ist mit einem im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Ventilanschlußelement 30 verbunden. Dazu hat das Ventilanschlußelement 30 auf der dem Anker 20 zugewandten Seite eine im Zieh/Stanzverfahren hergestellte Befestigungshülse 31. Die Befestigungshülse 31 weist einen kragenförmigen Klemmabschnitt 32 auf, der den zugewandten Abschnitt des Gehäuses 11 kraftschlüssig aufnimmt. Zur Positionierung des Gehäuses 11 im Klemmabschnitt 32 und Fixierung der Membranfeder 25 dient ein Distanzring 33, welcher auf einer Stufe 34 der Befestigungshülse 31 aufliegt, und welcher die Membranfeder 25 gegen die eine Stirnseite des Gehäuses 11 drückt. Die Befestigungshülse 31 hat einen Führungsabschnitt 34, der sich im Bereich einer durchgehenden Längsausnehmung 35 des Ventilanschlußelements 30 parallel zur Längsausnehmung 35 erstreckt.

Das Ventilanschlußelement 30 weist zwei in der Längsausnehmung 35 mündende Querausnehmungen 36, 37 auf, die mit einem Rücklaufbehälter T beziehungsweise einer Druckmittelquelle P verbunden sind, während die dem Anker 20 abgewandte freie Stirnseite der Längsausnehmung 35 mit einem Verbraucher A verbindbar ist. Zwischen den beiden Querausnehmungen 36, 37 ist eine Anschlagscheibe 38 mit einer mittigen Durchgangsbohrung 39 in der Längsausnehmung 35 angeordnet. Die Anschlagscheibe 38 wirkt mit einem als Ventilglied 40 wirkenden Ankerfortsatz 41 des Ankers 20 zusammen, der sich an den Fortsatz 24 anschließt, und der in die Längsausnehmung 35 hineinragt.

In der in der Fig. 1 dargestellten Stellung des Druckregelventils 10 bei unbestromter Magnetspule 12 bildet die freie Stirnfläche 42 des Ventilglieds 40 zusammen mit der Anschlagscheibe 38 einen dichtenden Flachsitz aus, so daß Druckmittel von der Druckmittelquelle P ausschließlich zum Verbraucher A strömen kann. Übersteigt der Druck des von der Druckmittelquelle P geförderten Druckmittels einen von der Vorspannung der Druckfeder 23 abhängigen Wert, so wird aufgrund des auf die freie Stirnfläche 42 des Ventilglieds 40 wirkenden Drucks des Druckmittels das Ventilglied 40 von der Anschlagscheibe 38 abgehoben, so daß Druckmittel zur Druckentlastung zum Rücklaufbehälter T abfließen kann. Über die Bestromung der Magnetspule 12 kann der dem Verbraucher A bereitgestellte maximale Druck des Druckmittels beeinflußt werden, derart, daß bei einer Bestromung der Magnetspule 12 der Anker 20 entgegen der Federkraft der Druckfeder 23 gezogen wird, so daß sich die resultierende Druckkraft auf das Ventilglied 40 reduziert.

Zur Dämpfung der während des Betriebs des Druckregelventils 10 auftretenden Schwingungen des Ventilglieds 40 und des Ankers 20 ist das Druckregelventil 10 besonders ausgebildet, indem innerhalb des Ventilanschlußelements 30 Dämpfungsmaßnahmen vorgesehen sind. Diese Dämpfungsmaßnahmen umfassen unter anderem eine mit dem Ventilglied 40 beziehungsweise dem Ankerfortsatz 41 zusammenwirkende Dämpfungshülse 45: Die als Zieh/Stanzteil ausgebildete Dämpfungshülse 45 weist einen zylindrischen Abschnitt 46 auf, an den sich auf der dem Anker 20 abgewandten Seite ein eingezogener Kragenbereich 47 anschließt. Der Durchmesser des Abschnitts 46 ist derart bemessen, daß der Abschnitt 46 kraftschlüssig vom Führungsabschnitt 34 der Befestigungshülse 31 umfaßt ist. Die Befestigungshülse 31 und die Dämpfungshülse 45 sind somit als Einlegeteile konzipiert, die vor dem Spritzprozeß des Ventilanschlußelements 30 in das Spritzwerkzeug eingelegt werden. Der Ankerfortsatz 41 weist im Bereich des Abschnitts 46 einen größeren Durchmesser auf als im Bereich des Kragenbereiches 47. Ferner weist der Ankerfortsatz 41 im Bereich des Abschnitts 46 mehrere, radial umlaufende Dämpfungsnuten 48 auf (Fig. 2).

Zwischen dem Abschnitt 46 des Ankerfortsatzes 41 und der Dämpfungshülse 45 ist ein Ringspalt 49 für das Druckmittel ausgebildet. Ferner ist zwischen einer Stirnfläche 51 des Ankerfortsatzes 41 und dem Kragenbereich 47 der Dämpfungshülse 45 ein Radialspalt 52 für das Druckmittel ausgebildet. Der Ringspalt 49 setzt sich auf der dem Anker 20 zugewandten Seite in einer Durchgangsöffnung 53 für das Druckmittel fort. Diese Durchgangsöffnung 53 ist zwischen der dem Anker 20 zugewandten Stirnfläche 54 der Dämpfungshülse 45 sowie dem Ventilanschlußelement 30 einerseits und der Dichtmembran 27 andererseits ausgebildet, und mündet über eine Durchgangsbohrung 55 in der Befestigungshülse 31 in dem Rücklaufbehälter T.

Beim Betrieb des Druckregelventils 10 erfolgt die Schwingungsdämpfung des Ankers 20 und des Ventilglieds 40 durch viskose Reibung des Druckmittels zwischen der Dämpfungshülse 45 und dem Ankerfortsatz 41.

Weiterhin wird die Dämpfung beim Auftreffen der Stirnfläche 42 des Ankerfortsatzes 41 auf die Anschlagscheibe 38 bestimmt durch die Größe des Radialspaltes 52 sowie der Stirnfläche 51, die wiederum vom Maß des Kragenbereiches 47 abhängt. Je größer die Stirnfläche 56 und je geringer der Radialspalt 52, desto größer die Dämpfung. Weiterhin ist die Dämpfung abhängig von der Größe des Ringspaltes 49, das heißt im Abstand zwischen der Dämpfungshülse 45 und dem Ankerfortsatz 41 sowie der axialen Länge der Dämpfungshülse 45. Auch die Anzahl und Form der Dämpfungsnuten 48 beeinflußt die Dämpfung.

Bei dem in der Fig. 3 dargestellten abgewandelten Ausführungsbeispiel ist der Ankerfortsatz 41a im Bereich des Abschnitts 46 der Dämpfungshülse 45 als ebene Zylindermantelfläche 57 ausgebildet, so daß der Ankerfortsatz 41a fertigungstechnisch einfacher herstellbar ist.

Zur Verringerung der Temperaturabhängigkeit der Dämpfung ist gemäß einer weiteren, in der Fig. 4 dargestellten abgewandelten Ausführungsform vorgeschlagen, auf dem Ankerfortsatz 41b im Bereich der Dämpfungshülse 45 eine weitere Hülse 60, zum Beispiel durch Aufpressen, anzuordnen. Diese Hülse 60 weist einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten auf als das Material des Ankerfortsatzes 41b. Die Hülse 60 kann beispielsweise aus Kunststoff, Messing oder Aluminium gefertigt sein. Durch die Hülse 60 wird bei steigender Temperatur und somit geringerer Viskosität des Druckmittels insbesondere ein geringerer Ringspalt 49b ausgebildet, so daß die aufgrund der geringeren Viskosität des Druckmittels hervorgerufene geringere Dämpfung zumindest teilweise kompensiert werden kann.

Claims

1. Elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil (10) mit einem Magnetgehäuse (11), in dem eine Spule (12), ein Magnetkern (14) und ein mit der Spule (12) zusammenwirkender Magnetanker (20) angeordnet sind und mit einem Ventilanschlußelement (30), das mit dem Magnetgehäuse (11) verbunden ist, und in dem ein mit dem Magnetanker (20) gekoppeltes Ventilglied (40) zur Steuerung eines Druckmittelflußes angeordnet ist, wobei der Magnetanker (20) in einem druckmittelfreien Ankerraum (28) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (40) zur Dämpfung der Bewegung des Ventilgliedes (40) vorgesehen sind, die im Bereich des Ventilanschlußelements (30) angeordnet sind.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine im Ventilanschlußelement (30) angeordnete Hülse (45) umfassen, die das Ventilglied (40) im Bereich eines Fortsatzes (41; 41a; 41b) mit geringem Abstand umfaßt.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (45) einen kragenförmigen Abschnitt (47) aufweist, der einen Abschnitt des Fortsatzes (41; 41a; 41b) umfaßt, der gegenüber dem Abschnitt des Fortsatzes (41; 41a; 41b), in dem ein zylindrischer Abschnitt (46) der Hülse (45) angeordnet ist, im Durchmesser reduziert ist.

4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil in Sitzbauart mit einem Anschlagelement (38) für das Ventilglied (40) ausgebildet ist und daß in Schließstellung des Ventils zwischen dem kragenförmigen Abschnitt (47) der Hülse (45) und einer am Fortsatz (41; 41a; 41b) angeordneten, dem kragenförmigen Abschnitt (47) gegenüberliegenden Dämpfungsfläche (51) ein Radialspalt (52) ausgebildet ist.

5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen der Hülse (45) und dem Ventilglied (40) im zylindrischen Abschnitt (46) zwischen . . . und . . . beträgt.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (45) auf der dem Magnetanker (20) zugewandten Seite des Ventilglieds (40) angeordnet ist und daß zwischen der Hülse (45) und dem Ventilglied (40) ein Strömungsweg (53) für das Druckmittel ausgebildet ist, der in einem Rücklaufbehälter (T) mündet.

7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (45) in einer Befestigungshülse (31) kraftschlüssig angeordnet ist, die das Ventilanschlußelement (30) mit dem Magnetgehäuse (11) verbindet.

8. Druckregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (31) einen Klemmabschnitt (32) aufweist, in den das Magnetgehäuse (11) zumindest teilweise hineinragt und daß das Magnetgehäuse (11) durch eine Klemmverbindung mit der Befestigungshülse (31) verbunden ist.

9. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Hülse (45) umfaßte Abschnitt des Ventilgliedes (40) radial umlaufende Dämpfungsnuten (48) aufweist.

10. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (40) im Bereich der Hülse (45) zumindest teilweise radial von einem hülsenförmigen Ausgleichselement (60) umfaßt ist, das einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizient aufweist als das Ventilglied (40).

11. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (45) als Stanz/Ziehteil ausgebildet ist.

12. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (31) als Stanz/Ziehteil ausgebildet ist und daß das Ventilanschlußelement (30) aus Kunststoff besteht.

13. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerraum (28) vom Ventilglied (40) mittels eines elastischen Dichtelements (27) getrennt ist.