DE102006039488A1 - Pressure control valve for use in hydraulic chassis components as proportional pressure control valve, has dump chamber which possess damp serving medium communication for pump chamber and with valve housing, pump connection - Google Patents

Pressure control valve for use in hydraulic chassis components as proportional pressure control valve, has dump chamber which possess damp serving medium communication for pump chamber and with valve housing, pump connection Download PDF

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Abstract

Pressure control valve (10) has valve housing, pump connection and a tank connection. The pressure control valve has a piston (18) moved by an armature against spring. The pressure control valve has hydraulic damping device which has a damping chamber (21), whereby a throttle point (22) is assigned to the tank connection. The damping chamber possesses a damp serving medium communication for pump chamber.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil gemäß der Gattung der Patentansprüche. Derartige Ventile finden bevorzugt als Proportionaldruckregelventile in hydraulischen Fahrwerkkomponenten (Federungssysteme, Dämpfungssysteme, Antiwanksysteme) sowie in Ventilen für hydraulische Steuerungen von Fahrzeugverdecken Verwendung.The The invention relates to a pressure control valve according to the preamble of the claims. Such valves find favored as proportional pressure control valves in hydraulic Suspension components (suspension systems, damping systems, anti-roll systems) as well as in valves for hydraulic controls of vehicle concealment use.

Es sind Ventile mit konstanter Dämpfung bekannt, siehe Umdruck zur Vorlesung, Grundlagen der Fluidtechnik, Teil 1: Hydraulik, Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Murrenhoff, 4. neu überarbeitete Auflage 2005, Seiten 240 und 241. Die Dämpfräume befinden sich dabei sowohl auf der Druck- als auch auf der Tankseite. Der Hub des aktiven Ventilelements hat dabei keinen Einfluss auf die Dämpfung.It are valves with constant damping known, see Reprint for the lecture, Fundamentals of fluid technology, Part 1: Hydraulics, Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Murrenhoff, 4th newly revised Edition 2005, pages 240 and 241. The damping chambers are both on the print as also on the tank side. The stroke of the active valve element has no effect on the damping.

Auch ist bereits ein Ventil, insbesondere ein Druckregelventil bekannt, dessen Gehäuse mindestens je einen Pumpenanschluss und einen Tankanschluss aufweist, siehe DE 199 49 234 B4 . In dem Gehäuse ist ein von einem Magnetantrieb ansteuerbarer Ventilkolben geführt. Das Ventil ist mit einer hydraulischen Dämpfeinrichtung versehen, die einen Dämpfraum enthält, der mit dem Tank über zwei weitere Tankanschlüsse in direkter Verbindung steht. Eine Drosselstelle ist in der Verbindung zwischen dem Dämpfraum und einem der Tankanschlüsse vorgesehen, deren Größe in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilkolbens veränderbar ist. Dadurch ändert sich mit dem Hub des Ventilkolbens die hydraulische Dämpfung. Allerdings haben sich bei diesem Ventil erhebliche praktische Mängel herausgestellt. So treten über den vorhandenen Rückführkolben Leckagen auf, die in den Dämpfraum eindringen und die Dämpfung unkontrolliert verändern. Die Anbindung des Dämpfungsraumes an das Tank-Druckniveau kann zu deutlichen Unterdrücken führen. Durch die Anbindung des Dämpfraumes an das T-Druckniveau kann im Dämpfraum eingeschlossene Luft mangelhaft entweichen, was Verstimmungen der Dämpfung bis hin zum Versagen der Dämpfung zur Folge hat.Also, a valve, in particular a pressure control valve is already known, the housing has at least one pump connection and a tank connection, see DE 199 49 234 B4 , In the housing a controllable by a magnetic drive valve piston is guided. The valve is equipped with a hydraulic damping device which contains a damping chamber in direct communication with the tank via two additional tank connections. A throttle point is provided in the connection between the damping chamber and one of the tank ports whose size is variable in dependence on the position of the valve piston. As a result, the hydraulic damping changes with the stroke of the valve piston. However, this valve has been found to have significant practical shortcomings. So leakages occur on the existing return piston, which penetrate into the damping chamber and change the damping uncontrolled. The connection of the damping chamber to the tank pressure level can lead to significant suppression. By the connection of the damping chamber to the T-pressure level trapped air in the damping chamber can escape deficient, which has moods of the damping up to the failure of the damping result.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine hubvariable Ventildämpfung mit kleinem Bauvolumen, geringem Gewicht und niedrigem Energiebedarf zu schaffen, die betriebspunktabhängige Einflussgrößen weitestgehend ausschließt. Die erfindungsgemäße Ventildämpfung soll darüber hinaus eine hohe Standzeit und eine kostengünstige, prozesssichere Herstellung im jeweiligen Anwendungsfall ermöglichen.Of the Invention is therefore the object of a stroke variable valve damping with small volume, low weight and low energy consumption to create the operating point-dependent influencing variables as far as possible excludes. The valve damping according to the invention is intended about that In addition, a long service life and cost-effective, reliable production enable in each application.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst und durch die Merkmale der Unteransprüche vorteilhaft ausgestaltet. Die Nutzung der Druckseite bzw. Hochdruckseite als Dämpfraumperipherie ermöglicht die Trennung der Dämpfung von der nach dem Stand der Technik üblichen, ventilinternen mechanischen Rückführung bei Druckregelventilen. Der Dämpfraum ist also von der Rückführgeometrie (dem Rückführkolben) geometrisch entkoppelt, so dass keinerlei Wechselwirkungen zwischen der Dämpfung und der Rückführung entstehen können. Die Dämpfung ist unabhängig von störenden Einflüssen bei der Druckrückführung, die durch temperaturabhängige, betriebsdruckabhängige und toleranzbedingte Leckagen zustande kommen. Außerdem werden im Dämpfraum Lufteinschlüsse, Kavitationen und Unterdrücke vermieden. Im unteren Betriebsdruckbereich (weniger gedämpft) des Ventils ergibt sich ein schneller Druckaufbau, während im oberen Betriebsdruckbereich eine hohe Druckstabilität (mehr gedämpft) erreicht wird.According to the invention This object is achieved by the features of the first claim solved and advantageously designed by the features of the subclaims. The use of the pressure side or high pressure side as Dämpfraumperipherie allows the separation of the damping from the usual in the art, valve internal mechanical Return at Pressure control valves. The steam room So it's from the feedback geometry (the return piston) geometrically decoupled, so that no interactions between the damping and the return arise can. The damping is independent from disturbing influences in the pressure feedback, the by temperature dependent, operating pressure dependent and Tolerance-related leaks come about. Besides, in the steam room Air pockets, Cavitations and negative pressures avoided. In the lower operating pressure range (less damped) of the Valve results in a rapid pressure build-up, while in the upper operating pressure range a high pressure stability (more subdued) achieved becomes.

Die Erfindung und ihre Anwendung wird nachstehend an Hand zweier, in der schematischen Zeichnung als Axialschnitte dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention and its application will be described below with reference to two, in the schematic drawing shown as axial sections of embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 ein erstes erfindungsgemäßes Druckregelventil und 1 a first inventive pressure control valve and

2 ein zweites erfindungsgemäßes Druckregelventil. 2 a second pressure control valve according to the invention.

In 1 weist ein Druckregelventil 10 (auch für Druckminderung) einen Ventilantrieb auf, der aus einer in einer Fassung 11 befindlichen elektrischen Spule 12 einem magnetischen Flussleitelement 13 und einem im Flussleitelement 13 gleitenden Anker 14 mit mindestens einer Druckausgleichsbohrung 141 besteht. Im Anker ist ein Stößel 15 befestigt, der mit seinem aus dem Anker 14 herausragenden Teil in einer zentralen Öffnung 161 eines Tragstücks 16 geführt wird, das gleichzeitig der Befestigung des Ventils 10 an einem nicht dargestellten Gerät dient. Vom Anker 14 abgewandt hat das Tragstück 16 eine zylindrische Ausnehmung 162, in die eine Ventilpatrone 17 dicht eingefügt ist. Im Inneren weist die Ventilpatrone 17 im Wesentlichen zylindrische axialgerichtete Bohrungen 171, 172 auf, in denen ein Kolben 18 bzw. ein mit dem Kolben fest verbundener Rückführkolben 181 gleitet. Über den Rückführkolben 181, der mit dem Kolben 18 aus einem Stück bestehen kann, kontaktiert der Kolben das freie Ende des Stößels 15. Auch im Kolben 18 befinden sich axial gerichtete Bohrungen 185, 186.In 1 has a pressure control valve 10 (also for pressure reduction) on a valve drive, which consists of a in a socket 11 located electrical coil 12 a magnetic flux guide 13 and one in the flux guide 13 sliding anchor 14 with at least one pressure equalization hole 141 consists. There is a pestle in the anchor 15 fastened with his from the anchor 14 outstanding part in a central opening 161 a support piece 16 which is simultaneously the attachment of the valve 10 is used on a device, not shown. From the anchor 14 turned away from the support piece 16 a cylindrical recess 162 into which a valve cartridge 17 is tightly inserted. Inside, the valve cartridge 17 essentially cylindrical axially directed bores 171 . 172 on which a piston 18 or a return piston fixedly connected to the piston 181 slides. About the return piston 181 that with the piston 18 can consist of one piece, the piston contacts the free end of the plunger 15 , Also in the piston 18 are axially directed holes 185 . 186 ,

An der dem Anker 14 zugewandten Frontfläche 182 des Kolbens 18 sind Anschlagmittel 183 vorgesehen, die den minimalen Abstand von der zugewandten Patroneninnenfläche 173 bestimmen. Am der Frontfläche 182 entgegengesetzten Ende ist am Kolben 18 ein versenkt liegender, die Bohrung 185 verschließender Anschlag 184 für eine Schraubenfeder 19 angeordnet, die sich andererseits an einem in die Patrone 17 eingeschraubten Anschlag 20 abstützt. Die Feder 19 befindet sich im Dämpfraum 21 des Ventils 10, in welchem die Patrone 17 Öffnungen 174 mit vorteilhafter Weise unterschiedlicher Größe aufweist. Dabei ist es für die Dämpfung günstig, wenn die dem Anschlag 20 am nächsten liegenden Öffnungen 174 die Kleinsten und die zuerst vom Kolben 18 verschlossenen Öffnungen 174 die Größten sind.At the anchor 14 facing front surface 182 of the piston 18 are lifting gear 183 in front Seen, the minimum distance from the facing cartridge inner surface 173 determine. At the front surface 182 opposite end is on the piston 18 a sunk, the hole 185 closing stop 184 for a coil spring 19 arranged, on the other hand, one in the cartridge 17 screwed stop 20 supported. The feather 19 is located in the steam room 21 of the valve 10 in which the cartridge 17 openings 174 having advantageously different sizes. It is favorable for the damping, if the stop 20 nearest openings 174 the smallest and the first from the piston 18 closed openings 174 the biggest ones are.

In der Ventilpatrone 17 sind außerdem ein Pumpanschluss P und ein Tankanschluss T vorgesehen, die beide über eine zylindrische Ausnehmung 187 in der Außenfläche des Kolbens 18 miteinander verbunden sind. Auf diese Weise bildet sich zwischen der Ventilpatrone 17 und dem Kolben 18 eine Drosselstelle 22 veränderlicher Größe aus. Die Bohrung 185 steht durch Öffnungen 188 mit dem Pumpanschluss P in Verbindung. Deshalb gehört der Raum zwischen den Flächen 173 und 182 zum P-Druckbereich, während der Raum (162) zwischen dem Tragstück 16 und der Ventilpatrone 17 zum T-Druckbereich gehört. Zur vollständigen Trennung des P-Druckbereichs vom T-Druckbereich sind am Tragstück 16 und an der Ventilpatrone 17 Dichtungsringe 23 vorgesehen. Das Ventil 10 hat eine geometrische Achse X-X zu der die einzelnen Bauteile koaxial ausgerichtet sind.In the valve cartridge 17 In addition, a pump port P and a tank port T are provided, both via a cylindrical recess 187 in the outer surface of the piston 18 connected to each other. In this way forms between the valve cartridge 17 and the piston 18 a throttle point 22 variable size. The hole 185 stands through openings 188 with the pump port P in conjunction. That is why the space belongs between the surfaces 173 and 182 to the P-pressure area, while the room ( 162 ) between the support piece 16 and the valve cartridge 17 belongs to the T-pressure range. For complete separation of the P-pressure range from the T-pressure range are on the support piece 16 and on the valve cartridge 17 seals 23 intended. The valve 10 has a geometric axis XX to which the individual components are aligned coaxially.

In 1 ist das Ventil 10 unbestromt dargestellt; der Anker 14 und der Kolben 18 befinden sich in der oberen Endlage, die Drosselstelle 22 ist maximal geöffnet. Wird das Ventil 10 bestromt, so bewegt sich der Anker 14 und mit ihm der Kolben 18 so lange in Richtung eines Pfeils 24 nach unten bis das Kräftegleichgewicht zwischen der Magnetkraft des Elektromagneten 12, 13, 14 einerseits und der hydraulischen Rückführkraft zwischen P und T sowie der Kraft der Feder 19 andererseits besteht. Damit wird der Querschnitt der Drosselstelle 22 verringert. Es ist erforderlich, dass der Kolben 18 diese und jede neue Gleichgewichtslage augenblicklich, ohne Verzögerung einnimmt. Dies ist am Besten gewährleistet, wenn der Dämpfraum 21 originär vom P-Druckbereich umgeben ist und nicht vom T-Druckbereich, auf den durch die Rückführung schon fehlerhafte Einflüsse gewirkt haben können.In 1 is the valve 10 shown without current; the anchor 14 and the piston 18 are in the upper end position, the throttle point 22 is open maximum. Will the valve 10 energized, the anchor moves 14 and with it the piston 18 so long in the direction of an arrow 24 down to the balance of forces between the magnetic force of the electromagnet 12 . 13 . 14 on the one hand and the hydraulic return force between P and T and the force of the spring 19 on the other hand. This is the cross section of the throttle point 22 reduced. It is necessary that the piston 18 These and any new equilibrium situation instantly, without delay takes. This is best ensured when the steam room 21 Originally surrounded by the P-pressure range and not the T-pressure range, which may have been affected by the feedback already erroneous influences.

In 2 ist in ein Tragstück 16 eine Ventilpatrone 17 eingefügt, in der ein Kolben 18 mit Rückführkolben 181 von einem kugelgelagerten Stößel 15 entgegen der Wirkung einer Druckfeder 19 bewegbar ist. Die übrigen Teile eines Ventils mit der Achse X-X sind nicht dargestellt. Die Patrone 17 hat wieder einen mehr oder weniger druckintensiven P-Anschluss und einen zumindest nahezu drucklosen T-Anschluss. Im Bereich dieser Anschlüsse besitzt der Kolben 18 an seinem Umfang eine zylindrische Ausnehmung 187. Außerdem befindet sich zwischen dem oberen Ende der Ausnehmung 187 und dem T-Anschluss eine Drosselstelle 22. Der Kolben 18 ist mit axialen zylindrischen Bohrungen 185, 186 versehen, die über quer zur Achse X-X gerichtete Bohrungen 188 mit dem P-Anschluss in Verbindung stehen. Aus Gründen der Herstellung ist die Patrone 17 an ihrem oberen Ende durch ein separates Bauteil 25 verschlossen, das gleichzeitig die Laufbuchse für den Rückführkolben 181 darstellt und in seiner oberen Fläche 189 eine zur Achse X-X koaxiale zylindrische Ausnehmung 190 hat, in die sowohl der Stößel 15 als auch der Rückführkolben 181, allerdings von entgegengesetzten Seiten sich berührend, hineinragen. Das Bauteil 25 ist an seiner zylindrischen Außenfläche 251 mit einem Dichtungsring 26 versehen, so dass der Raum 252 oberhalb des Bauteils 25 im Sinne der Erfindung vollständig getrennt ist vom Raum 253 unterhalb des Bauteils 25. Der Raum 252 befindet sich im T-Druckbereich und der Raum 253 im P-Druckbereich. Im übrigen ist ein Dämpfraum 21 mit Öffnungen 174 zum Erreichen einer mit der Kolbenabsenkung zunehmenden Dämpfung vorgesehen, wobei der Dämpfraum 21 vollständig vom P-Druckbereich umgeben ist. Darüber hinaus gilt das zu 1 Gesagte.In 2 is in a support piece 16 a valve cartridge 17 inserted, in which a piston 18 with return piston 181 from a ball-bearing ram 15 against the action of a compression spring 19 is movable. The remaining parts of a valve with the axis XX are not shown. The bullet 17 again has a more or less pressure-intensive P-connection and an at least almost unpressurized T-connection. In the area of these connections has the piston 18 at its periphery a cylindrical recess 187 , It is also located between the upper end of the recess 187 and the T port a throttle point 22 , The piston 18 is with axial cylindrical holes 185 . 186 provided, which are transverse to the axis XX directed holes 188 communicate with the P port. For reasons of manufacture is the cartridge 17 at its upper end by a separate component 25 closed, at the same time the liner for the return piston 181 represents and in its upper surface 189 a coaxial with the axis XX cylindrical recess 190 has, in both the pestle 15 as well as the return piston 181 , but touching from opposite sides, protrude. The component 25 is on its cylindrical outer surface 251 with a sealing ring 26 provided so that the room 252 above the component 25 within the meaning of the invention is completely separated from the room 253 below the component 25 , The space 252 is located in the T-pressure area and the room 253 in the P-pressure range. Otherwise, there is a steam room 21 with openings 174 provided to achieve an increasing with the piston lowering damping, wherein the damping chamber 21 completely surrounded by the P-pressure area. In addition, that is true too 1 Said.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All in the description, the following claims and the drawing Features can both individually and in any combination with each other invention essential be.

1010
DruckregelventilPressure control valve
1111
Fassungversion
1212
SpuleKitchen sink
1313
Flussleitelementflux collector
1414
Ankeranchor
1515
Stößeltappet
1616
Tragstücksupporting piece
1717
Ventilpatronevalve cartridge
1818
Kolbenpiston
1919
Schraubenfedercoil spring
2121
Dämpfraumdamping chamber
2222
Drosselstellerestriction
23, 2623 26
Dichtungsringeseals
2424
Pfeilarrow
2525
Bauteilcomponent
141141
DruckausgleichsbohrungPressure compensating bore
161161
zentrale Öffnungcentral opening
162, 190162 190
zylindrische Ausnehmungcylindrical recess
171, 172171 172
Bohrungendrilling
173173
PatroneninnenflächeCartridge inner surface
174, 188174 188
Öffnungenopenings
181181
RückführkolbenReturn piston
182182
Frontflächefront surface
18 318 3
Anschlagmittelslings
184, 20184 20
Anschlagattack
185, 186185, 186
Bohrungendrilling
187187
zylindrische Ausnehmungcylindrical recess
188188
Öffnungenopenings
189189
obere Flächeupper area
251251
Außenflächeouter surface
252, 253252 253
Räumerooms
PP
PumpdruckeinlassPump pressure inlet
TT
TankdruckauslassTankdruckauslass
X-XX X
Achseaxis

Claims (6)

Druckregelventil mit einem Ventilgehäuse, das mindestens einen Pumpenanschluss und einen Tankanschluss aufweist, in dem ein von einem Magnetanker entgegen einer Feder bewegter Kolben geführt ist, und das ferner eine hydraulische Dämpfeinrichtung mit einem Dämpfraum aufweist, wobei dem Tankanschluss eine Drosselstelle zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfraum mindestens eine der Dämpfung dienende Medienverbindung zum Pumpraum besitzt.Pressure regulating valve having a valve housing, which has at least one pump connection and a tank connection, in which a piston moved by a magnet armature against a spring is guided, and further comprising a hydraulic damping device with a damping chamber, wherein the tank connection is associated with a throttle point, characterized the damping chamber has at least one media connection to the pumping space which serves to dampen the damping. Druckregelventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Dämpfraum mehrere Medienverbindungen zum Pumpraum aufweist, die parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens gegeneinander versetzt sind.Pressure control valve according to claim 1, characterized that's the steam room has multiple media connections to the pump room, which are parallel to Movement direction of the piston are offset from each other. Druckregelventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienverbindungen unterschiedlich dimensioniert sind.Pressure control valve according to claim 2, characterized that the media connections are dimensioned differently. Druckregelventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass. die Dimensionen der Medienverbindungen mit zunehmender Bewegung des Kolbens entgegen der Feder kleiner werden.Pressure control valve according to claim 3, characterized that. the dimensions of the media connections with increasing movement of the piston against the spring become smaller. Druckregelventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass. zwischen dem Anker und dem Kolben ein Rückführkolben kinematisch wirksam angeordnet ist.Pressure control valve according to claim 1, characterized that. Between the armature and the piston, a return piston kinematically effective is arranged. Druckregelventil gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass. der Rückführkolben in einer Laufbuchse gleitet, die von der Führung des Kolbens verschieden ist.Pressure control valve according to claim 5, characterized in that that. the return piston slides in a bushing, which differs from the guidance of the piston is.
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