DE102007060225A1

DE102007060225A1 - An electropneumatic control device comprising a spool having a magnet portion disposed within a solenoid

Info

Publication number: DE102007060225A1
Application number: DE102007060225A
Authority: DE
Inventors: Michael Baeuerle; Dirk Hoeffken
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-25
Also published as: CN101903664B; WO2009077298A1; ATE528515T1; EP2220382A1; EP2220382B1; CN101903664A

Abstract

The invention relates to an electropneumatic control device comprising an actuator connected to a membrane by which means a pressure chamber is formed for a working pressure deviating from an environmental pressure, the actuator being surrounded by a distributing regulator for closing fluid line openings in the actuator, and a magnet coil. The distributing regulator comprises a magnet section for damping the movement of the actuator and determining the position of same, said magnet section being arranged inside the magnet coil.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine elektropneumatische Steuervorrichtung mit einem Stellglied, das mit einer Membran verbunden ist, mittels der ein Druckraum für einen vom Umgebungsdruck abweichenden Arbeitsdruck ausgebildet ist, wobei das Stellglied von einem Steuerschieber zum Verschließen oder Öffnen von Fluidleitungsöffnungen im Stellglied und einer Magnetspule umgeben ist.The The invention relates to an electropneumatic control device with an actuator, which is connected to a membrane, by means of a pressure chamber for a deviating from the ambient pressure Working pressure is formed, wherein the actuator of a spool for closing or opening fluid line openings surrounded in the actuator and a magnetic coil.

Aus dem Stand der Technik, etwa der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 028 015.6 mit Anmeldetag vom 19.06.2006 sind pneumatische Stellantriebe mit integrierter elektropneumatischer Positionsregelung bekannt. Die noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung offenbart einen elektropneumatischen Steller, der ein zweiteiliges Stellglied aufweist. Das Stellglied umfasst ein erstes Membranstangenteil und ein zweites Membranstangenteil. Die beiden Membranstangenteile sind mit einem zweiteiligen Regelschieber verbunden. Der Regelschieber ist von einer Magnetspule umgeben.From the prior art, such as the not yet published German patent application DE 10 2006 028 015.6 With filing date of 19.06.2006 pneumatic actuators with integrated electropneumatic position control are known. The not yet published German patent application discloses an electropneumatic actuator having a two-part actuator. The actuator comprises a first diaphragm rod member and a second diaphragm rod member. The two diaphragm rod parts are connected to a two-part control slide. The control slide is surrounded by a magnetic coil.

Das erste Membranstangenteil ist ferner mit einer Membran verbunden. Die Membran teilt einen Druckraum in zwei unterschiedliche Bereiche. Dabei steht der erste Bereich der zwei Bereiche über einer Bohrung im ersten Membranstangenteil mit einem Belüftungskanal in Verbindung. Der Belüftungskanal ragt durch das erste Membranstangenteil bis in das Innere eines Steuerschiebers. Der Steuerschieber umgibt nicht nur das erste Membranstangenteil, sondern auch das zweite Membranstangenteil. Über Überströmöffnungen und einen Kanal, in dem ein erstes Ventil angeordnet ist, ist der Belüftungskanal in Kontakt bringbar mit dem zweiten Bereich. Das zweite Membranstangenteil weist einen Entlüftungskanal auf, der einerseits mit einer Unterdruckseite in Verbin dung steht und andererseits über einen weiteren Kanal, der über ein zweites Ventil verschließbar ist, und über die bereits bekannten Überströmöffnungen mit dem zweiten Bereich verbunden ist, in Verbindung steht.The first membrane rod part is further connected to a membrane. The membrane divides a pressure chamber into two different areas. The first area of the two areas is above a hole in the first membrane rod part with a ventilation channel in connection. The ventilation duct protrudes through the first Membrane rod part into the interior of a control slide. Of the Spool not only surrounds the first membrane rod part, but also the second membrane rod part. Overflow openings and a channel in which a first valve is arranged is Ventilation channel brought into contact with the second area. The second membrane rod part has a venting channel on, on the one hand with a vacuum side in connec tion and, on the other hand, another channel over a second valve is closable, and over the already known overflow openings connected to the second area communicates.

Die noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung offenbart somit ein schwingfähiges Feder-Massesystem. Durch äußere oder innere Anregung, z. B. durch Schwingbeschleunigung entstehen erhebliche Schwingungsamplituden der zwei Membranstangenteile, die die Funktion erheblich stören können oder gar zum Versagen führen können. Um dies zu vermeiden, wird im Stand der Technik entweder die Eigenfrequenz möglichst weit aus dem Anregungsspektrum herausgelegt oder es werden Dämpfungsmaßnahmen realisiert. Es wird dabei eine möglichst hohe Eigenfrequenz angestrebt, indem die Massen, welche bewegt werden, möglichst gering gehalten werden. Es wird dann die Federsteifigkeit besonders hoch gewählt.The German patent application not yet published thus an oscillatory spring mass system. By outer or inner stimulation, z. B. caused by vibration acceleration significant vibration amplitudes of the two diaphragm rod parts, the can significantly disrupt the function or even can lead to failure. To avoid this, In the prior art, either the natural frequency is possible far removed from the excitation spectrum or it will be attenuation measures realized. It is doing as high a natural frequency sought by the masses, which are moved as possible be kept low. It then becomes the spring stiffness high chosen.

Die aus dem Stand der Technik bekannte und noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung versucht allerdings eine Dämpfung über eine pneumatische Regelung zu erreichen.The known from the prior art and not yet published Patent application, however, attempts a damping over to achieve a pneumatic control.

Beide Lösungsmöglichkeiten weisen bisher jedoch diverse Nachteile auf.Both However, solutions have so far diverse Disadvantages.

Die Erhöhung der Federsteifigkeit wird mit dem Nachteil begleitet, dass die Betätigungskräfte dann höher werden, was ungewünscht ist. Auch hat das Reduzieren der Massen geometrische Grenzen und findet in der Materialauswahl physikalische Restriktionen. Bekannt ist, dass bei einem elektromagnetischen Steuerschieber, welcher im Kräftegleichgewicht zwischen der Kraft einer Steuerfeder und der Magnetkraft einer Spule zu stehen hat, in Folge der zwingend notwendigen magnetischen Eigenschaft, kein Leichtmetall möglich ist, weswegen die Masse des Feder-Massesystems nicht willkürlich über einen gewissen Wert hinaus reduziert werden kann.The Increasing the spring stiffness is accompanied with the disadvantage that the actuation forces then higher become what is undesirable. Also, reducing the Masses geometric boundaries and finds in the material selection physical Restrictions. It is known that with an electromagnetic control valve, which in the balance of power between the force of a Control spring and the magnetic force of a coil has to stand, in succession the mandatory magnetic property, not light metal is possible, which is why the mass of the spring mass system not arbitrary beyond a certain value can be reduced.

Aus dem Stand der Technik bekannte elektropneumatische Steuervorrichtungen weisen oft den Nachteil auf, dass keine effizienteschwingungstechnische Beruhigung des Steuerschiebers erreicht wird. Für eine optimale Regelung mittels einer elektropneumatischen Steuervorrichtung darf im anregungsrelevanten Frequenzbereich keine unzulässig hohe Schwingungsamplitude am Steuerschieber auftreten. Dies ist selbst dann notwendig, wenn Schwingungsbeschleunigungen von bis zu 20 g erwartet werden. Die Schwingungsamplitude ist selbst dann auf wenige zehntel Millimeter limitiert, um einerseits den Luftverbrauch durch ständiges Be- und Entlüften zu minimieren, den Schwingungsverschleiß zu reduzieren und das Stellglied nicht unnötig anzuregen. Als typisches Stellglied wird im Stand der Technik eine Membranstange verwendet.Out known in the art electropneumatic control devices often have the disadvantage that no efficient vibration control Calming of the spool is achieved. For one optimal control by means of an electropneumatic control device may not be unacceptably high in the excitation-relevant frequency range Vibration amplitude occur at the spool. This is itself then necessary if vibration acceleration of up to 20 g to be expected. The oscillation amplitude is limited to a few tenths of a millimeter limited, on the one hand the air consumption to minimize constant ventilation, the To reduce vibration wear and the actuator not unnecessarily stimulate. As a typical actuator is used in the prior art, a diaphragm rod.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und der Allgemeinheit eine effiziente elektropneumatische Steuervorrichtung zur Verfügung zu stellen.It The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the To avoid prior art and the public an efficient To provide electropneumatic control device.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer elektropneumatischen Steuervorrichtung nach Anspruch 1 erreicht. Dadurch, dass der Steuerschieber einen Magnetabschnitt zum direkten Dämpfen der Bewegung des Steuerschiebers und indirektem Dämpfen der Bewegung des Stellgliedes und/oder Bestimmen der Lage des Steuergliedes aufweist, wobei der Magnetabschnitt innerhalb der Magnetspule angeordnet ist, wird eine Verringerung der Herstellkosten dadurch erreicht, dass bei Bewegung des Steuerschiebers, und damit auch des Magnetabschnittes, gezielt Wirbelströme in der Magnetspule induziert werden, welche die Bewegung des Steuerschiebers bremsen. Auch wird dadurch der Luftverbrauch vermindert. Durch Bremsung des Magnetabschnittes wird somit auch der Steuerschieber gebremst, was dazu führt, dass unerwünschte Schwingungen gedämpft werden. Durch Registrierung des Effektes der magnetischen Induktion, wenn der Magnetabschnitt innerhalb der Magnetspule befindlich ist, lässt sich auch eine dezidierte Lagerückmeldung erhalten. Auf diese Weise wird ein Dämpfen unerwünschter Schwingungen in der elektropneumatischen Steuervorrichtung wirkungsvoll erreicht. Als Nebeneffekt stellt sich vorteilhaft heraus, dass keine Erhöhung der Steifigkeit einer Steuerfeder notwendig ist, was eine Erhöhung der Magnetkraft nach sich ziehen würde. Dadurch müsste eine größere Spule mit höherer Windungszahl und dickerem Kupferquerschnitt verwendet werden, was jedoch die Packaging-Kosten erheblich in die Höhe treiben würde. Dies wird in der vorliegenden Erfindung vermieden.This object is achieved according to the invention with an electropneumatic control device according to claim 1. Characterized in that the spool has a magnetic portion for directly damping the movement of the spool and indirectly dampening the movement of the actuator and / or determining the position of the control member, where is arranged at the magnetic portion within the magnetic coil, a reduction in manufacturing costs is achieved in that upon movement of the spool, and thus also the magnetic portion, specifically eddy currents are induced in the magnetic coil, which brake the movement of the spool. This also reduces the air consumption. By braking the magnet portion thus also the spool is braked, which causes unwanted vibrations are damped. By registering the effect of the magnetic induction when the magnet portion is located inside the solenoid, a dedicated bearing feedback can also be obtained. In this way, damping of undesired vibrations in the electro-pneumatic control device is effectively achieved. As a side effect, it turns out advantageous that no increase in the stiffness of a control spring is necessary, which would entail an increase in the magnetic force. This would require the use of a larger coil with a higher number of turns and a thicker copper section, which would, however, significantly increase the packaging costs. This is avoided in the present invention.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen näher beschrieben, die in den Unteransprüchen auch beansprucht sind.in the Below, advantageous embodiments will be closer described, which also claims in the subclaims are.

Es ist bspw. von besonderem Vorteil, wenn ein Schließwiderstand parallel zu der Magnetspule in einem Dämpfungs- und/oder Lagebestimmungsschaltkreis angeordnet ist. Mittels des Schließwiderstandes lassen sich die induzierten Wirbelströme stark verlustbehaftet abführen. Der Steuerschieber wird dadurch effizient gebremst. Ferner lässt sich über den Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis, bei entsprechender Auslesung, nicht nur das Dämpfen unerwünschter Schwingungen erreichen, sondern auch die Lage des Magnetabschnittes des Steuerschiebers bzgl. der Magnetspule in Erfahrung bringen, was nützlich für eine genaue Regelung des durch die elektropneumatische Steuervorrichtung gesteuerten Maschinenbauteils ist.It is, for example, particularly advantageous if a closing resistance parallel to the solenoid in a damping and / or Positioning circuit is arranged. By means of the closing resistance the induced eddy currents can be very lossy dissipate. The spool is thereby efficiently braked. Furthermore, it is possible to use the damping and position determination circuit, with appropriate reading, not only achieve damping of unwanted vibrations, but also the position of the magnet portion of the control slide with respect to Solenoid learn what is useful for a precise control of the by the electro-pneumatic control device controlled machine component is.

Um eine besonders kostengünstige und robuste Realisierung der Anbindung des Magnetabschnittes an den Steuerschieber zu erreichen, ist es von Vorteil, wenn der Magnetabschnitt als Dauermagnet ausgebildet ist, der über einen Steg mit dem Steuerschieber verbunden ist. Durch Ausbildung des Magnetabschnittes als Dauermagnet, ist es auch nicht notwendig, den Magnetabschnitt während des Betriebes immer wieder zu magnetisieren. Etwaige Schleifkontaktstellen können somit vermieden werden. Eine einfache Bauweise ist die Folge.Around a particularly cost-effective and robust realization the connection of the magnet section to reach the spool, It is advantageous if the magnet section is formed as a permanent magnet is connected via a bridge with the spool is. By forming the magnet portion as a permanent magnet is it also does not need the magnet section during operation to magnetize again and again. Any sliding contact points can thus be avoided. A simple construction is the result.

Wenn der Schließwiderstand als Teil der den Steuerschieber umgebenden Magnetspule ausgebildet ist, so lässt sich der Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis weiter vereinfachen.If the closing resistance as part of the control slide surrounding Magnetic coil is formed, so can the damping and position determining circuit further simplify.

Zum Ermöglichen einer elektrischen Betätigung des Stellgliedes ist es von Vorteil, wenn zusätzlich zu der den Steuerschieber umgebenden Magnetspule, die als Sekundärspule ausgebildet ist, eine Primärspule zum Bewegen des Steuerschiebers in unmittelbarer Nähe des Steuerschiebers angeordnet ist. Wird die Primärspule angrenzend an die Sekundärspule in einer weiteren Schaltung angeordnet, so lässt sich bauraumeffizient die elektropneumatische Steuervorrichtung realisieren.To the Enable electrical actuation of the Actuator, it is advantageous if in addition to the The solenoid surrounding the spool, acting as a secondary coil is formed, a primary coil for moving the spool is arranged in the immediate vicinity of the spool. If the primary coil is adjacent to the secondary coil arranged in a further circuit, so can be space-efficient realize the electro-pneumatic control device.

So ist es von besonderem Vorteil, wenn die Primärspule separat von der Sekundärspule ausgebildet ist und in einer von dem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis getrennten Schaltung angeordnet ist. Dadurch wird vermieden, dass in einem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis unterschiedliche ausfallmögliche Aktivierungsmittel eingebaut werden. Die Ausfallsicherheit in einem solchen Ausführungsbeispiel wird somit erhöht. Um den Widerstand dabei so zu dimensionieren, dass gerade eine ausrei chende Dämpfung erreicht wird, ohne dass die Verstellzeit zu sehr leidet, ist es in einem weiteren Ausführungsbeispiel von Vorteil, wenn der Schließwiderstand wertmäßig in Abhängigkeit der Induktivität und der Feldstärke des Dauermagneten zur Beschränkung der Bewegung des Steuerschiebers im Bereich von vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm festgelegt ist.So it is of particular advantage if the primary coil separately is formed by the secondary coil and in one of separate from the damping and location circuit Circuit is arranged. This avoids that in a damping and positioning circuit different failure possible Activating agent to be installed. The reliability in one such embodiment is thus increased. In order to dimension the resistance so that just a sufficient level Damping is achieved without the adjustment time too much suffers, it is in a further embodiment of Advantage, if the closing resistance by value depending on the inductance and the field strength of the permanent magnet for limiting the movement of the spool in Range of preferably 0.1 mm to 0.2 mm is set.

Um den Schließwiderstand auf elektronischem Weg in einem Steuergerät, wie etwa einem Motorsteuergerät, variabel nachzubilden, so dass eine betriebspunktabhängige Dämpfung ermöglicht wird, ist es in einem weiteren Ausführungsbeispiel von Vorteil, wenn eine Transistor-Endstufe enthalten ist, die eine betriebspunktabhängige Dämpfung des Steuerschiebers hervorruft. Dadurch kann während einer Sollwertänderung die Dämpfung praktisch komplett entfallen und während einer Stationärphase die Dämpfung zugeschaltet werden. Dies ist etwa beim Anfahren eines Turboladers von großem Vorteil. Auch lässt sich somit eine stufenlos variable Dämpfung als Funktion eines Sollwertgradienten mit besonders wenig Aufwand realisieren.Around the closing resistance by electronic means in a control unit, such as an engine control unit, to replicate variably, allowing for operating point dependent damping, it is advantageous in a further embodiment if a transistor output stage is included, which is an operating point-dependent Damping the spool causes. This can be done during a Setpoint change the damping virtually complete eliminated and during a stationary phase the damping be switched on. This is about when starting a turbocharger of great advantage. Also can be thus one infinitely variable damping as a function of a setpoint gradient realize with very little effort.

Wenn die Transistor-Endstufe in einem Motor-Steuergerät angeordnet ist, so lässt sich in einem besonders häufig vorkommenden Anwendungsbereich eine effiziente Schwingungsdämpfung erreichen.If the transistor output stage is arranged in a motor control unit is, so can be found in a particularly common Scope to achieve efficient vibration damping.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben. Es zeigt:Based In the drawings, the invention will be described below in more detail. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante einer elektropneumatischen Steuervorrichtung, bei der ein Teil des Steuerschiebers magnetisch ausgebildet ist und einen Magnetabschnitt bildet, 1 1 is a schematic representation of a first embodiment of an electropneumatic control device, in which a part of the control slide is magnetically formed and forms a magnet section,

2 eine schematische Detaildarstellung des Bereichs des Steuerschiebers innerhalb eines Magnetabschnittes, wobei der Magnetabschnitt in einem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis eingebunden ist und ein Schließwiderstand parallel zur Magnetspule geschalten ist, und 2 a schematic detail of the portion of the spool within a magnetic portion, wherein the magnetic portion is incorporated in a damping and position determining circuit and a closing resistor is connected in parallel to the solenoid, and

3 eine schematische Detaildarstellung einer zweiten Ausführungsvariante, in der neben einer Primärspule, die für den Hub des Steuerschiebers zuständig ist, eine Sekundärspule zuständig ist und der Magnetabschnitt mittels eines Steges an den Steuerschieber angebunden ist und in Wechselbeziehung mit der Sekundärspule steht. 3 a schematic detail of a second embodiment, in addition to a primary coil, which is responsible for the stroke of the spool, a secondary coil is responsible and the magnet portion is connected by means of a web to the spool and is in correlation with the secondary coil.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist eine elektropneumatische Steuervorrichtung 1 dargestellt. Die Steuervorrichtung weist ein Stellglied 2 auf. Das Stellglied 2 ist mittelbar an einer Membran 3 angebracht. Die Membran 3 kann als Roll-Membran ausgebildet sein und mittels eines Verbindungskolbens 4 an dem Stellglied 2 angebracht sein. An dem Stellglied 2 ist eine Steuerstange 7 angebracht. In einem Arbeitsraum liegt ein vom Umgebungsdruck unterschiedlicher oder gleicher Druck vor. Dabei ist der Druck fallweise auch niedriger.In 1 is an electropneumatic control device 1 shown. The control device has an actuator 2 on. The actuator 2 is indirectly on a membrane 3 appropriate. The membrane 3 can be designed as a roll diaphragm and by means of a connecting piston 4 on the actuator 2 to be appropriate. On the actuator 2 is a control rod 7 appropriate. In a working room, a pressure different or different from the ambient pressure prevails. The pressure is occasionally lower.

Ein erster Bereich in dem Umgebungsdruck wirkt, wird durch eine am Gehäuse 8 anliegende Schutzhaube 9 und die Membran 3 gebildet. Der Arbeitsraum wird durch unter anderem die Membran 3 und das Gehäuse 8 gebildet und ist durch die Membran 3 und das Gehäuse 8 von dem ersten Bereich getrennt.A first area in which ambient pressure acts is through one on the housing 8th fitting protective hood 9 and the membrane 3 educated. The work space is through, among other things, the membrane 3 and the case 8th formed and is through the membrane 3 and the case 8th separated from the first area.

Der Verbindungskolben 4 ist mittels Sicherungsringen 10 auf dem Stellglied 2 festgelegt. Das Stellglied 2 ist relativ zu dem Gehäuse 8 und der Schutzhaube 9 auf zwei Gleitlagern 11 gelagert, bewegbar. Zwischen dem Stellglied 2 und dem Verbindungskolben 4 sind Dichtungen 12 vorgesehen.The connecting piston 4 is by means of circlips 10 on the actuator 2 established. The actuator 2 is relative to the housing 8th and the protective hood 9 on two plain bearings 11 stored, movable. Between the actuator 2 and the connecting piston 4 are seals 12 intended.

Die Schutzhaube 9 ist an einer Bördelung 13 mit dem Gehäuse 8 verbunden. An dieser Stelle ist auch ein Ende der Membran 3 befestigt. Die Rückstellung des Verbindungskolbens 4 und der Membran 3 wird über eine Arbeitsfeder 14 erreicht. Dabei befindet sich die Arbeitsfeder 14 zwischen dem Verbindungskolben 4 und einem Stützring 15, der in einem mit dem Gehäuse 8 verbundenen Magnetkörper 16 in Verbindung steht. Auf dem Stellglied 2 ist ein Steuerschieber 17 verschiebbar angeordnet. Im Stellglied 2 sind Fluidleitungen 18 angeordnet. Die Fluidleitungen 18 enden in Fluidleitungsöffnungen 19. An einem ersten Ende 20 des Stellgliedes 2 befindet sich eine Belüftungsöffnung 21. Die Belüftungsöffnung 21 steht mit einem Luftfilter/Schalldämpfer 22 in Kontakt.The protective hood 9 is on a flange 13 with the housing 8th connected. At this point is also an end of the membrane 3 attached. The provision of the connecting piston 4 and the membrane 3 is about a work spring 14 reached. This is the work spring 14 between the connecting piston 4 and a support ring 15 in one with the case 8th connected magnetic body 16 communicates. On the actuator 2 is a control valve 17 slidably arranged. In the actuator 2 are fluid lines 18 arranged. The fluid lines 18 ends in fluid line openings 19 , At a first end 20 of the actuator 2 there is a ventilation opening 21 , The ventilation opening 21 stands with an air filter / muffler 22 in contact.

Das Stellglied 2 weist auch ein dem ersten Ende 20 gegenüberliegendes zweites Ende 23 auf. An diesem zweiten Ende 23 liegt ein Unterdruckanschluss vor, über den die Fluidleitung 18 mit einem Unterdruckbereich verbunden ist. Die Fluidleitung 18 ist durch einen Stopfen 24 unterbrochen. Beidseitig des Stopfens 24 befinden sich zwei Fluidleitungsöffnungen 19. Im Bereich dieser beiden Fluidleitungsöffnungen 19 ist der Steuerschieber 17 bewegbar angeordnet und weist zwei Durchgangsöffnungen 25 auf. Abwechselnd ist jeweils eine Durchgangsöffnung fluchtend über eine der beidseitig des Stopfens 24 befindlichen Fluidleitungsöffnungen bewegbar. Dies wird durch Anregung mittels einer Magnetspule 26 erreicht.The actuator 2 also indicates the first end 20 opposite second end 23 on. At this second end 23 There is a vacuum connection, via which the fluid line 18 connected to a vacuum area. The fluid line 18 is through a stopper 24 interrupted. Both sides of the plug 24 There are two fluid line openings 19 , In the area of these two fluid line openings 19 is the spool 17 movably arranged and has two passage openings 25 on. Alternately, in each case one passage opening is aligned over one of the two sides of the plug 24 located fluid line openings movable. This is done by excitation by means of a magnetic coil 26 reached.

Die Magnetspule 26 ist innerhalb des Gehäuses 8 und zwischen dem Magnetkörper 16 und einem Magnetjoch 27 angeordnet. Der Steuerschieber 17 ist dabei zwischen zwei Anschlägen 28 bewegbar. Auf einer Seite des Steuerschiebers 17 ist eine Steuerfeder 29 angeordnet. Aus Dichtigkeitsgründen ist auf der Seite eines Unterdruckanschlusses, relativ vom rechten Gleitlager 11 ausgesehen, eine Dichtung mittels eines O-Rings 30 realisiert.The magnetic coil 26 is inside the case 8th and between the magnetic body 16 and a magnetic yoke 27 arranged. The spool 17 is between two attacks 28 movable. On one side of the spool 17 is a control spring 29 arranged. For reasons of tightness is on the side of a vacuum connection, relatively from the right slide bearing 11 looked, a seal by means of an O-ring 30 realized.

Bei entsprechender Bestromung der Magnetspule 26 bewegt sich der Steuerschieber auf dem Stellglied 2 entweder nach links oder rechts, was zu einer Belüftung oder Entlüftung der Fluidleitungen 18 durch die in Überlappung bringbaren Fluidleitungsöffnungen 19 und Durchgangsöffnungen 25 erreicht wird.With appropriate energization of the solenoid 26 the spool moves on the actuator 2 either to the left or right, resulting in ventilation or venting of the fluid lines 18 through the overlapping fluid conduit openings 19 and passage openings 25 is reached.

In der vorliegenden Erfindung ist ein Teil des Steuerschiebers 17 magnetisiert ausgestaltet. Dieser leicht magnetisch ausgestaltete Abschnitt wird als Magnetabschnitt 31 in 1 gekennzeichnet. Es ist auch möglich, dass der Magnetabschnitt 31 den gesamten Steuerschieber 17 umfasst. Dies ist in 2 dargestellt.In the present invention is a part of the spool 17 magnetized designed. This slightly magnetically designed section is called a magnet section 31 in 1 characterized. It is also possible that the magnet section 31 the entire spool 17 includes. This is in 2 shown.

In den 2 und 3 werden für die selben Elemente die selben Bezugszeichen verwendet.In the 2 and 3 the same reference numbers are used for the same elements.

Aus 2 ist gut erkennbar, dass die Magnetspule 26 in einem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32 angeordnet ist. Parallel zu der Magnetspule 26 ist dabei ein Schließwiderstand 33 angeordnet. Durch die magnetische Ausgestaltung des Magnetabschnittes 31 des Steuerschiebers 17, werden Wirbelströme in dem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32 hervorgerufen. Dies erfolgt aufgrund der Verwendung der Magnetspule 26. Damit die gezielt hervorgerufenen Wirbelströme, eine Bewegung des Steuerschiebers 17 dämpfend abbauen, wird der Schließwiderstand 33 in den Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32 eingebracht. Je schneller der Steuerschieber 17 in die Magnetspule 26 eintaucht, desto höher ist die hervorgerufene Spannung im Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32. Je tiefer der Magnetabschnitt 31 in die Magnetspule 36 eintaucht, desto mehr verändert sich die Induktivität, wodurch die Lage bestimmt wird. Die Festlegung der Lage des Magnetabschnittes 31 lässt Rückschlüsse auf die Lage des Steuerschiebers 17 zu. Durch den gezielten Abbau der Wirbelströme lässt sich ein Dämpfen von Schwingungen, die auf die Steuerschieber 17 wirken, erreichen.Out 2 is well recognizable that the magnetic coil 26 in a damping and positioning circuit 32 is arranged. Parallel to the solenoid 26 is a closing resistance 33 arranged. Due to the magnetic configuration of the magnet section 31 of the spool 17 , eddy currents are generated in the damping and positioning circuit 32 caused. This he follows due to the use of the solenoid 26 , So that the purposefully induced eddy currents, a movement of the spool 17 Damping dismantling, the closing resistance 33 in the damping and attitude determination circuit 32 brought in. The faster the spool 17 in the magnetic coil 26 dips, the higher the voltage produced in the damping and position determination circuit 32 , The deeper the magnet section 31 in the magnetic coil 36 dips, the more the inductance changes, whereby the situation is determined. The definition of the position of the magnet section 31 allows conclusions about the position of the spool 17 to. By deliberately reducing the eddy currents can be a damping of vibrations acting on the spool 17 act, reach.

Eine zweite Ausführungsform ist in 3 dargestellt und unterscheidet sich vor allem darin, dass die Magnetspule 26 als Primärspule 34 ausgebildet ist. Die Primärspule 34 ist zuständig für das Hervorrufen der Bewegung des Steuerschiebers 17. Der Steuerschieber 17 weist einen Steg 35 auf, der die Verbindung zu dem als Dauermagnet 36 ausgebildeten Magnetabschnitt 31 sicherstellt. Der Dauermagnet 36 und der Steg 35 sind integrale Bestandteile des Steuerschiebers 17. Es ist jedoch auch möglich, dass diese drei Elemente einzeln hergesellt sind und miteinander auf herkömmliche Weise verbunden werden. Dabei bieten sich Klemm-, Schraub- und Klebeverbindungen an.A second embodiment is in 3 represented and differs above all in that the magnetic coil 26 as a primary coil 34 is trained. The primary coil 34 is responsible for causing the movement of the spool valve 17 , The spool 17 has a footbridge 35 on that the connection to the as a permanent magnet 36 trained magnet section 31 ensures. The permanent magnet 36 and the jetty 35 are integral components of the spool valve 17 , However, it is also possible that these three elements are made individually and connected together in a conventional manner. It offers clamping, screw and adhesive connections.

Es ist auch möglich, dass der unterhalb der Primärspule 34 befindliche Abschnitt und der innerhalb einer Sekundärspule angeordnete Magnetabschnitt 31 aus ferromagnetischem Material hergestellt ist, wohingegen der Steg 35 aus Leichtmetall geformt ist. Als Dauermagnet 36 wird ein herkömmlicher Permanentmagnet verstanden. Die Sekundärspule 37 ist in einen Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32 eingebunden. In diesem Dämpfungs- und Lagebestimmungsschaltkreis 32 ist auch der Schließwiderstand 33 parallel zu der Sekundärspule 37 geschalten.It is also possible that the below the primary coil 34 located portion and disposed within a secondary coil magnetic portion 31 made of ferromagnetic material, whereas the web 35 made of light metal. As a permanent magnet 36 is understood a conventional permanent magnet. The secondary coil 37 is in a damping and positioning circuit 32 involved. In this damping and positioning circuit 32 is also the closing resistance 33 parallel to the secondary coil 37 switched.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102006028015 [0002]

Claims

Electropneumatic control device ( 1 ) with an actuator ( 2 ) fitted with a membrane ( 3 ) is formed by means of which a pressure chamber is formed for a different pressure from the ambient working pressure, wherein the actuator ( 2 ) from a spool ( 17 ) for closing or opening fluid line openings ( 19 ) in the actuator ( 2 ) and a magnetic coil ( 26 ), characterized in that the spool ( 17 ) a magnetic section ( 31 ) for directly damping the movement of the spool ( 17 ) and indirectly dampening the movement of the actuator ( 2 ) and / or determining the position of the actuator ( 2 ), wherein the magnetic portion ( 31 ) within the solenoid ( 26 ) is arranged.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to claim 1, wherein a closing resistor ( 33 ) parallel to the magnetic coil ( 26 ) in a damping and / or position determining circuit ( 32 ) is arranged.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the magnet section ( 31 ) as a permanent magnet ( 36 ) is formed, which via a web ( 35 ) with the control slide ( 17 ) connected is.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the closing resistance ( 33 ) as part of the spool ( 17 ) surrounding magnetic coil ( 26 ) is trained.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein in addition to the spool ( 17 ) surrounding magnetic coil ( 26 ), which as a secondary coil ( 37 ) is formed, a primary coil ( 34 ) for moving the spool ( 17 ) in the immediate vicinity of the spool ( 17 ) is arranged.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to claim 5, wherein the primary coil ( 34 ) separately from the secondary coil ( 37 ) and in one of the damping and position determining circuits ( 32 ) is arranged separate circuit.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to one of claims 3 to 6, wherein the closing resistance ( 33 ) in terms of value as a function of the inductance and the field strength of the permanent magnet for limiting the movement of the control slide ( 17 ) is set in the range of preferably 0.1 mm to 0.2 mm.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to claim 1, wherein an operating point-dependent damping of the spool ( 17 ) inducing transistor power amplifier is included.

Electropneumatic control device ( 1 ) according to claim 8, wherein the transistor output stage is arranged in an engine control unit.