DE102008003210B4 - Pressure valve, in particular with advantageous electrical contact management - Google Patents
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Abstract
Druckventil für eine hydraulische Anlage, insbesondere für ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, mit einem Ventilgehäuse (2), in das ein elektromagnetischer Wandler (3) mit einem Spulenkörper (4) und einem axial verschieblichen, verdrehsicheren Anker (5) zur Betätigung eines Steuerelements (6) des Druckventils (1) eingesetzt ist, wobei das Steuerelement (6) eine Druckmittelöffnung (7) in dem Ventilgehäuse (2) verschließen kann, wobei der Anker (5) zumindest einen außermittigen, axialen Durchgang (8, 8') aufweist, in dem ein Kontakt (9, 9') für den Spulenkörper (4) hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherheit des Ankers (5) durch die Anordnung einer den Kontakt (9, 9') umgebenden Hülse (10) in dem zumindest einen Durchgang (8, 8') sichergestellt ist.Pressure valve for a hydraulic system, in particular for a high-pressure fuel system, with a valve housing (2) into which an electromagnetic transducer (3) with a bobbin (4) and an axially displaceable, non-rotating armature (5) for actuating a control element (6 ) of the pressure valve (1) is inserted, wherein the control element (6) can close a pressure medium opening (7) in the valve housing (2), wherein the armature (5) has at least one eccentric, axial passage (8, 8 '), in a contact (9, 9 ') for the bobbin (4) is passed, characterized in that the security against rotation of the armature (5) by the arrangement of the contact (9, 9') surrounding sleeve (10) in the at least one Passage (8, 8 ') is ensured.
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckventil für eine hydraulische Anlage, insbesondere für ein Hochdruck-Kraftstoffsystem, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a pressure valve for a hydraulic system, in particular for a high-pressure fuel system, according to the preamble of claim 1.
Druckventile, die als Druckbegrenzungsventile oder als Druckregelventile ausgebildet sein können, sind bekannt und dienen zur Steuerung des Druckmitteldruckes in einer hydraulischen Anlage. Bei bekannten Druckventilen wirkt beispielsweise ein Elektromagnet über einen Anker direkt, seltener indirekt über eine Druckfeder auf ein Ventil. Das Steuerelement des Ventils ist überwiegend als Sitzkegel, seltener als Längsschieber oder Düsen-Prallplattensystem ausgebildet. Es kann die auf das Steuerelement ausgeübte Magnetkraft – und damit der Druckmitteldruck in der hydraulischen Anlage – durch Verändern des elektrischen Eingangsstromes variiert werden, ohne dass der elektromagnetische Wandler einen Hub ausführt. Der Wandler wirkt als elektromagnetische Feder.Pressure valves that can be configured as pressure relief valves or as pressure control valves are known and are used to control the pressure medium pressure in a hydraulic system. In known pressure valves, for example, an electromagnet acts via an armature directly, more rarely indirectly via a compression spring on a valve. The control of the valve is designed predominantly as a seat cone, more rarely as a longitudinal slide or nozzle baffle plate system. It can be varied by varying the electrical input current, the magnetic force exerted on the control - and thus the fluid pressure in the hydraulic system - without the electromagnetic transducer executing a stroke. The transducer acts as an electromagnetic spring.
Beispielsweise durch die
In einer bestimmten Ausführungsform, die in der europäischen Patentanmeldung
Eine weitere Darstellung eines Druckbegrenzungsventils mit einem flachen Anker kann den Figuren der
Der Bauraumbedarf des Druckventils ist nicht optimiert.The space requirement of the pressure valve is not optimized.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckventil zu schaffen, dessen radialer Bauraumbedarf verringert ist. Ferner soll die Verdrehsicherheit des Ankers sichergestellt werden.The invention has for its object to provide a pressure valve, the radial space requirement is reduced. Furthermore, the security against rotation of the armature should be ensured.
Die Aufgabe wird mit einem Druckventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object is achieved with a pressure valve having the features of claim 1.
Dadurch, dass in dem Anker zumindest ein mit Abstand zu seiner Längsachse angeordneter axialer Durchgang oder eine axiale Bohrung vorgesehen ist, in dem ein Kontakt für den Spulenkörper hindurchgeführt ist, ist eine konstruktive Maßnahme angegeben, die radiale Ausdehnung des Druckventils, bedingt durch die Kontaktführung in dem Ventilgehäuse zu verringern.Characterized in that in the armature at least one arranged at a distance from its longitudinal axis axial passage or an axial bore is provided, in which a contact is passed for the bobbin, a constructional measure is given, the radial extent of the pressure valve, due to the contact in to reduce the valve body.
Der Anker könnte durch diese konstruktive Maßnahme auch radial über den Spulenkörper ragen, wodurch die Dimensionen des Ankers sich ohne Vergrößerung des gesamten radialen Bauraums des Druckventils steigern ließen.The armature could also protrude radially through the bobbin by this structural measure, whereby the dimensions of the armature could be increased without increasing the total radial space of the pressure valve.
Vorteilhaft kann das Ventil als Hochdruckregelventil für Kraftstoffanwendungen im Kraftfahrzeug in Druckbereichen bis zu mehr als 2000 bar eingesetzt werden, wobei selbst auf der Tankrücklaufseite des Ventils 40 bar pulsweise oder über längeren Zeitraum auftreten können.Advantageously, the valve can be used as a high-pressure control valve for fuel applications in the motor vehicle in pressure ranges up to more than 2000 bar, which can occur even on the tank return side of the valve 40 bar pulse or over a longer period.
Bevorzugte Ausführungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Preferred embodiments emerge from the subclaims.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel des Druckventils weist der Anker zwei außermittige, axiale Durchgänge auf, durch die je ein Kontakt für den Spulenkörper geführt ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, einen Kontakt in einer Metallhülse, die durch einen axialen Durchgang durch den Anker geführt ist, anzuordnen und einen Kontakt mit einer steifen elektrischen Isolationsschicht durch den zweiten axialen Durchgang durch den Anker zu führen.In a particularly preferred embodiment of the pressure valve, the armature has two eccentric, axial passages through which a contact for the bobbin is guided. It may be expedient to arrange a contact in a metal sleeve, which is guided by an axial passage through the armature, and to bring a contact with a rigid electrical insulation layer through the second axial passage through the armature.
Insgesamt ist es positiv, wenn die gleichen Kontakte für die Durchkontaktierung durch den Anker genommen werden können. Das bedeutet, in einer Schichtbetrachtung ist der litzenartige innere elektrisch leitfähige Kontakt von einer Isolationsschicht umgeben. Einer der Kontakte ist im Bereich des Ankers durch eine Metallhülse geführt.Overall, it is positive if the same contacts can be taken for the via through the anchor. That is, in a layer view, the strand-like inner electrically conductive contact is surrounded by an insulating layer. One of the contacts is guided in the region of the armature by a metal sleeve.
Alternativ kann die Isolation um den Kontakt durch eine Beschichtung auf der Metallhülse mit einem isolierenden Überzug hergestellt werden.Alternatively, the insulation around the contact may be made by a coating on the metal shell with an insulating coating.
Idealerweise sind die Kontakte isoliert ausgeführt. In einer Ausgestaltung hat der metallische Kontakt, z. B. eine Litze, eine isolierende Ummantelung, die dann wiederum von einer Hülse umschlossen wird. Wenigstens eine Metallhülse ist vorhanden. In einer alternativen Ausgestaltung können auch beide in Isolationsmaterial geführten Kontakte jeweils von einer Metallhülse eingefasst sein.Ideally, the contacts are made isolated. In one embodiment, the metallic contact, for. As a strand, an insulating sheath, which in turn is then enclosed by a sleeve. At least one metal sleeve is present. In an alternative embodiment, both guided in insulating material contacts may each be enclosed by a metal sleeve.
Die Metallhülse und die elektrische Isolierung sind mit einer Spielpassung, die auch die thermische Ausdehnung der Bauteile berücksichtigt, durch die außermittigen, axialen Durchgänge durch den Anker geführt. Auf diese Weise ergibt sich zusätzlich eine Verdrehsicherung für den Anker.The metal sleeve and the electrical insulation are guided by the eccentric, axial passages through the armature with a clearance fit, which also takes into account the thermal expansion of the components. In this way, in addition results in a rotation for the anchor.
Die außermittigen, axialen Durchgänge können symmetrisch zu einer Mittelachse des Ankers in diesem angeordnet sein. Der Anker ist bevorzugt ein Flachanker und das erfindungsgemäße Druckventil eignet sich zum Einsatz in einer Common-Rail-Kraftstoffeinspritz-anlage eines Fahrzeugs in der Bauform eines kraftgesteuerten oder lagegesteuerten Proportional-Druckregelventils oder Proportional-Druckbegrenzungsventils zur Regelung oder Begrenzung eines Druckmitteldruckes.The off-center, axial passages may be arranged symmetrically to a central axis of the armature in this. The armature is preferably a flat armature and the pressure valve according to the invention is suitable for use in a common rail fuel injection system of a vehicle in the design of a force-controlled or position-controlled proportional pressure control valve or proportional pressure relief valve for controlling or limiting a pressure medium pressure.
Der Flachanker soll mit verschiedenen Löchern, in der Regel zwei, versehen werden, durch die Kontakte für den in den Deckel integrierten Stecker geführt sind. Die Kontakte führen auf die Spule des elektrischen Teils des Ventils. Ein Vorteil liegt in der Verdrehsicherheit des Ankers, der rotationsfest ist. Ein Vorteil liegt in der besonders günstigen Führung der Kontakte. Die Kontakte sind mit Kunststoff ummantelt. Eine der beiden Kunststoffschnüre ist weiterhin mit einer Hülse überzogen, die nicht magnetisierbar ist. Als Material für die Hülse kommen in Frage Aluminium, Edelstahl, Messing, Nickel. In einer weiteren Ausgestaltung kann der Anker nun so gestaltet werden, dass feststehende Elemente im Bereich des Deckels in den Raum des Ankers hineinragen können, denn der Anker kann sich nicht mehr verdrehen. Die Hülse hat den weiteren positiven Effekt, die Hysterese aufgrund von Reibung des Ankers am Kunststoff zu verringern. Dabei trägt eine einseitige Hülse in vielen Ausgestaltungsbeispielen zur ausreichenden Hystereseverringerung bei. Eine weitere Hülse treibt die Kosten zur Herstellung nur nach oben. Häufig wird dabei die Hystereseverringerung nicht in dem gleichen Maß verbessert. Die beiden Löcher für die Kontaktierungen im Anker sind in der Regel gleich geschaffen. Wenn die Löcher symmetrisch liegen, kann der Anker beliebig montiert werden. Erst durch die Anordnung der Hülse wird die Verdrehsicherheit sichergestellt. Wichtig ist, dass die Spulenkontakte keine Verbindung zum Anker im elektrischen Sinne erhalten, jedoch ist eine mechanische Verbindung in der Regel nicht schädlich. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Toleranzen vieler Bauteile des Ventils deutlich großzügiger ausgelegt werden können.The flat anchor is to be provided with various holes, usually two, are guided by the contacts for the plug integrated in the lid. The contacts lead to the coil of the electrical part of the valve. One advantage is the anti-rotation of the anchor, which is resistant to rotation. One advantage is the particularly favorable guidance of the contacts. The contacts are encased in plastic. One of the two plastic cords is further covered with a sleeve that is not magnetizable. The material used for the sleeve in question are aluminum, stainless steel, brass, nickel. In a further embodiment, the anchor can now be designed so that fixed elements can protrude in the region of the lid in the space of the anchor, because the anchor can not rotate. The sleeve has the further positive effect of reducing the hysteresis due to friction of the armature on the plastic. In this case, a one-sided sleeve contributes to sufficient hysteresis reduction in many design examples. Another sleeve drives the cost of manufacturing only upwards. Frequently, hysteresis reduction is not improved to the same extent. The two holes for the contacts in the anchor are usually created equal. If the holes are symmetrical, the anchor can be mounted arbitrarily. Only by the arrangement of the sleeve the security against rotation is ensured. It is important that the coil contacts are not connected to the Anchor received in the electrical sense, but a mechanical connection is usually not harmful. Another advantage is that the tolerances of many components of the valve can be designed significantly more generous.
Von außen betrachtet wirken die litzenartigen Kontakte durch den Anker wie Kunststoffschnüre.Seen from the outside, the strand-like contacts through the anchor act like plastic cords.
Zwei Ausführungsbeispiele sind nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt. In den Zeichnungen zeigen:Two embodiments are shown below with reference to the drawing. In the drawings show:
In
Die (nicht in
Wie in
Der Flachanker
Vereinfacht sind die Durchgänge
Der Flachanker
Die
Wie an Hand der Abmessungen a und b in
Wie
Zur leichteren Montage des erfindungsgemäßen Ventils
In der Regel wird der Spulenkörper
Während der Versuchsphase von erfindungsgemäßen Ventilen wurde ein weiterer überraschender Effekt augenscheinlich. Der Flachanker, der beidseitig von dem hydraulischen Medium umspült und umströmt werden soll, legt ohne eine geeignete Rotierungshemmung rotierende Bewegungen im Ankerraum zurück. Die rotierenden Bewegungen scheinen sich negativ auf den Energieaufwand für Druckregelventileinstellung auszuwirken. Insbesondere durch die radiale Ortsbindung des Ankers beim Einsatz einer Hülse, durch die das schwenkbewegliche Spiel nur noch im Umfang des Freiraums b gegeben ist, lässt sich die aufzuwendende elektrische Energie für ein erfindungsgemäßes Ventil im Prozentbereich reduzieren. BEZUGSZEICHENLISTE:
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