DE102009046813A1

DE102009046813A1 - Electromagnetic switching valve for use as e.g. control valve for antilock braking system, has damper disk arranged on one side of armature in armature space, where movement of damper disk is axially higher than limited movement of armature

Info

Publication number: DE102009046813A1
Application number: DE200910046813
Authority: DE
Inventors: Erik Thorwirth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-19

Abstract

The valve (10) has an armature (18) axially moved in a housing (12), formed in or at an axial channel (32), and accommodating in an armature space (16) i.e. fluid space. A damper disk (28) is axially arranged and moved on one side of the armature in the armature space for damping movement of an armature upon reaching a final position. Movement of the damper disk is axially higher than the limited movement of the armature. The housing includes a recess (30) circumferentially and axially limited in a circumferential direction.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electromagnetic switching valve according to the preamble of claim 1.

Elektromagnetische Schaltventile, bei denen die Erreichung einer Endlage mittels eines hydraulischen Systems gedämpft wird, sind vom Markt her bekannt. Beispielsweise werden in manchen Ausführungen von Ventilen für ein Antiblockiersystem (ABS) axial bewegliche Dämpfungsscheiben eingesetzt. Außerdem dienen die Dämpfungsscheiben zugleich als eine Restluftspaltscheibe (RLSS), mit welcher ein magnetisches Trennen von Anker und Spule erreicht wird.Electromagnetic switching valves, in which the achievement of an end position is damped by means of a hydraulic system, are known from the market. For example, in some embodiments of valves for an antilock brake system (ABS) axially movable damping discs are used. In addition, the damping discs also serve as a residual air gap disc (RLSS), with which a magnetic separation of armature and coil is achieved.

Des weiteren wird auf folgende Veröffentlichungen verwiesen: DE 10 2007 034 038 A1 , DE 10 2007 028 960 A1 , DE 10 2005 022 661 A1 , DE 10 2004 061 798 A1 , DE 2004 016 554 A1 , DE 103 27 411 A1 , DE 198 34 121 A1 , EP 1 701 031 A1 , EP 1 471 248 A1 und EP 1 296 061 A2 .Further reference is made to the following publications: DE 10 2007 034 038 A1 . DE 10 2007 028 960 A1 . DE 10 2005 022 661 A1 . DE 10 2004 061 798 A1 . DE 2004 016 554 A1 . DE 103 27 411 A1 . DE 198 34 121 A1 . EP 1 701 031 A1 . EP 1 471 248 A1 and EP 1 296 061 A2 ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch ein elektromagnetisches Schaltventil nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.The problem underlying the invention is achieved by an electromagnetic switching valve according to claim 1. Advantageous developments are specified in subclaims. Features which are important for the invention can also be found in the following description and in the drawings, wherein the features, both alone and in different combinations, can be important for the invention, without being explicitly referred to again.

Das erfindungsgemäße elektromagnetische Schaltventil hat den Vorteil, dass eine hydraulische Endlagendämpfung erreicht wird, bei welcher sowohl der Einsatzpunkt als auch die Stärke der Dämpfung konstruktiv entsprechend den spezifischen Anforderungen festgelegt werden kann, wobei unter dem Begriff ”Einsatzpunkt” jener Bereich des Hubs des Ankers verstanden wird, ab dem die Dämpferscheibe die Bewegung des Ankers beeinflusst bzw. nicht mehr beeinflusst. Die zusätzlichen Elemente der erfindungsgemäßen Endlagendämpfung sind kostengünstig herzustellen. Dabei sind im Allgemeinen nur vergleichsweise geringe Änderungen an Baumustern vorhandener elektromagnetischer Schaltventile erforderlich.The electromagnetic switching valve according to the invention has the advantage that a hydraulic cushioning is achieved, in which both the starting point and the strength of the damping can be constructively determined according to the specific requirements, wherein the term "point of use" that range of the stroke of the armature is understood , from which the damper disc influences or no longer influences the movement of the armature. The additional elements of the end position damping according to the invention are inexpensive to manufacture. In general, only comparatively minor changes to the design patterns of existing electromagnetic switching valves are required.

Durch die Erfindung wird es ermöglicht, dass nur in einem Teilbereich der Ankerbewegung die Dämpferscheibe auf dem Anker aufliegt, und in einem anderen Teilbereich die Dämpferscheibe vom Anker räumlich getrennt ist. Bei einem Aufliegen der Dämpferscheibe auf dem Anker wird der mindestens eine axiale Kanal, der an oder in dem Anker ausgebildet ist, verschlossen (bei mehreren Kanälen wird mindestens ein Teil dieser Kanäle verschlossen). Dadurch wird die Bewegung des Ankers stark gedämpft, weil der Fluidaustausch im Ankerraum von einer Seite des Ankers auf die andere Seite des Ankers vergleichsweise stark behindert ist. Dagegen wird in Bereichen, in denen die Dämpferscheibe nicht auf dem Anker aufliegt, die Bewegung des Ankers nur wenig gedämpft, da hier das Fluid durch den mindestens einen Kanal von einer Seite auf die andere Seite des Ankers strömen kann. Daher wird die Anordnung der Dämpferscheibe relativ zum Anker so vorgenommen, dass sie an dem Anker in der Nähe einer Endlage der Ankerbewegung in Anlage kommt und außerhalb dieses Hubbereichs vom Anker beabstandet ist. Auf diese Weise wird die Bewegung des Ankers kurz vor dem Erreichen dieser Endlage besonders stark gedämpft. Dies alles wird auf eine einfache Weise dadurch erreicht, dass die Bewegung der Dämpferscheibe axial stärker begrenzt ist als die Bewegung des Ankers.By the invention it is possible that only in a partial region of the armature movement, the damper disc rests on the armature, and in another portion of the damper disc is spatially separated from the armature. When the damper disc rests on the armature, the at least one axial channel, which is formed on or in the armature, is closed (in the case of several channels, at least part of these channels is closed). As a result, the movement of the armature is strongly damped, because the fluid exchange in the armature space from one side of the armature to the other side of the armature is relatively hindered. In contrast, in areas where the damper disc does not rest on the armature, the movement of the armature is only slightly attenuated, since the fluid can flow through the at least one channel from one side to the other side of the armature. Therefore, the arrangement of the damper disc relative to the armature is made so that it comes to the armature in the vicinity of an end position of the armature movement in abutment and is outside of this stroke range spaced from the armature. In this way, the movement of the armature is attenuated just before reaching this end position particularly strong. All this is achieved in a simple manner in that the movement of the damper disc is axially more limited than the movement of the armature.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse des elektromagnetischen Schaltventils bzw. der Ankerraum eine vorzugsweise in Umfangsrichtung umlaufende und axial begrenzte Ausnehmung umfasst, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Ankers und innerhalb derer die Dämpferscheibe axial verschiebbar ist. Denkbar ist aber auch, dass die Dämpferscheibe radial abragende Nasen aufweist, die in entsprechende axiale Nuten in der Wand des Ankerraums eingreifen, wobei die Nuten kürzer sind als der Hub des Ankers und nur im Bereich der Endlage, wo die Dämpfung gewünscht ist, angeordnet sind. Damit ist es auf eine einfache Weise möglich, die axiale Bewegung der Dämpferscheibe definiert zu begrenzen. Ebenfalls wird durch die radial umlaufende Ausnehmung die Dämpferscheibe großflächig an ihrem Umfang innerhalb des Gehäuses beziehungsweise Ankerraums geführt.An important embodiment of the invention provides that the housing of the electromagnetic switching valve or the armature space comprises a preferably circumferentially circumferential and axially limited recess whose diameter is greater than the diameter of the armature and within which the damper disc is axially displaceable. It is also conceivable that the damper disc has radially projecting lugs which engage in corresponding axial grooves in the wall of the armature space, wherein the grooves are shorter than the stroke of the armature and only in the region of the end position where the damping is desired, are arranged , This makes it possible in a simple manner to define the axial movement of the damper disc defined. Also, the damper disk is guided over a large area at its circumference within the housing or armature space by the radially circumferential recess.

Besonders wirkungsvoll ist die Erfindung dann, wenn die Dämpferscheibe räumlich zwischen dem Anker und der Magnetspule oder einem Polkern angeordnet ist. Damit erhält die Dämpferscheibe zugleich die Funktion einer Restluftspaltscheibe, mit welcher sowohl ein magnetisches als auch ein hydraulisches „Kleben” zumindest verringert wird. Damit kann zugleich ein Abheben des Ankers von der Magnetspule beziehungsweise dem Polkern erleichtert werden.The invention is particularly effective when the damper disc is arranged spatially between the armature and the magnet coil or a pole core. Thus, the damper disc also receives the function of a residual air gap disc, with which both a magnetic and a hydraulic "gluing" is at least reduced. This can be facilitated at the same time lifting the armature of the magnetic coil or the pole core.

Eine weitere Ausgestaltung des elektromagnetischen Schaltventils sieht vor, dass die Dämpferscheibe mindestens eine Aussparung aufweist, welche mit wenigstens einem axialen Kanal des Ankers überlappt. Folglich kann an der Stelle dieser Überlappung das Fluid ungehindert von der Dämpferscheibe durch einen oder mehrere axiale Kanäle des Ankers strömen. Dabei können die Größe und die Form der Aussparung so bemessen werden, dass je nach Bedarf ein Kanal oder mehrere Kanäle überlappt werden. Ebenfalls ist es möglich, die Größe und die Lage der mindestens einen Aussparung so zu wählen, dass die Wirkung unabhängig von einem zufälligen Lagewinkel der kreisförmigen Scheibe vorhanden ist. Die Lage der mindestens einen Aussparung in Bezug auf die Dämpferscheibe ist insofern auch beliebig, als nicht zwingend auch ein Randbereich der Dämpferscheibe von der Aussparung eingeschlossen sein muss. Auf diese Weise kann beispielsweise der Umfang der Dämpferscheibe geschlossen bleiben, woraus sich eine verbesserte axiale Bewegung der Dämpferscheibe ergibt, da ein Verhaken oder ein Verklemmen an der radial umlaufenden Ausnehmung vermieden wird.A further embodiment of the electromagnetic switching valve provides that the damper disc has at least one recess, which with at least one axial channel of the armature overlaps. Thus, at the location of this overlap, the fluid may flow unhindered from the damper disk through one or more axial channels of the armature. In this case, the size and the shape of the recess can be sized so that one or more channels are overlapped as needed. It is also possible to choose the size and the position of the at least one recess so that the effect is independent of a random position angle of the circular disc is present. The position of the at least one recess with respect to the damper disc is also arbitrary insofar as not necessarily an edge region of the damper disc must be enclosed by the recess. In this way, for example, the circumference of the damper disc remain closed, resulting in an improved axial movement of the damper disc, since snagging or jamming is avoided on the radially circumferential recess.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Dämpferscheibe mindestens eine Aussparung in Form eines Kreissegments aufweist. Dies ist einfach und preiswert herstellbar.Furthermore, it is proposed that the damper disc has at least one recess in the form of a circle segment. This is easy and inexpensive to produce.

Eine weitere Ausgestaltung des elektromagnetischen Schaltventils sieht vor, dass ein zusätzlicher Anschlag zur Begrenzung der Ankerbewegung beim Erreichen der Endlage nicht vorhanden ist. Eine solche konstruktive Vereinfachung kann beispielsweise möglich sein, wenn die Dämpferscheibe auf eine hohe Dämpfung eingestellt ist und diese ausreicht, die Bewegungsenergie des Ankers im Wesentlichen aufzufangen. Dadurch kann es, je nach der Art einer Anwendung, genügen, den Anker allein am Polkern oder der Magnetspule anschlagen zu lassen. Letztlich wird hierdurch die Herstellung des elektromagnetischen Schaltventils verbilligt.A further embodiment of the electromagnetic switching valve provides that an additional stop for limiting the armature movement when reaching the end position is not present. Such a structural simplification may be possible, for example, if the damper disc is set to a high damping and this is sufficient to substantially absorb the kinetic energy of the armature. As a result, it may be enough, depending on the type of application, to let the armature strike against the pole core or the magnetic coil alone. Ultimately, this makes the production of the electromagnetic switching valve cheaper.

Das elektromagnetische Schaltventil wird verbessert, wenn es eine zweite Dämpferscheibe auf der axial gegenüber liegenden anderen Seite des Ankers zum Dämpfen der Ankerbewegung beim Erreichen einer zweiten Endlage aufweist. Dadurch können vorteilhaft sowohl die erste Endlage als auch die zweite Endlage des elektromagnetischen Schaltventils bedampft werden. Für diese zweite Dämpferscheibe, deren Anordnung und Ausgestaltung gelten die oben für die erste Dämpferscheibe aufgezeigten Weiterbildungen selbstverständlich ebenfalls. Es ergibt sich eine verbesserte Dynamik des elektromagnetischen Schaltventils, und der Anwendungsbereich des elektromagnetischen Schaltventils wird erweitert.The electromagnetic switching valve is improved when it has a second damper disc on the axially opposite other side of the armature for damping the armature movement when reaching a second end position. As a result, advantageously both the first end position and the second end position of the electromagnetic switching valve can be vapor-deposited. For this second damper disc, their arrangement and design, the above for the first damper disc shown developments naturally also apply. It results in improved dynamics of the electromagnetic switching valve, and the scope of the electromagnetic switching valve is extended.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anzuwenden, wenn das elektromagnetische Schaltventil ein Mengensteuerventil zur Zumessung von Kraftstoff oder ein Schaltventil für ein Antiblockiersystem (ABS) ist. Beide Anwendungen erfordern ein besonders schnelles und präzises und gleichzeitig auch geräusch- und verschleißarmes Schaltverhalten. Dies wird von der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterstützt, indem der Dämpfungseinsatzpunkt und die Dämpfungsstärke beide unabhängig voneinander genau eingestellt werden können. Beispielsweise ist es möglich, ein schnelles Schließen eines Mengensteuerventils zu erreichen und dennoch eine wirksame Endlagendämpfung zu ermöglichen. Außerdem wird dadurch ein hartes Aufschlagen eines Ventilelements, beispielsweise einer Ventilnadel, auf einen Anschlag vermindert, so dass die Geräuschentwicklung ebenfalls verringert wird.The invention is particularly advantageous to apply when the electromagnetic switching valve is a quantity control valve for metering fuel or a switching valve for an anti-lock braking system (ABS). Both applications require a particularly fast and precise and at the same time low-noise and low-wear switching behavior. This is aided by the device according to the invention in that the damping application point and the damping intensity can both be set accurately independently of each other. For example, it is possible to achieve a quick closing of a quantity control valve and still allow effective cushioning. In addition, a hard impact of a valve element, such as a valve needle, is reduced to a stop, so that the noise is also reduced.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, exemplary embodiments of the invention will be explained with reference to the drawings. In the drawing show:

1 einen Bereich eines Ankers eines Mengensteuerventils als Längsschnitt zu unterschiedlichen Betriebszeitpunkten; und 1 a region of an armature of a quantity control valve as a longitudinal section at different operating times; and

2 einen Längsschnitt durch eine alternative Ausführungsform des in 1 gezeigten Bereichs. 2 a longitudinal section through an alternative embodiment of the in 1 shown area.

Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.The same reference numerals are used for functionally equivalent elements and sizes in all figures, even in different embodiments.

Die 1 zeigt einen Bereich eines elektromagnetischen Schaltventils 10 in Form eines Mengensteuerventils 10 eines Hochdruck-Kraftstoffsystems. Ein solches Mengensteuerventil 10 ist beispielsweise in eine Hochdruckpumpe eines Common-Rail-Kraftstoffsystems integriert und dient dazu, die in das Common-Rail gelangende Kraftstoffmenge zu steuern. Nachfolgend erhält das Mengensteuerventil 10 also dasselbe Bezugszeichen wie das elektromagnetische Schaltventil 10.The 1 shows a portion of an electromagnetic switching valve 10 in the form of a quantity control valve 10 a high-pressure fuel system. Such a quantity control valve 10 For example, it is integrated into a high pressure pump of a common rail fuel system and serves to control the amount of fuel entering the common rail. Subsequently receives the quantity control valve 10 ie the same reference number as the electromagnetic switching valve 10 ,

In 1 sind nebeneinander liegend vier Betriebszustände (a) bis (d) in einer Schnittansicht dargestellt. Im unteren Bereich der 1 ist mit den Indizes (e), (f) und (g) die Ansicht einer Dämpferscheibe 28 über einem Anker 18 dargestellt. Im in der Zeichnung oberen linken Teil (a) ist eine Ausgangsstellung des Mengensteuerventils 10 gezeigt. Dargestellt sind ein Gehäuse 12, eine Magnetspule 14, ein Ankerraum 16 (Fluidraum), der Anker 18, und eine damit verbundene Ventilnadel 20. Die Ventilnadel 20 weist einen mit ihr fest verbundenen Teller 22 auf, mit dem sie gegen einen in der Zeichnung oberen 24 beziehungsweise unteren Anschlag 26 anschlagen kann. Dadurch wird zugleich die Bewegung des Ankers 18 begrenzt. Zwischen dem Anker 18 und der Magnetspule 14 ist die Dämpferscheibe 28 angeordnet, welche in einer radial umlaufenden Ausnehmung 30 des Gehäuses 12 axial verschiebbar ist. Die axiale Länge der Ausnehmung 30 ist geringer als der axiale Hub des Ankers 18. Die Dämpferscheibe 28 besitzt einen etwas größeren Durchmesser als der Anker 18 und weist vorliegend eine Dicke von in etwa 50 Mikrometern auf. Weiterhin sind in der gezeigten Schnittansicht zwei axiale Kanäle 32 des Ankers 18 sichtbar, ebenso wie eine seitliche Öffnung 34 des Ankerraums 16, durch welche Fluid 36 in den Ankerraum 16 hinein- oder herausströmen kann.In 1 are juxtaposed four operating states (a) to (d) shown in a sectional view. At the bottom of the 1 is with the indices (e), (f) and (g) the view of a damper disc 28 over an anchor 18 shown. In the upper left part in the drawing (a) is a starting position of the quantity control valve 10 shown. Shown are a housing 12 , a magnetic coil fourteen , an anchor room 16 (Fluid space), the anchor 18 , and an associated valve needle 20 , The valve needle 20 has a firmly attached to her plate 22 on, with which they are upper in the drawing 24 or lower stop 26 can strike. This is at the same time the movement of the anchor 18 limited. Between the anchor 18 and the magnetic coil fourteen is the damper disc 28 arranged, which in a radially circumferential recess 30 of the housing 12 is axially displaceable. The axial length the recess 30 is less than the axial stroke of the armature 18 , The damper disc 28 has a slightly larger diameter than the anchor 18 and in the present case has a thickness of approximately 50 micrometers. Furthermore, in the sectional view shown are two axial channels 32 of the anchor 18 visible, as well as a side opening 34 the anchor room 16 through which fluid 36 in the anchor room 16 can flow in or out.

Die in der 1 dargestellten Elemente des Mengensteuerventils 10 weisen eine im Wesentlichen radiale Symmetrie auf.The in the 1 illustrated elements of the quantity control valve 10 have a substantially radial symmetry.

In der Darstellung der 1(a) ist der Anker 18 an seiner in der Zeichnung oberen Endlage angeschlagen. Entsprechend liegt auch der Teller 22 der Ventilnadel 20 an seinem oberen Anschlag 24 an. Der Anker 18 ist dabei der Magnetspule 14 maximal angenähert, und wird nur durch die Dämpferscheibe 28 davon getrennt. Somit befindet sich die Dämpferscheibe 28 gleichfalls in ihrer in Bezug auf die Zeichnung oberen Lage innerhalb der radial umlaufenden Ausnehmung 30. Die Ventilnadel 20 ist nur teilweise dargestellt, nämlich soweit es für die Bewegung des Ankers 18 und des Tellers 22 erforderlich ist. Übrige Elemente des Mengensteuerventils 10 wie beispielsweise ein Ventilsitz, eine Ventilfeder oder eine die Funktion des Magnetventils bestimmende Strömungsführung sind in der 1 nicht dargestellt. Entsprechend einer Ansicht 38 zeigt die 1(e) eine Draufsicht auf die Dämpferscheibe 28 und den Anker 18. Die durch die Dämpferscheibe 28 abgedeckten Bereiche des Ankers 18 sind gestrichelt eingezeichnet. Vorliegend weist die Dämpferscheibe 28 eine Aussparung 40 nach der Art eines Kreissegments 42 auf. Dabei weist die Dämpferscheibe 28 – unabhängig von der Größe des Kreissegments 42 – in ihrer Mitte ein kreisrundes Loch 41 auf. Entsprechend den in der 1 dargestellten gleichmäßig radial angeordneten acht Kanälen 32 des Ankers 18 beträgt ein Öffnungswinkel 43 der Dämpferscheibe 28 den achten Teil eines Kreisumfangs, also 45°. Der Öffnungswinkel 43 ist in der 1(f) bezeichnet. Man erkennt, wie vorliegend genau ein Kanal 32 des Ankers 18 frei bleibt, also mit der Aussparung 40 überlappt.In the presentation of the 1 (a) is the anchor 18 struck at its upper end position in the drawing. Accordingly, the plate is also 22 the valve needle 20 at its top stop 24 at. The anchor 18 is the magnetic coil fourteen maximum approximated, and is only through the damper disc 28 separated from it. Thus, the damper disc is located 28 also in their relation to the drawing upper position within the radially circumferential recess 30 , The valve needle 20 is only partially shown, namely as far as it is for the movement of the anchor 18 and the plate 22 is required. Other elements of the quantity control valve 10 such as a valve seat, a valve spring or the function of the solenoid valve determining flow guide are in the 1 not shown. According to a view 38 show the 1 (e) a plan view of the damper disc 28 and the anchor 18 , The through the damper disc 28 covered areas of the anchor 18 are shown in dashed lines. In the present case, the damper disk 28 a recess 40 in the manner of a circle segment 42 on. In this case, the damper disk 28 - regardless of the size of the circle segment 42 - in its center a circular hole 41 on. According to the in the 1 illustrated even radially arranged eight channels 32 of the anchor 18 is an opening angle 43 the damper disc 28 the eighth part of a circumference, ie 45 °. The opening angle 43 is in the 1 (f) designated. It can be seen, as in the present case exactly one channel 32 of the anchor 18 remains free, so with the recess 40 overlaps.

Die 1 (b, c und d) stellen dasselbe Mengensteuerventil 10 jeweils in einem anderen Betriebszustand dar. Die aus der 1(a) bekannten Elemente werden daher nicht wiederholt beschrieben. Ein Doppelpfeil ganz rechts in der Zeichnung der 1 weist eine axiale Schließrichtung 44 und eine Öffnungsrichtung 46 des Mengensteuerventils 10 aus. Es versteht sich, dass abhängig von der spezifischen Aufgabe eines elektromagnetischen Schaltventils 10 und einer (in der 1 nicht weiter dargestellten) Ventilmechanik eine tatsächliche Öffnung und Schließung in Bezug auf die in der 1 beschriebene Ankerbewegung auch umgekehrt sein kann.The 1 (b, c and d) make the same quantity control valve 10 each in a different operating state. The from the 1 (a) Known elements are therefore not described repeatedly. A double arrow on the far right in the drawing of the 1 has an axial closing direction 44 and an opening direction 46 of the quantity control valve 10 out. It is understood that depending on the specific task of an electromagnetic switching valve 10 and one (in the 1 not shown) valve mechanism an actual opening and closing with respect to in the 1 described anchor movement can also be reversed.

1(b) zeigt einen Betriebszustand des Mengensteuerventils 10 bei einem Öffnungsvorgang. Ausgehend vom zuvor erläuterten Betriebszustand (a) wird beim Öffnen des Mengensteuerventils 10 die Dämpferscheibe 28 zunächst in die in der Zeichnung dargestellte obere Richtung 44 vom Anker 18 weg gedrückt. Dies erfolgt, weil während der Abwärtsbewegung 47 des Ankers 18 Fluid 36 durch die axialen Kanäle 32 des Ankers 18 nach oben strömt (Pfeile 48). Im weiteren Verlauf der Öffnungsbewegung sinkt die Dämpferscheibe 28 in der Zeichnung nach unten ab, soweit es die radial umlaufende Ausnehmung 30 im Gehäuse 12 zulässt. Dies wird durch die Pfeile 50 verdeutlicht. Auf diese Weise trennt sich der Anker 18 im Bewegungsablauf schon frühzeitig von der Dämpferscheibe 28 und bewegt sich vergleichsweise schwach gedämpft. 1 (b) shows an operating state of the quantity control valve 10 during an opening process. Starting from the previously described operating state (a) is when opening the quantity control valve 10 the damper disc 28 first in the upper direction shown in the drawing 44 from the anchor 18 pressed away. This happens because during the downward movement 47 of the anchor 18 fluid 36 through the axial channels 32 of the anchor 18 flows upwards (arrows 48 ). In the course of the opening movement, the damper disc decreases 28 in the drawing down from, as far as the radial circumferential recess 30 in the case 12 allows. This is indicated by the arrows 50 clarified. In this way, the anchor separates 18 in the movement early on the damper disc 28 and moves comparatively weakly damped.

Die 1(c) zeigt den Anker 18 und die Ventilnadel 20 in ihrer in der Zeichnung untersten Stellung. Dabei liegt der Teller 22 auf dem unteren Anschlag 26 auf. Ausgehend von dem in (c) dargestellten Betriebszustand findet nachfolgend ein Schließvorgang des Mengensteuerventils 10 statt. Der Anker 18 bewegt sich in der Zeichnung nach oben (Aufwärtsbewegung 51), wobei zugleich Fluid 36 in der durch die Pfeile 52 dargestellten Richtung nach unten strömt.The 1 (c) shows the anchor 18 and the valve needle 20 in their lowest position in the drawing. This is the plate 22 on the lower stop 26 on. Based on the operating state shown in (c) is followed by a closing operation of the quantity control valve 10 instead of. The anchor 18 moves upward in the drawing (upward movement 51 ), where at the same time fluid 36 in the by the arrows 52 shown direction flows down.

Wenn nachfolgend der Anker 18 die in der 1(c) gezeichnete Position der Dämpferscheibe 28 erreicht, nimmt er diese im Zuge der Bewegung 51 zwangsläufig mit. Dabei wird die Dämpferscheibe 28 infolge der durch die Pfeile 52 markierten Strömung sofort an den Anker 18 gesaugt und verschließt auf diese Weise die axialen Kanäle 32 des Ankers 18, soweit diese nicht mit der Aussparung 40 überlappen. Dadurch wird der Fluidaustausch über die Kanäle 32 minimiert und somit die Dämpfungswirkung maximiert.If subsequently the anchor 18 the in the 1 (c) drawn position of the damper disc 28 he takes it in the course of the movement 51 inevitably with. This is the damper disc 28 as a result of the arrows 52 marked flow immediately to the anchor 18 sucked and closes in this way the axial channels 32 of the anchor 18 as far as these are not with the recess 40 overlap. This will change the fluid exchange through the channels 32 minimized and thus maximizes the damping effect.

Die 1(f) zeigt die zu dem Betriebszustand (c) gehörende Draufsicht auf die Dämpferscheibe 28 und den Anker 18. Die in der Zeichnung schwarz ausgefüllten Kanäle 32 des Ankers 18 deuten an, dass die Kanäle 32 noch geöffnet sind und Fluid 36 durchströmen kann.The 1 (f) shows the belonging to the operating state (c) top view of the damper disc 28 and the anchor 18 , The black in the drawing filled channels 32 of the anchor 18 indicate that the channels 32 are still open and fluid 36 can flow through.

Der weitere Verlauf des Schließvorgangs ist in der 1(d) dargestellt. Die Dämpferscheibe 28 ist weiterhin fest an den Anker 18 angesaugt und macht dessen Aufwärtsbewegung 51 weiter mit. Insbesondere wird durch das Ansaugen der Dämpferscheibe 28 sichergestellt, dass nur wenig oder kein Fluid 36 durch die von der Dämpferscheibe 28 abgedeckten Kanäle 32 des Ankers 18 strömen kann. Im Übrigen wird die Dämpferscheibe 28 ohnehin durch den Formschluss mit dem Anker 18 weiterbewegt. Ein Pfeil 54 symbolisiert den Ansaugvorgang der Dämpferscheibe 28 an den Anker 18. In der rechten Hälfte der 1(d) ist der axial verlaufende Kanal 32' des Ankers 18 nicht abgedeckt, sondern überlappt sich mit einer Aussparung 40 der Dämpferscheibe 28. Der Kanal 32' kann also vom Fluid 36 durchströmt werden. Insgesamt ergibt sich eine vergleichsweise hohe hydraulische Dämpfung der Aufwärtsbewegung 51 des Ankers 18. Nach dem Erreichen des oberen Anschlags 24 ergibt sich wiederum eine Darstellung nach der 1(a) und der Zyklus beginnt von Neuem. Die unten rechts in der Zeichnung der 1(g) dargestellte Anordnung der Dämpferscheibe 28 auf dem Anker 18 symbolisiert die zur 1(d) zugehörige Schließung der axialen Kanäle 32 des Ankers 18. Die weißen nicht ausgefüllten Kanäle 32 symbolisieren, dass vorliegend kein Fluid 36 durchströmen kann. Ein einzelner axialer Kanal 32' ist schwarz ausgefüllt und deutet an, dass dieser Kanal 32' von der Aussparung 40 der Dämpferscheibe 28 überlappt wird, so dass Fluid 36 passieren kann.The further course of the closing process is in the 1 (d) shown. The damper disc 28 is still stuck to the anchor 18 sucked in and makes its upward movement 51 continue with. In particular, by the suction of the damper disc 28 Ensured that little or no fluid 36 through the from the damper disc 28 covered channels 32 of the anchor 18 can flow. Incidentally, the damper disc 28 anyway by the Positive connection with the anchor 18 advanced. An arrow 54 symbolizes the suction process of the damper disc 28 to the anchor 18 , In the right half of the 1 (d) is the axially extending channel 32 ' of the anchor 18 not covered, but overlaps with a recess 40 the damper disc 28 , The channel 32 ' So it can be from the fluid 36 be flowed through. Overall, results in a comparatively high hydraulic damping of the upward movement 51 of the anchor 18 , After reaching the upper stop 24 again results in a representation after the 1 (a) and the cycle begins again. The lower right in the drawing of the 1 (g) illustrated arrangement of the damper disc 28 on the anchor 18 symbolizes the to 1 (d) associated closure of the axial channels 32 of the anchor 18 , The white unfilled canals 32 symbolize that in the present case no fluid 36 can flow through. A single axial channel 32 ' is filled in black and indicates that this channel 32 ' from the recess 40 the damper disc 28 is overlapped, leaving fluid 36 can happen.

Die in der 1 (e, f und g) dargestellte Dämpferscheibe 28 besitzt eine Aussparung 40 in Form eines Kreissegments 42, wobei vorliegend der Segmentwinkel ein Achtel eines Kreisumfangs, also 45° beträgt. Damit bleibt bei insgesamt acht radial gleichmäßig verteilten Kanälen 32 bzw. 32' genau ein Kanal unbedeckt. Unabhängig von einem zufälligen Lagewinkel der Dämpferscheibe 28 wird durch die vorliegende Geometrie erreicht, dass immer genau ein einem Kanal 32 entsprechender Durchflussquerschnitt geöffnet ist. Dies ergibt sich auch dann, wenn das Kreissegment 42 beispielsweise zwei Kanäle 32 jeweils nur zur Hälfte freigibt.The in the 1 (e, f and g) shown damper disc 28 has a recess 40 in the form of a circle segment 42 , In this case, the segment angle is one-eighth of a circumference, ie 45 °. This leaves a total of eight radially evenly distributed channels 32 respectively. 32 ' exactly one channel uncovered. Regardless of a random position angle of the damper disc 28 is achieved by the present geometry that always exactly one channel 32 corresponding flow cross-section is opened. This also occurs when the circle segment 42 for example, two channels 32 each releases only half.

Vorliegend ist die Dämpferscheibe 28 frei drehbar, es ist jedoch vorstellbar, dass die Dämpferscheibe 28 kein oder nur ein geringes Spiel des Lagewinkels aufweist. In einer nicht gezeichneten Ausführung weist die Dämpferscheibe 28 dazu radial abragende Nasen auf, die in entsprechende axiale Nuten in der Wand des Ankerraums 16 eingreifen, und somit eine freie Drehung der Dämpferscheibe 28 verhindern. Auf diese Weise können sowohl die Kanäle 32 als auch die Aussparung 40 auf vielfältige Weise geformt oder dimensioniert sein, ohne dass der Lagewinkel berücksichtigt werden muss.In the present case is the damper disc 28 freely rotatable, but it is conceivable that the damper disc 28 has no or only a slight clearance of the attitude angle. In a not shown embodiment, the damper disc 28 to radially projecting lugs on, in corresponding axial grooves in the wall of the armature space 16 engage, and thus a free rotation of the damper disc 28 prevent. In this way, both the channels 32 as well as the recess 40 be molded or dimensioned in many ways, without the position angle must be considered.

Die in allen Teilbildern (a bis d) der 1 gezeigte seitliche Öffnung 34 des Ankerraums 16 dient vorliegend auch zu einem Ausgleich des Fluids 36 bei der axialen Bewegung des Ankers 18. Damit wird verhindert, dass das in dem restlichen Ankerraum 16 jeweils vorhandene Fluid 36 die Ankerbewegung zusätzlich dämpft.The in all sub-pictures (a to d) of the 1 shown lateral opening 34 the anchor room 16 in the present case also serves to equalize the fluid 36 during the axial movement of the armature 18 , This will prevent that in the remaining anchor space 16 each existing fluid 36 additionally dampens the armature movement.

Eine weitere, nicht dargestellte und zu der 1 ähnliche Ausführung des Mengensteuerventils 10 bedampft die Ankerbewegung beim Erreichen der Endlage so stark, dass ein zusätzlicher oberer Anschlag 24 entbehrlich ist. Damit wird das Mengensteuerventil 10 verbilligt.Another, not shown and to the 1 similar design of the quantity control valve 10 When the end position is reached, the armature movement evaporates so strongly that an additional upper stopper is applied 24 is dispensable. This will be the quantity control valve 10 cheaper.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Mengensteuerventils 10 mit einer zweiten Dämpferscheibe 28' auf der axial gegenüber liegenden anderen Seite des Ankers 18. Diese zweite Dämpferscheibe 28' ist in der Zeichnung der 2 unterhalb des Ankers 18 dargestellt. Ebenfalls vorhanden ist eine zweite radiale Ausnehmung 30' des Gehäuses 12, in welcher sich die zweite Dämpferscheibe 28' in einer zur ersten Dämpferscheibe 28 vergleichbaren Weise axial bewegen kann. Sofern die Aussparungen der zweiten Dämpferscheibe 28' denen der ersten Dämpferscheibe 28 entsprechen, ist auch die Dämpfungswirkung bei einer Abwärtsbewegung 47 des Ankers 18 im Wesentlichen dieselbe wie bei der in der 1 mit (c) und (d) näher beschriebenen Aufwärtsbewegung 51. Somit werden in der Ausführungsform nach der 2 beide Endlagen der Ankerbewegung gedämpft. In einem mittleren Bereich der Ankerbewegung, in welchem keine der beiden Dämpferscheiben 28 oder 28' auf dem Anker 18 aufliegt, ist die Dämpfungswirkung vergleichsweise schwach. Wiederum ist eine seitliche Öffnung 34 des Ankerraumes 16 vorhanden, welche vorliegend nur symbolisch dargestellt ist. Die genaue Anordnung und/oder Form der seitlichen Öffnung 34 hängt von jeweiligen konstruktiven Einzelheiten des Mengensteuerventils 10 ab. 2 shows an embodiment of the quantity control valve 10 with a second damper disc 28 ' on the axially opposite other side of the armature 18 , This second damper disc 28 ' is in the drawing of 2 below the anchor 18 shown. Also available is a second radial recess 30 ' of the housing 12 in which the second damper disc 28 ' in one of the first damper disc 28 can move axially comparable way. If the recesses of the second damper disc 28 ' those of the first damper disc 28 is also the damping effect on a downward movement 47 of the anchor 18 essentially the same as the one in the 1 with (c) and (d) described in more detail upward movement 51 , Thus, in the embodiment according to the 2 Both end positions of the anchor movement were subdued. In a central area of the armature movement, in which neither of the two damper discs 28 or 28 ' on the anchor 18 rests, the damping effect is relatively weak. Again, there is a side opening 34 the anchor room 16 present, which is shown here only symbolically. The exact arrangement and / or shape of the lateral opening 34 depends on respective design details of the quantity control valve 10 from.

Die in den 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Dämpfen einer Ankerbewegung beim Erreichen einer Endlage ist nicht auf die Ausführungsform eines Mengensteuerventils 10 beschränkt, sondern ebenso auf viele weitere elektromagnetische Schaltventile übertragbar, wie etwa Schaltventile für Antiblockiersysteme (ABS) oder für Automatikgetriebe, oder auch Einspritzventile. Dabei ist jeweils nur die eigentliche Ventilmechanik verschieden, der zugehörige Elektromagnet (Magnetspule 16 und Anker 18) und die Dämpfungsvorrichtung entsprechen jedoch im Wesentlichen den 1 und 2.The in the 1 and 2 illustrated device for damping an armature movement when reaching an end position is not on the embodiment of a quantity control valve 10 limited, but also to many other electromagnetic switching valves transferable, such as switching valves for anti-lock braking systems (ABS) or for automatic transmission, or injectors. In each case, only the actual valve mechanism is different, the associated solenoid (solenoid 16 and anchor 18 ) and the damping device, however, substantially correspond to the 1 and 2 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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EP 1471248 A1 [0003]
EP 1296061 A2 [0003]

Claims

Electromagnetic switching valve ( 10 ) with a magnetic coil ( fourteen ), one in a housing ( 12 ) axially movable armature ( 18 ) in an anchorage ( 16 ) and in or on the at least one axial channel ( 32 . 32 ' ) is formed, and at least one in the armature space ( 16 ) on one side of the anchor ( 18 ) and axially movable damper disc ( 28 ) for damping the armature movement ( 47 . 51 ) when reaching an end position, characterized in that the movement of the damper disc ( 28 ) is axially more limited than the movement ( 47 . 51 ) of the anchor ( 18 ).

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the housing ( 12 ) a preferably circumferential in the circumferential direction and axially limited recess ( 30 . 30 ' ) whose diameter is greater than the diameter of the armature ( 18 ) and within which the damper disc ( 28 ) is axially displaceable.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the damper disc ( 28 ) spatially between the anchor ( 18 ) and the magnetic coil ( fourteen ) or a pole core is arranged.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the damper disc ( 28 ) at least one recess ( 40 ), which with at least one axial channel ( 32 . 32 ' ) of the anchor ( 18 ) overlaps.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the damper disc ( 28 ) at least one recess ( 40 ) in the form of a circle segment ( 42 ) having.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that an additional stop ( 24 . 26 ) for limiting the anchor movement ( 47 . 51 ) is not available when reaching the end position.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises a second damper disc ( 28 ) on the axially opposite other side of the armature ( 18 ) for damping the armature movement ( 47 . 51 ) when reaching a second end position.

Electromagnetic switching valve ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises a quantity control valve ( 10 ) for metering fuel or an antilock brake system (ABS) valve.