DE102016108071A1

DE102016108071A1 - hydraulic valve

Info

Publication number: DE102016108071A1
Application number: DE102016108071.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Eisenberger; Thomas Jacob; Michael Bierkoch; Detlev Schack; Bernhard Schatz
Original assignee: Hilite Germany GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-05-02
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil, mit einem Ventilgehäuse (2) und einem im Ventilgehäuse (2) entlang einer ersten Längsachse (4) des Ventilgehäuses (2) axial verschiebbaren Ventilkolben (3), wobei der Ventilkolben (3) mit Hilfe eines elektromagnetischen Aktuators (5) des Hydraulikventils (1) verschiebbar ist, wobei der Aktuator (5) einen mit dem Ventilkolben (3) wirkverbundenen Anker (7) aufweist, und wobei der Anker (7) mit Hilfe einer den Anker (7) umfassenden Spule (17) bewegbar in einem Gehäuse (8) des Aktuators (5) aufgenommen ist, und wobei die Spule (17) im Gehäuse (8) ein den Anker (7) umfassendes Polrohr (29) und einen den Anker (7) zumindest teilweise umfassenden Polkern (28) umfassend aufgenommen ist, und wobei zwischen der Spule (17) und dem Polkern (28) sowie dem Polrohr (29) ein Spulenträger (36) angeordnet ist, in welchem eine Spulenwicklung (37) der Spule (17) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist der Spulenträger (36) aus einem ferromagnetischen Werkstoff (M1) und aus einem nichtmagnetischen Werkstoff (M2) aufgebaut.The invention relates to a hydraulic valve, having a valve housing (2) and a valve piston (3) axially displaceable in the valve housing (2) along a first longitudinal axis (4) of the valve housing (2), the valve piston (3) being actuated by means of an electromagnetic actuator (3). 5) of the hydraulic valve (1) is displaceable, wherein the actuator (5) has a with the valve piston (3) operatively connected armature (7), and wherein the armature (7) by means of the armature (7) comprising coil (17) movably accommodated in a housing (8) of the actuator (5), and wherein the coil (17) in the housing (8) comprises a pole tube (29) which comprises the armature (7) and a pole core (7) which at least partially comprises ( 28), and wherein between the coil (17) and the pole core (28) and the pole tube (29) a coil carrier (36) is arranged, in which a coil winding (37) of the coil (17) is accommodated. According to the invention, the coil carrier (36) is constructed from a ferromagnetic material (M1) and from a non-magnetic material (M2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a hydraulic valve according to the preamble of patent claim 1.

Hydraulikventile, insbesondere zur Anwendung im Automobilbau und insbesondere für Schwenkmotorenversteller einer Nockenwelle oder für Doppelkupplungsgetriebe sind hinlänglich bekannt. So geht bspw. aus der Offenlegungsschrift DE 10 2011 053 033 A1 ein Wegeventil als Hydraulikventil für ein Doppelkupplungsgetriebe hervor. Das Hydraulikventil weist einen Ventilkolben auf, welcher in einem Ventilgehäuse des Hydraulikventils axial bewegbar ist. Üblicherweise sind am Ventilgehäuse zumindest ein Arbeitsanschluss, ein Versorgungsanschluss und ein Tankanschluss T ausgebildet. Ein das Hydraulikventil durchströmendes Hydraulikfluid kann mit Hilfe des im Ventilgehäuse positionierbaren Ventilkolbens das Hydraulikventil unterschiedlich durchströmen. Hydraulic valves, in particular for use in the automotive industry and in particular for Schwenkmotorenversteller a camshaft or dual-clutch transmission are well known. So goes, for example, from the published patent application DE 10 2011 053 033 A1 a directional control valve as a hydraulic valve for a dual-clutch transmission forth. The hydraulic valve has a valve piston, which is axially movable in a valve housing of the hydraulic valve. Usually, at least one working connection, a supply connection and a tank connection T are formed on the valve housing. A hydraulic fluid flowing through the hydraulic valve can flow through the hydraulic valve differently with the aid of the valve piston which can be positioned in the valve housing.

Der Ventilkolben wird mit Hilfe eines elektromagnetischen Aktuators bewegt. Hierzu steht der Aktuator mit dem Ventilkolben in Wirkverbindung. Eine Bewegung eines Ankers des Aktuators wird auf den Ventilkolben übertragen, sodass dieser seine Position innerhalb des Hydraulikventils verändert. Der Anker wird mit Hilfe eines Magnetfeldes bewegt, welches mittels einer stromdurchflossenen Spule erzeugt wird. Diese Spule ist üblicherweise den Anker umfassend positioniert und in einem Spulenträger aufgenommen. The valve piston is moved by means of an electromagnetic actuator. For this purpose, the actuator is in operative connection with the valve piston. A movement of an armature of the actuator is transmitted to the valve piston, so that it changes its position within the hydraulic valve. The armature is moved by means of a magnetic field, which is generated by means of a current-carrying coil. This coil is usually comprehensively positioned the anchor and received in a bobbin.

Der Spulenträger ist aus einem nichtleitenden Material, im Allgemeinen einem Kunststoff ausgebildet. Das nichtleitende Material hat keine ferromagnetischen Eigenschaften und wirkt wie eine Luftschicht, die eine Kraft des induzierten Magnetfeldes reduziert. The bobbin is made of a non-conductive material, generally a plastic. The non-conductive material has no ferromagnetic properties and acts like an air layer which reduces a force of the induced magnetic field.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Hydraulikventil bereitzustellen. The object of the present invention is to provide an improved hydraulic valve.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hydraulikventil mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a hydraulic valve with the features of claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the respective subclaims.

Das erfindungsgemäße Hydraulikventil umfasst ein Ventilgehäuse und einen im Ventilgehäuse entlang einer ersten Längsachse des Ventilgehäuses axial verschiebbaren Ventilkolben. Der Ventilkolben ist mit Hilfe eines elektromagnetischen Aktuators des Hydraulikventils verschiebbar, wobei der Aktuator einen mit dem Ventilkolben wirkverbundenen Anker aufweist. Der Anker ist mit Hilfe einer den Anker umfassenden Spule bewegbar in einem Gehäuse des Aktuators aufgenommen. Die Spule ist im Gehäuse ein den Anker umfassendes Polrohr und einen den Anker zumindest teilweise umfassenden Polkern umfassend aufgenommen. Zwischen der Spule und dem Polkern sowie dem Polrohr ist ein Spulenträger angeordnet, in welchem eine Spulenwicklung der Spule aufgenommen ist. Erfindungsgemäß ist der Spulenträger aus einem ferromagnetischen Werkstoff und aus einem nichtmagnetischen Werkstoff aufgebaut. Der Vorteil ist, dass aufgrund des ferromagnetischen Werkstoffes eine induzierte Magnetkraft nicht gemindert wird, wie dies aufgrund eines zwischen der Spule und dem Polkern bzw. Polrohr liegenden nichtleitenden Kunststoffes bzw. nichtleitenden Werkstoffes der Fall ist. Somit kann die gesamte induzierte Magnetkraft auf den Anker übertragen werden, wodurch eine Reaktionszeit einer Verschiebung des Ventilkolbens reduziert ist und mehr nutzbare Gesamtkraft bei gleichem Energieverbrauch zur Verfügung steht. The hydraulic valve according to the invention comprises a valve housing and a valve piston axially displaceable in the valve housing along a first longitudinal axis of the valve housing. The valve piston is displaceable by means of an electromagnetic actuator of the hydraulic valve, wherein the actuator has an armature operatively connected to the valve piston. The armature is movably received in a housing of the actuator by means of a coil comprising the armature. The coil is comprehensively received in the housing a pole tube comprising the armature and a pole core which at least partially surrounds the armature. Between the coil and the pole core and the pole tube, a coil carrier is arranged, in which a coil winding of the coil is accommodated. According to the invention, the coil carrier is constructed from a ferromagnetic material and from a non-magnetic material. The advantage is that due to the ferromagnetic material, an induced magnetic force is not reduced, as is the case due to a lying between the coil and the pole core or pole tube non-conductive plastic or non-conductive material. Thus, the entire induced magnetic force can be transmitted to the armature, whereby a reaction time of displacement of the valve piston is reduced and more usable total power is available with the same energy consumption.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass aufgrund der gegenüber dem Stand der Technik erhöhten resultierenden Magnetkraft auf den Anker eine Wanddicke des Polkerns bzw. des Polrohres reduziert werden kann. Somit können Aktuatoren mit einem kleineren Bauraum realisiert werden. Des Weiteren ergibt sich aufgrund der reduzierten Wandstärke eine Materialkostenreduzierung. Das erfindungsgemäße Hydraulikventil kann generell als Wegeventil, aber auch als Druckregler Anwendung finden. Another significant advantage is that a wall thickness of the pole core or the pole tube can be reduced due to the resulting compared to the prior art, resulting magnetic force on the armature. Thus, actuators can be realized with a smaller space. Furthermore, due to the reduced wall thickness results in a material cost reduction. The hydraulic valve according to the invention can generally be used as a directional control valve, but also as a pressure regulator.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hydraulikventils ist zwischen einem ersten Trägerabschnitt des Spulenträgers und einem zweiten Trägerabschnitt des Spulenträgers, welche aus dem ferromagnetischen Werkstoff aufgebaut sind, ein dritter Trägerabschnitt angeordnet, welcher aus dem nichtmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist. Somit liegt eine Teilung des Spulenträgers in zwei voneinander getrennte leitende Abschnitte und einen nichtleitenden Abschnitt vor. Da der Spulenträger, der Polkern und das Polrohr den Anker zumindest teilweise umfassend ausgebildet sind, hätte bei einer direkten Angrenzung der beiden leitenden Abschnitte das induzierte Magnetfeld nur eine geringe Wirkung auf den Anker. Der nichtleitende dritte Trägerabschnitt wirkt wie ein Luftspalt, wodurch das Magnetfeld auf den Anker umgeleitet wird. In one embodiment of the hydraulic valve according to the invention is arranged between a first support portion of the bobbin and a second support portion of the bobbin, which are constructed from the ferromagnetic material, a third support portion which is formed of the non-magnetic material. Thus, there is a division of the bobbin into two separate conductive sections and a non-conductive section. Since the coil carrier, the pole core and the pole tube are formed at least partially embracing the armature, with a direct adjacency of the two conductive sections, the induced magnetic field would have only a slight effect on the armature. The non-conductive third support portion acts as an air gap, whereby the magnetic field is redirected to the armature.

Zur verbesserten Umlenkung des induzierten Magnetfeldes auf den Anker sind der Polkern und das Polrohr bevorzugt an ihren an den Anker angrenzenden Enden jeweils einen Konus aufweisend in Form eines Polkernkonus des Polkerns und eines Polrohrkonus des Polrohrs ausgebildet. Zwischen den beiden Konen ist ein Ringspalt ausgebildet, damit eine entsprechend große Umlenkung des Magnetfeldes auf den Anker erfolgt, da der durch den Ringspalt ausgebildete Luftspalt nichtleitend bzw. nur sehr gering leitend ist. For improved deflection of the induced magnetic field on the armature of the pole core and the pole tube are preferably formed at their adjacent to the armature ends each having a cone in the form of a Polkernkonus Polkerns and Polrohrkonus of the pole tube. An annular gap is formed between the two cones, so that a correspondingly large deflection of the magnetic field takes place on the armature, since the air gap formed by the annular gap is non-conductive or only very slightly conductive.

Bevorzugt ist der nichtmagnetische Werkstoff im Bereich des Ringspaltes angeordnet, wodurch die Umlenkung des Magnetfeldes auf den Anker verstärkt werden kann. Der nichtmagnetische Werkstoff ist besonders bevorzugt den Ringspalt umfassend ausgebildet. Preferably, the non-magnetic material is arranged in the region of the annular gap, whereby the deflection of the magnetic field can be amplified on the armature. The non-magnetic material is particularly preferably designed to encompass the annular gap.

In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Hydraulikventils ist der ferromagnetische Werkstoff ein Kunststoff oder ein Sinterwerkstoff, aufweisend ferromagnetische Anteile. Der Vorteil ist in einer kostengünstigen Herstellung des Spulenträgers zu sehen. Aufgrund der ferromagnetischen Anteile, die bspw. in Form von Füll- und/oder Verstärkungsstoffen vorliegen, kann ein, im Vergleich mit einem aus reinem Metall bestehenden ferromagnetischen Werkstoff. kostengünstigerer Werkstoff mit gleichen Eigenschaften bereitgestellt werden. In a further embodiment of the hydraulic valve according to the invention, the ferromagnetic material is a plastic or a sintered material, comprising ferromagnetic portions. The advantage can be seen in a cost-effective production of the bobbin. Due to the ferromagnetic components, which are present, for example, in the form of fillers and / or reinforcing materials, a, in comparison with a pure metal ferromagnetic material. cheaper material can be provided with the same properties.

Besonders vorteilhaft ist ein Matrixwerkstoff des ferromagnetischen Werkstoffs ein thermo- oder duroplastischer Polymerwerkstoff oder ein keramischer Werkstoff. Insbesondere weisen Duroplaste eine höhere Festigkeit als Thermoplaste auf. Somit ist die Wahl des Matrixwerkstoffes abhängig von seinem Einsatzbereich. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Hydraulikventil unabhängig vom Einsatzbereich, da je nach Einsatzbereich der entsprechend geeignete Matrixwerkstoff vorliegt. Particularly advantageous is a matrix material of the ferromagnetic material, a thermoset or thermoset polymer material or a ceramic material. In particular, thermosets have a higher strength than thermoplastics. Thus, the choice of the matrix material depends on its application. In other words, the hydraulic valve according to the invention is independent of the field of application, since, depending on the application, the correspondingly suitable matrix material is present.

In einer weiteren Ausgestaltung ist der nichtmagnetische Werkstoff bevorzugt ein Kunststoff oder ein nicht- bzw. nur sehr gering leitender Edelstahl. In a further embodiment, the non-magnetic material is preferably a plastic or a non-conductive or only very slightly conductive stainless steel.

Bevorzugt ist der ferromagnetische Werkstoff ein weichmagnetischer Werkstoff, da er sich bei einem anliegenden Magnetfeld schnell magnetisieren lässt und bei Unterbrechung des Stromflusses schnell entmagnetisiert, so dass eine Verstellung des Ventilkolbens schnell und zuverlässig erfolgt. Preferably, the ferromagnetic material is a soft magnetic material, since it can be magnetized quickly in an applied magnetic field and quickly demagnetized when interrupting the flow of current, so that an adjustment of the valve piston takes place quickly and reliably.

Zur Reduzierung der Herstellungskosten ist der Spulenträger in einem kostengünstigen Spritzgussverfahren hergestellt. Der Vorteil ist, dass bspw. durch Einlegen des ersten Trägerabschnitts und des zweiten Trägerabschnitts in die Form zur Ausbildung des dritten Trägerabschnitts, der komplette Spulenträger in einem Verfahrensschritt mit der Herstellung des dritten Trägerabschnitts erfolgt. Somit sind weitere Fügeverfahren kostengünstig vermieden. To reduce the manufacturing cost of the bobbin is manufactured in a cost-effective injection molding process. The advantage is that, for example, by inserting the first carrier section and the second carrier section into the mold for forming the third carrier section, the complete coil carrier takes place in a method step with the production of the third carrier section. Thus, further joining methods are inexpensively avoided.

Dennoch können alternativ die Trägerabschnitte des Spulenträgers formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Je nach eingesetzten Werkstoffen kann sich eine weitere Kostenreduktion zur Herstellung des Hydraulikventils ergeben. Nevertheless, alternatively, the support portions of the bobbin can be positively and / or non-positively and / or materially connected to each other. Depending on the materials used, there may be a further cost reduction for the production of the hydraulic valve.

Der Spulenträger wird vorzugsweise direkt auf das Polrohr und den Polkern aufgebracht. Alternativ kann der Spulenträger jedoch auch als separates Bauteil vorgesehen sein. The bobbin is preferably applied directly to the pole tube and the pole core. Alternatively, however, the coil support can also be provided as a separate component.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigt die einzige Figur ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention. Identical or functionally identical elements are assigned identical reference numerals. For reasons of clarity, it is possible that the elements are not provided with reference numbers in all figures, but without losing their assignment. It shows the only figure a hydraulic valve according to the invention.

Ein erfindungsgemäßes Hydraulikventil 1 ist wie in 1 dargestellt aufgebaut. Das Hydraulikventil 1 in Form eines Proportionaldruckminderungsventils dient beispielhaft einer Verwendung in einem automatisierten Getriebe. An inventive hydraulic valve 1 is like in 1 shown constructed. The hydraulic valve 1 in the form of a proportional pressure reducing valve serves as an example for use in an automated transmission.

Das in einem Längsschnitt dargestellte Hydraulikventil 1, welches ähnlich einem Cartridgeventils aufgebaut ist, weist zur hydraulischen Steuerung ein Ventilgehäuse 2 auf, innerhalb dessen ein Ventilkolben 3 entlang einer ersten Längsachse 4 des Ventilgehäuses 2 in einer Aufnahmeöffnung 44 axial verschiebbar angeordnet ist. Zur axialen Positionierung des Ventilkolbens 3 weist das Hydraulikventil 1 einen elektromagnetischen Aktuator 5 auf. Der Aktuator 5 und das Ventilgehäuse 2 sind nebeneinander angeordnet, wobei die erste Längsachse 4 koaxial mit einer zweiten Längsachse 6 des Aktuators 5 ausgebildet ist. The hydraulic valve shown in a longitudinal section 1 , which is constructed similar to a cartridge valve, has a valve housing for hydraulic control 2 on, within which a valve piston 3 along a first longitudinal axis 4 of the valve housing 2 in a receiving opening 44 is arranged axially displaceable. For axial positioning of the valve piston 3 points the hydraulic valve 1 an electromagnetic actuator 5 on. The actuator 5 and the valve housing 2 are arranged side by side, with the first longitudinal axis 4 coaxial with a second longitudinal axis 6 of the actuator 5 is trained.

Zur Verschiebung des Ventilkolbens 4 ist ein entlang der zweiten Längsachse 6 verschiebbarer Anker 7 des Aktuators 5 in einem Gehäuse 8 des Aktuators 5 aufgenommen. Der Ventilkolben 3 liegt mit seiner dem Anker 7 zugewandt ausgebildeten ersten Stirnfläche 9 an einem Antihaftelement 10 an, das an einer der ersten Stirnfläche 9 zugewandt ausgebildeten zweiten Stirnfläche 11 des Ankers 7 angeordnet ist. Somit ist der Ventilkolben 3 mit dem Anker 7 wirkverbunden und eine axiale Bewegung des Ankers 7 ist auf den Ventilkolben 3 übertragbar. Das Antihaftelement 10 ist scheibenförmig ausgebildet und dient der Vermeidung eines Anhaftens des Ankers 7 am magnetisch leitenden Ventilgehäuse 2. For displacement of the valve piston 4 is one along the second longitudinal axis 6 sliding anchor 7 of the actuator 5 in a housing 8th of the actuator 5 added. The valve piston 3 lies with his the anchor 7 facing formed first end face 9 on a non-stick element 10 on, at one of the first end face 9 facing formed second end face 11 of the anchor 7 is arranged. Thus, the valve piston 3 with the anchor 7 operatively connected and an axial movement of the armature 7 is on the valve piston 3 transferable. The non-stick element 10 is disc-shaped and serves to avoid sticking of the anchor 7 on the magnetically conductive valve housing 2 ,

Des Weiteren verschließt das Antihaftelement 10 weitestgehend einen durchströmbaren Ankerkanal 12, welcher zentral und sich entlang der zweiten Längsachse 6 im Anker 7 erstreckend ausgebildet ist. Der Ankerkanal 12 ist als Bohrung ausgeführt. Furthermore, the non-stick element closes 10 as far as possible a flow-through anchor channel 12 , which central and along the second longitudinal axis 6 in the anchor 7 is formed extending. The anchor channel 12 is designed as a bore.

In der dargestellten Position des Hydraulikventils 1 ist zwischen dem Anker 7 und dem Ventilgehäuse 2 ein ringförmiger erster Raum 13 ausgebildet. Der erste Raum 13 ist über eine im Antihaftelement 10 eingebrachte und dieses in Richtung der Längsachsen 4, 6 vollständig durchdringende Öffnung 14 über den Ankerkanal 12 mit einem ringförmigen zweiten Raum 15 durchströmbar verbunden, wobei der zweite Raum 15 an einer von der zweiten Stirnfläche 11 abgewandt ausgebildeten dritten Stirnfläche 16 des Ankers 7 zwischen der dritten Stirnfläche 16 und dem Gehäuse 8 ausgestaltet ist. Das bedeutet, dass jederzeit ein Druckausgleich zwischen den Räumen 13, 15 möglich ist. Somit muss der Anker 7 lediglich eine Verschiebearbeit aufgrund des Ventilkolbens 3 bei einer Verschiebung des Ventilkolbens 3 in die vom Aktuator 5 abgewandte Richtung ausüben und weist zur Verstellung des Ventilkolbens 3 eine schnelle Reaktionszeit auf. In the illustrated position of the hydraulic valve 1 is between the anchor 7 and the valve housing 2 an annular first space 13 educated. The first room 13 is about one in the non-stick element 10 introduced and this in the direction of the longitudinal axes 4 . 6 completely penetrating opening 14 over the anchor channel 12 with an annular second space 15 permeable connected, the second space 15 at one of the second end face 11 turned away trained third end face 16 of the anchor 7 between the third end face 16 and the housing 8th is designed. This means that at any time a pressure balance between the rooms 13 . 15 is possible. Thus, the anchor needs 7 only a shift work due to the valve piston 3 with a displacement of the valve piston 3 in the from the actuator 5 exercise the opposite direction and points to the adjustment of the valve piston 3 a fast response time.

Die Verschiebung des Ankers 7 erfolgt elektromagnetisch, wobei zum Anlegen eines elektromagnetischen Feldes eine Spule 17 den Anker 7 ummantelnd im Gehäuse 8 aufgenommen ist. Eine Bestromung der Spule 17 führt zur axialen Verschiebung des Ventilkolbens 3, wobei ein an einer vierten Stirnfläche 18 des Ventilkolbens 3, welche von der ersten Stirnfläche 9 abgewandt ausgebildet ist, angebrachtes Rückhalteelement 19 eine Rückhaltekraft auf den Ventilkolben 3 ausübt, gegen die der Ventilkolben 3 zu verschieben ist. Das Rückhalteelement 19, in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Schraubendruckfeder ausgebildet, stützt sich an einem Deckel 20 ab, welcher im Bereich einer vom Aktuator 5 abgewandt ausgebildete Gehäusestirnfläche 21 mit Presssitz im Ventilgehäuse 2 angeordnet ist. The displacement of the anchor 7 Electromagnetic, wherein for applying an electromagnetic field, a coil 17 the anchor 7 encasing in the housing 8th is included. An energization of the coil 17 leads to the axial displacement of the valve piston 3 , wherein a at a fourth end face 18 of the valve piston 3 , which from the first end face 9 is formed away from, attached retaining element 19 a retention force on the valve piston 3 exerts, against which the valve piston 3 to move. The retaining element 19 formed in this embodiment in the form of a helical compression spring, is supported on a lid 20 off, which in the area one from the actuator 5 facing away trained housing end face 21 with interference fit in the valve body 2 is arranged.

Zur Führung des Ventilkolbens 3 und zur Abdichtung der Aufnahmeöffnung 44 gegen den ersten Raum 13 weist das Ventilgehäuse 2 an seinem dem Anker 7 gegenüberliegenden Ende einen Stützdeckel 43 auf. To guide the valve piston 3 and for sealing the receiving opening 44 against the first room 13 has the valve body 2 at his anchor 7 opposite end a support cover 43 on.

Das buchsenartig ausgebildete Ventilgehäuse 2 besitzt einen Versorgungsanschluss P, einen Arbeitsanschluss A und einen Tankanschluss T. Dem Versorgungsanschluss P, dem Arbeitsanschluss A und dem Tankanschluss T sind eine erste Ringnut 22, eine zweite Ringnut 23 bzw. eine dritte Ringnut 24 zugeordnet, die jeweils über nicht näher dargestellte Anschlusskanäle mit den Anschlüssen verbunden sind. Die Ringnuten 22, 23, 24 sind eine Gehäusewand 25 des Ventilgehäuses 2 vollständig durchdringend ausgebildet. The bush-like valve housing 2 has a supply port P, a working port A and a tank port T. The supply port P, the working port A and the tank port T are a first annular groove 22 , a second annular groove 23 or a third annular groove 24 assigned, which are each connected via connection channels not shown with the terminals. The ring grooves 22 . 23 . 24 are a housing wall 25 of the valve housing 2 completely penetrating.

Der Versorgungsanschluss P ist zur Verbindung mit einer nicht näher dargestellten Ölpumpe ausgestaltet, so dass das Hydraulikventil 1 mit dem Hydraulikfluid, welches in diesem Ausführungsbeispiel Öl ist, versorgbar ist. Die erste Ringnut 22 und die zweite Ringnut 23 weisen jeweils ein Sieb 26 zum Filtern des Hydraulikfluids auf. The supply port P is designed for connection to an oil pump, not shown, so that the hydraulic valve 1 with the hydraulic fluid, which is oil in this embodiment, can be supplied. The first ring groove 22 and the second annular groove 23 each have a sieve 26 for filtering the hydraulic fluid.

Der Ventilkolben 3 weist eine umlaufende Ringnut 27 auf. Je nach Positionierung des Ventilkolbens 3 wird entweder der Arbeitsanschluss A mit dem Tankanschluss T, wie dargestellt, oder der Versorgungsanschluss P mit dem Arbeitsanschluss A durchströmbar verbunden. The valve piston 3 has a circumferential annular groove 27 on. Depending on the positioning of the valve piston 3 Either the working connection A is connected to the tank connection T, as shown, or the supply connection P can be flowed through to the working connection A.

Die Spule 17 ist radial innen von einem Spulenträger 36 begrenzt im Gehäuse 8 aufgenommen, wobei das Gehäuse 8 einteilig mit einem Polkern 28 ausgebildet ist, welcher einem Polrohr 29 gegenüberliegend angeordnet ist. Der zylinderförmige Polkern 28 ist dem Ventilgehäuse 2 zugewandt und einen Endabschnitt 30 des Ventilgehäuses 2 umfassend angeordnet. Das zylinderförmige Polrohr 29 weist an seinem vom Polkern 28 abgewandt ausgebildeten Ende 31 eine den zweiten Raum axial und radial begrenzende Wandung 32 auf. The sink 17 is radially inward of a bobbin 36 limited in the housing 8th taken, the housing 8th in one piece with a pole core 28 is formed, which a pole tube 29 is arranged opposite. The cylindrical pole core 28 is the valve body 2 facing and an end portion 30 of the valve housing 2 arranged comprehensively. The cylindrical pole tube 29 indicates its from the pole core 28 turned away end 31 a second space axially and radially bounding wall 32 on.

Zwischen dem Polkern 28 und dem Polrohr 29 ist ein Ringspalt 33 ausgebildet, welcher vom Polkern 28 durch einen Polkernkonus 34 des Polkerns 28 und vom Polrohr 29 durch einen Polrohrkonus 35 des Polrohrs axial begrenzt ist. Between the pole core 28 and the pole tube 29 is an annular gap 33 formed, which of the pole core 28 through a pole core cone 34 of the pole core 28 and from the pole tube 29 through a pole tube cone 35 the pole tube is axially limited.

Der Spulenträger 36, in welchem eine Spulenwicklung 37 der Spule 17 aufgenommen ist, weist ein u-förmiges Profil auf. Dieser kann entweder als separates Bauteil vorgesehen sein oder direkt auf das Polrohr 29 und den Polkern 28 aufgebracht werden. Für die letztgenannte Ausführungsform werden das Polrohr 29 und den Polkern 28 in ein Werkzeug eingelegt und mit nachstehend näher definierten Werkstoffen M1 und M2 beispielsweise umspritzt. The coil carrier 36 in which a coil winding 37 the coil 17 is received, has a U-shaped profile. This can be provided either as a separate component or directly on the pole tube 29 and the polkernels 28 be applied. For the latter embodiment, the pole tube 29 and the polkernels 28 placed in a tool and encapsulated with, for example, below defined materials M1 and M2.

Im Betrieb wird die Spule 17 erregt und erzeugt ein Magnetfeld, welches den Polkern 28, den Anker 7, das Polrohr 29 und das Gehäuse 8 magnetisiert. Der vom Polkern 28 umfasste Endabschnitt 30 ist ebenfalls vom Magnetfeld erfasst. In operation, the coil 17 excites and generates a magnetic field, which is the pole core 28 , the anchor 7 , the pole tube 29 and the case 8th magnetized. The pole core 28 included end section 30 is also detected by the magnetic field.

Der Spulenträger 36 ist aus zwei Materialkomponenten ausgebildet. Die erste Materialkomponente besteht aus einem ferromagnetischen Werkstoff M1 und die zweite Materialkomponente besteht aus einem nichtmagnetischen Werkstoff M2. The coil carrier 36 is formed of two material components. The first material component consists of a ferromagnetic material M1 and the second material component consists of a non-magnetic material M2.

Damit das induzierte Magnetfeld den Anker 7 zur Verschiebung des Ankers 7 erfassen kann, ist der Spulenträger 36 in Abschnitte einteilbar. Er weist einen sich über den Polkern 28 erstreckenden, im Querschnitt L-förmigen, ersten Trägerabschnitt 38 und einen sich über das Polrohr 29 erstreckenden, im Querschnitt L-förmigen, zweiten Trägerabschnitt 39 auf, welche aus dem ferromagnetischen Material M1 hergestellt sind. Der erste Trägerabschnitt 38 ist dem zweiten Trägerabschnitt 39 gegenüberliegend angeordnet. So that the induced magnetic field is the anchor 7 for shifting the anchor 7 can capture is the coil carrier 36 can be divided into sections. He points one over the pole core 28 extending, in cross-section L-shaped, first support portion 38 and one over the pole tube 29 extending, in cross-section L-shaped, second support portion 39 on, which are made of the ferromagnetic material M1. The first carrier section 38 is the second carrier section 39 arranged opposite.

An ihren einander zugewandt ausgebildeten Abschnittsenden 41, 42 sind die beiden Trägerabschnitte 38, 39 mit einem ringförmigen dritten Trägerabschnitt 40 des Spulenträgers 36 verbunden, welcher aus dem nichtmagnetischen Werkstoff M2 aufgebaut ist. Über diesen dritten Trägerabschnitt 40 ist der erste Trägerabschnitt 38 mit dem zweiten Trägerabschnitt 39 gekoppelt. Der nichtmagnetische Werkstoff M2 ist im Bereich des Ringspaltes 33 positioniert, damit der Anker 7 bei stromdurchflossener Spule 17 vom im Betrieb induzierten Magnetfeld wirkungsvoll erfasst werden kann. At their mutually trained section ends 41 . 42 are the two beam sections 38 . 39 with an annular third support portion 40 of the bobbin 36 connected, which is constructed of the non-magnetic material M2. About this third support section 40 is the first carrier section 38 with the second carrier section 39 coupled. The non-magnetic material M2 is in the region of the annular gap 33 positioned to allow the anchor 7 with current-carrying coil 17 can be effectively detected by the induced magnetic field.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hydraulikventils 1 weist einen Spulenträger 36 besteht aus Kunststoff auf. Dabei ist der ferromagnetische Werkstoff M1 ein Kunststoff mit ferromagnetischen Anteilen in Form von Füll- und/oder Verstärkungsstoffen, wobei sich als Füll- und Verstärkungsstoffe bspw. Ferrite oder Eisen, so genannte Weicheisen eignen. Als Matrixwerkstoff der ferromagnetischen Anteile eignet sich ein thermo- oder duroplastisches Polymer. Auch der nichtmagnetische Werkstoff M2 ist hierbei aus einem Kunststoff vorgesehen, welcher grundsätzlich aus dem gleichen Grundwerkstoff wie der Werkstoff M1 bestehen kann. The illustrated embodiment of the hydraulic valve according to the invention 1 has a coil carrier 36 is made of plastic. In this case, the ferromagnetic material M1 is a plastic with ferromagnetic portions in the form of fillers and / or reinforcing materials, being suitable as fillers and reinforcing materials, for example, ferrites or iron, so-called soft iron. The matrix material of the ferromagnetic components is a thermosetting or thermosetting polymer. Also, the non-magnetic material M2 is in this case provided of a plastic, which in principle may consist of the same base material as the material M1.

Eine alternative Ausführung sieht einen niedrig legierten Stahl als Werkstoff M1 und einen nichtmagnetischen Edelstahl als Werkstoff M2 vor. An alternative embodiment provides a low alloy steel as material M1 and a non-magnetic stainless steel as material M2.

Als Matrixwerkstoff der ferromagnetischen Anteile eignet sich grundsätzlich auch eine Keramik. Ebenso können Fe-Ni-Legierungen, Fe-Co-Legierungen oder andere eisenhaltige Legierungen eingesetzt werden, aus welchen der erste Trägerabschnitt 38 und der zweite Trägerabschnitt 39 hergestellt sind. In principle, a ceramic is also suitable as the matrix material of the ferromagnetic components. Likewise, Fe-Ni alloys, Fe-Co alloys or other iron-containing alloys may be used, from which the first support section 38 and the second carrier section 39 are made.

Die drei Trägerabschnitte 38, 39, 40 des Spulenträgers 36 können kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Bevorzugt ist der Spulenträger 36 im Spritzgussverfahren, zum Beispiel in einem Mehrkomponentenspritzguss, hergestellt. So können auch bspw. vorgefertigte Teile, welche in eine Spritzgussform eingelegt werden, eingesetzt werden. Hierbei könnten bspw. der erste Trägerabschnitt 38 und der zweite Trägerabschnitt 39 in die Spritzgussform eingelegt werden und im Verfahren vom nichtleitenden Material des dritten Trägerabschnitts 40, diesen ausbildend, umgossen werden. The three beam sections 38 . 39 . 40 of the bobbin 36 can be positively and / or positively and / or materially connected to each other. The coil carrier is preferred 36 by injection molding, for example in a multi-component injection molding. Thus, for example, prefabricated parts, which are inserted into an injection mold, can be used. This could, for example, the first carrier section 38 and the second carrier section 39 be inserted into the injection mold and in the process of non-conductive material of the third carrier section 40 Training this one will be infused.

Das erfindungsgemäße Ventil kann sowohl als Druckregelventil als auch als Wegeventil eingesetzt werden. Grundsätzlich findet die Erfindung Anwendung in allen elektromagnetischen Aktuatoren. The valve according to the invention can be used both as a pressure control valve and as a directional control valve. In principle, the invention finds application in all electromagnetic actuators.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011053033 A1 [0002]

Claims

Hydraulic valve, with a valve housing ( 2 ) and one in the valve housing ( 2 ) along a first longitudinal axis ( 4 ) of the valve housing ( 2 ) axially displaceable valve piston ( 3 ), wherein the valve piston ( 3 ) by means of an electromagnetic actuator ( 5 ) of the hydraulic valve ( 1 ) is displaceable, wherein the actuator ( 5 ) one with the valve piston ( 3 ) operatively connected armature ( 7 ), and wherein the armature ( 7 ) with the help of an anchor ( 7 ) comprehensive coil ( 17 ) movable in a housing ( 8th ) of the actuator ( 5 ), and wherein the coil ( 17 ) in the housing ( 8th ) an anchor ( 7 ) comprehensive pole tube ( 29 ) and an anchor ( 7 ) at least partially comprehensive Polkern ( 28 ) and wherein between the coil ( 17 ) and the pole core ( 28 ) as well as the pole tube ( 29 ) a coil carrier ( 36 ) is arranged, in which a coil winding ( 37 ) of the coil ( 17 ), characterized in that the coil carrier ( 36 ) is constructed of a ferromagnetic material (M1) and a non-magnetic material (M2).

Hydraulic valve according to claim 1, characterized in that between a first support section ( 38 ) of the bobbin carrier ( 36 ) and a second carrier section ( 39 ) of the bobbin carrier ( 36 ), which are constructed from the ferromagnetic material (M1), is a third carrier section (FIG. 40 ), which is formed of the non-magnetic material (M2).

Hydraulic valve according to claim 1 or 2, characterized in that between a Polkernkonus ( 34 ) of the pole core ( 28 ) and a pole tube cone ( 35 ) of the pole tube ( 29 ), which are arranged opposite, an annular gap ( 33 ) is trained,

Hydraulic valve according to claim 3, characterized in that the non-magnetic material (M2) in the region of the annular gap ( 33 ) is arranged.

Hydraulic valve according to claim 3 or 4, characterized in that the non-magnetic material (M2) the annular gap ( 33 ) is formed comprehensively.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the ferromagnetic material (M1) is a plastic or a sintered material comprising ferromagnetic portions.

Hydraulic valve according to claim 6, characterized in that a matrix material of the ferromagnetic material (M1) is a thermoset or thermoset polymer material or a ceramic material.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the non-magnetic material (M2) is a plastic or a non-conductive or only slightly conductive stainless steel.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the ferromagnetic material (M1) is a soft magnetic material.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the coil carrier ( 36 ) is produced in an injection molding process.

Hydraulic valve according to one of claims 1 to 10, characterized in that support sections ( 38 . 39 . 40 ) of the bobbin carrier ( 36 ) are positively connected and / or non-positively and / or materially connected to each other.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the coil carrier ( 36 ) directly onto the pole tube ( 29 ) and the pole core ( 28 ) is applied.

Hydraulic valve according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that the coil carrier ( 36 ) is provided as a separate component.