DE102016211852A1 - Solenoid valve as anchor damper for noise reduction of a system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung stellt ein Magnetventil zur Verfügung, das durch eine Reduzierung der Öldruckschwingungen innerhalb eines Ölgaleriennetzes den hörbaren Lärm eines hydraulischen Systems vermindert. Das Magnetventil weist eine Spule auf, die eine Wicklung trägt, einen Anker, der einen Dämpfer trägt, einen Kern, und einen Schubstift, der einen Ventilkörper derart aktiviert, dass der Ventilkörper gegen einen Ventilsitz anschlägt. Durch den Dämpfer wird ein nicht lineares Merkmal erschaffen, das die Geschwindigkeit des Ventilkörpers beim Aufprallen gegen den Ventilsitz vermindert.The invention provides a solenoid valve which reduces the audible noise of a hydraulic system by reducing the oil pressure oscillations within an oil gallery network. The solenoid valve has a coil carrying a coil, an armature carrying a damper, a core, and a push pin that activates a valve body such that the valve body abuts against a valve seat. The damper creates a non-linear feature that reduces the velocity of the valve body when impacting against the valve seat.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die hierein beschriebenen beispielhaften Merkmale beziehen sich auf Magnetventile, insbesondere auf schnell wirkende Magnetventile in lärmbehafteten Umgebungen wie z.B. Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge. The exemplary features described herein relate to solenoid valves, and more particularly to fast acting solenoid valves in noisy environments such as e.g. Internal combustion engines for motor vehicles.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Strengere Vorschriften zum Sparen von Kraftstoff und höhere Kraftstoffpreise haben die Notwendigkeit einer verbesserten Effizienz der Brennkraftmaschinen (IC) auf die Tagesordnung gebracht. Niedrigeres Gewicht, Reibungsminderung. Wärme-Management, variable Ventilöffnungs- und Schließungszeiten sowie eine Vielfalt von verschiedenen variablen Ventilhubtechnologien sind alle ein Teil der technologischen Werkzeuge des Motorengestalters für Brennkraftmaschinen. Mit der Erhöhung der Effizienz von IC-Motoren steigt auch die Forderung des Verbrauchers hinsichtlich Minderung des Lärms im Fahrzeuginneren. In den letzten Jahren hat die KFZ-Industrie einen bedeutenden Fortschritt in diesem Feld erreicht, und zwar durch die Verwendung von Technologien wie Lärmneutralisierungssysteme und Verbesserung der Türgestaltung des Fahrzeugs mit dickerem Glas und einem höheren Maß von Geräuschisolierung. Viele der heutigen Großraumfahrzeuge erreichen Lärmpegel, welche mit jenen von Luxusfahrzeugen konkurrieren.Stricter fuel economy and fuel price regulations have raised the need for improved internal combustion engine (IC) efficiency. Lower weight, friction reduction. Heat management, variable valve opening and closing times, as well as a variety of different variable valve lift technologies are all part of the technological tools of the engine designer for internal combustion engines. As the efficiency of IC engines increases, so does the consumer demand for noise reduction in the vehicle interior. In recent years, the automotive industry has made significant progress in this field through the use of technologies such as noise neutralization systems and improved door design of the vehicle with thicker glass and a higher level of noise isolation. Many of today's wide-body vehicles achieve noise levels that compete with those of luxury vehicles.
Systeme mit variablen Ventilhüben (VVL) und variablen Ventilöffnungsund Schließungszeiten (VVT) verwalten oft den Ölfluss, die Leckage oder den Druck, um die Leistung dieser jeweiligen Systeme zu variieren. Diese Art von Öl-Management wird typischerweise durch ein Magnetventil verwirklicht, welches durch die Steuerungseinheit des Motors (ECU) gesteuert wird. Um die bestmögliche Steuerung dieser Systeme über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen zu erreichen, wird ein System mit einer schnellen Reaktionszeit benötigt. Die Reaktionszeit des Magnetventils ist ein Teil der Reaktionszeit des Systems, so dass ein schnell wirkendes Magnetventil wünschenswert ist.Variable valve lift (VVL) and variable valve opening and closing (VVT) systems often manage oil flow, leakage or pressure to vary the performance of these respective systems. This type of oil management is typically accomplished by a solenoid valve which is controlled by the engine control unit (ECU). To achieve the best possible control of these systems over a wide range of operating conditions, a system with a fast response time is needed. The response time of the solenoid valve is part of the reaction time of the system, so a fast acting solenoid valve is desirable.
Während des Betriebs kann die Bewegung der die inneren Bauteiles eines Magnetventils insbesondere jener eines schnell wirkenden Magnetventils signifikante Druckschwingungen innerhalb des hydraulischen Systems verursachen, welche eine Lärmquelle sein können. Eine neue Gestaltung eines Magnetventils wird benötigt, um solche Druckschwingungen und den sich daraus ergebenden lästigen Lärm zu mindern.During operation, the movement of the internal components of a solenoid valve, particularly that of a high-speed solenoid valve, can cause significant pressure oscillations within the hydraulic system, which may be a source of noise. A new design of a solenoid valve is needed to reduce such pressure oscillations and the ensuing annoying noise.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Erfindung stellt eine Magnetventileinheit zur Verfügung, welche hörbaren Systemlärm durch eine Reduzierung der Öldruckschwankungen des Systems mindert. Die Einheit weist eine Spule, eine Wicklung, einen Anker mit integriertem Dämpfer, einen Kern, einen Schubstift und einen Ventilstößel auf. Die Spule stellt ein radiales Gehäuse für die Wicklung zur Verfügung und der Anker weist eine ringförmige Nut an einem unteren Ende auf, um den Dämpfer aufzunehmen. Der Anker befindet sich axial neben dem Kern mit einem definierten Abstand zwischen dem unteren Ende des Ankers und einem oberen Ende des Kerns, wobei der Anker an einem oberen Abschnitt des Schubstifts angebracht ist. Der Schubstift erstreckt sich durch ein im Kern ausgespartes Loch, in dem er sich in axiale Richtung bewegt. Der Anker, der Schubstift und die Dämpfereinheit haben zwei axiale Stellungen: eine erste axiale Stellung, in der die Wicklung vom Strom abgeschnitten ist, und eine zweite axiale Stellung, in der die Wicklung bestromt ist. Bei einer Bewegung des Ankers aus der ersten axialen Stellung in die zweite axiale Stellung geschieht Folgendes: 1) Wenn der Dämpfer mit der oberen Seite des Kerns in Kontakt kommt, wird der Dämpfer zusammengedrückt, und 2) Der Boden des Schubstiftes verschiebt einen Ventilkörper so lange in axiale Richtung, bis er gegen einen Ventilsitz aufprallt. Während seines Zusammendrückens entwickelt der Dämpfer eine zunehmende und nicht lineare Widerstandskraft, wobei die Größenordnung der Dämpfung nicht proportional zu der zusammengedrückten Höhe des Dämpfers zunimmt. Der Dämpfer reduziert die Geschwindigkeit des Aufpralls des Ventilkörpers gegen den Ventilsitz, so dass die Öldruckschwingungen und der sich daraus ergebende Lärm innerhalb des Systems gemindert werden. Der Dämpfer wird vorzugsweise um ein Gesamtmaß von 0,040 bis 0,100 mm zusammengedrückt. Es ist möglich, verschiedene Dämpferwerkstoffe und Ausgestaltungen zu verwenden, einschließlich eines rückseitig metallverstärkten Rings aus Elastomer, eines Metallrings und eines Rings aus Elastomer. Mögliche Varianten eines Dämpfers können sein, ein rückseitig metallverstärkter Schnappring aus Elastomer und ein metallischer Schnappring mit „Spalten“, um eine radiale federähnliche Eigenschaft zu erlangen. Die Dämpfer-Kontaktsteifigkeit kann im Bereich von 0,5 bis 2,5 N liegen, während die Kontaktdämpfung sich in einem Bereich von 1 bis 4 N / (mm/s) liegen kann.The invention provides a solenoid valve assembly that reduces audible system noise by reducing system oil pressure fluctuations. The unit includes a coil, a coil, an integrated damper armature, a core, a push pin, and a valve lifter. The coil provides a radial housing for the winding and the armature has an annular groove at a lower end to receive the damper. The armature is axially adjacent the core at a defined distance between the lower end of the armature and an upper end of the core, the armature being attached to an upper portion of the push pin. The push pin extends through a hole recessed in the core, in which it moves in the axial direction. The armature, push pin and damper unit have two axial positions: a first axial position in which the winding is cut off from the current and a second axial position in which the winding is energized. When the armature moves from the first axial position to the second axial position, the following occurs: 1) When the damper contacts the top of the core, the damper is compressed, and 2) The bottom of the push pin displaces a valve body so long in the axial direction until it bounces against a valve seat. During its compression, the damper develops an increasing and non-linear resistance force, the magnitude of the damping increasing in proportion to the compressed height of the damper. The damper reduces the velocity of the impact of the valve body against the valve seat, thereby reducing the oil pressure oscillations and the resulting noise within the system. The damper is preferably compressed by an overall dimension of 0.040 to 0.100 mm. It is possible to use various damper materials and designs, including a back metal reinforced elastomeric ring, a metal ring, and an elastomeric ring. Possible variants of a damper may be a back metal reinforced snap ring made of elastomer and a metallic snap ring with "gaps" to obtain a radial spring-like property. The damper contact stiffness may be in the range of 0.5 to 2.5 N, while the contact damping may be in the range of 1 to 4 N / (mm / s).
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die oben genannten und weitere Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausbildungen sowie die Art und Weise, sie zu verwirklichen, werden durch Bezugnahme auf die folgenden Beschreibungen mehrfacher, beispielhafter Ausführungen verbunden mit den beigefügten Zeichnungen, werden offensichtlich werden und besser zu verstehen sein. Es folgt nun eine kurze Beschreibung der Zeichnungen.The above and other features and advantages of the embodiments described herein, as well as the manner of realizing them, will become more apparent by reference to the following descriptions Embodiments associated with the accompanying drawings will become apparent and better understood. Below is a brief description of the drawings.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
Identisch gekennzeichnete, in verschiedenen Figuren gezeigte Elemente beziehen sich auf dieselben Elemente, die aber in der Beschreibung der Figuren nicht immer dieses Kennzeichen tragen. Die hierin gegebene beispielhafte Erklärung erläutert Ausbildungen, welche in keinem Fall als einschränkend für den Geltungsbereich der Ansprüche ausgelegt werden dürfen. Eine radial nach innen verlaufende Richtung erstreckt sich von einer äußeren radialen Fläche in Richtung der Mittelachse oder des radialen Mittelpunkts des Bauteils. Umgekehrt wird mit der Formulierung „radial nach außen verlaufende Richtung“ angezeigt, dass diese Richtung sich von der Mittelachse oder dem Mittelpunkt des Bauteils in Richtung der äußeren Fläche erstreckt. Der Begriff „axial“ bezieht sich auf Richtungen entlang einer diametrisch zentralen Achse. Die Begriffe „obere“, „untere“, „aufwärts“, „abwärts“, „oberhalb“ und „unterhalb“ bezeichnen Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wurde.Identically marked elements shown in different figures refer to the same elements, which however do not always carry this characteristic in the description of the figures. The exemplary explanation given herein sets forth embodiments which in no way should be construed as limiting the scope of the claims. A radially inward direction extends from an outer radial surface toward the central axis or the radial center of the component. Conversely, the phrase "radially outward direction" indicates that this direction extends from the central axis or midpoint of the component toward the outer surface. The term "axial" refers to directions along a diametrically central axis. The terms "upper," "lower," "up," "down," "above," and "below" designate directions in the drawings to which reference has been made.
In
Die
Im Falle der ersten und der zweiten beispielhaften Ausführung des Dämpfers
In der vorhergehenden Beschreibung wurden beispielhafte Ausführungen erläutert. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind dementsprechend als erklärend zu betrachten und dürfen nicht im Sinne einer Einschränkung verstanden werden. Es wird deshalb offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen in der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass man sich von dem weiteren Sinn und dem Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.In the foregoing description, exemplary embodiments have been explained. The description and the drawings are accordingly to be regarded as explanatory and should not be construed as limiting. It will, therefore, be evident that various modifications and changes may be made in the invention without departing from the broader spirit and scope of the present invention.
Es ist auch zusätzlich zu verstehen, dass die beigefügten Figuren, welche die Funktionalität und die Vorteile der beispielhaften Ausführungen hervorheben, lediglich als Beispiele gemeint sind. Die hierin beschriebene Architektur oder Aufbau der beispielhaften Ausführungen sind hinreichend flexibel und gestaltbar, so dass sie auch auf andere Art und Weise verwendet (und umgestaltet) werden können als in den beigefügten Figuren dargestellt,It is also to be understood that the attached figures, which highlight the functionality and advantages of the exemplary embodiments, are meant to be exemplary only. The architecture or structure of the exemplary embodiments described herein are sufficiently flexible and configurable that they may be used (and redesigned) in other ways than those illustrated in the accompanying drawings.
Obwohl vorliegend beispielhafte Ausführungen beschrieben worden sind, werden für den Fachmann zahlreiche zusätzliche Modifikationen und Variationen naheliegend sein. Es ist deshalb zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung auch anders umgesetzt werden kann, als hierin konkret beschrieben. Folglich sind die vorliegenden beispielhaften Ausführungen in jeder Hinsicht als erklärend und nicht als einschränkend zu betrachten.Although exemplary embodiments have been described herein, many additional modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It is therefore to be understood that the present invention may be practiced otherwise than as specifically described herein. Thus, the present exemplary embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
Claims (11)
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DE102016211852.8A DE102016211852A1 (en) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | Solenoid valve as anchor damper for noise reduction of a system |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019209267A1 (en) * | 2019-06-26 | 2020-12-31 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Solenoid valve, in particular for slip-regulated motor vehicle brake systems |
DE102020203859A1 (en) | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Actuator arrangement for an electromagnetically actuated valve |
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2016
- 2016-06-30 DE DE102016211852.8A patent/DE102016211852A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021190714A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Actuator assembly for an electromagnetically actuatable valve |
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