DE10337752B4

DE10337752B4 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE10337752B4
Application number: DE2003137752
Authority: DE
Inventors: Rolf Neuhaus; Mathias Bleeck
Original assignee: Hydraulik Ring GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2023-08-09
Also published as: DE10337752A1

Abstract

Druckregelventil, insbesondere für Common-Rail-Pumpen, mit einem Magnetteil (22) mit einem Magnetteil-Gehäuse (3) und einem Ventilteil mit einem Ventilteil-Gehäuse (38), in dem ein Ventilkörper (1) untergebracht ist, der durch ein Druckelement (16) in Schließstellung gehalten ist, auf dem ein Anker (7) sitzt, der durch Bestromung wenigstens eines Spulenkörpers (20) verschiebbar ist, der mit dem Anker (7) im Magnetteil-Gehäuse (3) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) in das Ventilteil-Gehäuse (38) der Art eingesetzt ist, dass sich das Magnetteil-Gehäuse (3) an plastisch verformten Formschlusselementen (18) abstützt, indem die plastisch verformten Formschlusselemente (18) ein Sitzteil (2), das mit Abstand zu einem Boden (24) des Magnetteil-Gehäuses (3) angeordnet ist, des Ventilteiles (23) untergreifen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bekannte Druckregelventile haben ein Magnetteil und ein Ventilteil. Das Magnetteil hat ein Druckelement in Form eines Stößel, der einen Ventilkörper des Ventilteiles in seiner Schließstellung hält. Soll das Ventil geöffnet werden, wird das Magnetteil bestromt, wodurch das Druckelement über den Anker zurückgezogen wird und den Ventilkörper freigibt. Das Magnetteil und das Ventilteil sind im wesentlichen axial hintereinander angeordnet, so daß das Druckregelventil eine entsprechende Länge hat. Bei engen Einbauverhältnissen kann darum das Druckregelventil nicht eingesetzt werden.
Aus anderen technischen Gebieten sind Ventile bekannt, bei denen schon einmal versucht worden ist, möglichst leicht bedienbar, leicht zusammenbaubar oder kompakt ein Ventil zu entwerfen. In diesem Zusammenhang sei auf die Offenlegungsschriften DE 34 16 337 A1 , DE 34 16 336 A1 und DE 298 19 830 U1 verwiesen, die stößelfrei den Anker direkt auf den Ventilsitz wirken lassen.
Ein gattungsgemäßes Dieselhochdruckventil zur Druckregelung ist aus der DE 198 26 579 A1 bekannt, das zwar insgesamt kompakt ist, aber zwei Druckausgleichsräume beidseits des Pols offeriert. Das dort beschriebene Ventil ist für manche angebotenen Platzverhältnisse nicht geeignet, so dass die Forderung aufgestellt worden ist, ein anders gestaltetes, hochdruckfähiges Ventil für Kraftstoffe zu schaffen.
Der DE 1 934 212 sind zwei Ausführungsbeispiele räumlich voneinander abgesetzter impulsgesteuerter Doppelsitzmagnetventile zu entnehmen, in deren einen Hälfte der Magnetteil angeordnet ist, während in der anderen Hälfte vorrangig der hydraulische Teil angeordnet ist. Die beiden Teile können durch einen umgekanteten Rand jeweils an einem gesondert vorzusehenden, ringförmigen Zwischenstück befestigt werden. Der umgekantete Rand ist an der Seite des Hydraulikteils, die von den Hydraulikanschlüssen abgewandt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Druckregelventil so auszubilden, daß es auch bei beengten Einbauverhältnissen im Kraftfahrzeug bzw. PKW eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Druckregelventil erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Druckregelventil ist das Magnetteil-Gehäuse in das Ventilteil-Gehäuse eingesetzt. Dadurch ist das Magnetteil über den größten Teil seiner Länge im Ventilteil untergebracht, so daß das erfindungsgemäße Druckregelventil nur eine ge ringe axiale Länge hat. Es kann darum vorteilhaft bei beengten Einbauverhältnissen ohne Beeinträchtigung seiner Funktion eingesetzt werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
1 im Axialschnitt ein erfindungsgemäßes Druckregelventil,
2 in vergrößerter Darstellung eine Ansicht in Richtung des Pfeiles Y in 1,
3 in vergrößerter Darstellung die Einzelheit X in 1.
Das Druckregelventil ist elektrisch angesteuert und wird vorteilhaft für eine Common-Rail-Pumpe mit hohen zu regelnden Drücken eingesetzt. Das Druckregelventil hat ein Magnetteil 22 und ein Ventilteil 23. Das Magnetteil 22 weist ein Magnetteil-Gehäuse 3 auf, das vorteilhaft kreisförmigen Querschnitt hat. Das Magnetteil-Gehäuse 3 hat einen Boden 24, der mittig mit einem Zylinder 25 versehen ist, der vorteilhaft einstückig mit dem Boden 24 ausgebildet ist und senkrecht von ihm absteht. An der Innenwand dieses Zylinders 25 ist ein Stift 16 geführt, dessen unteres Ende 26 kegelförmig verjüngt ausgebildet ist und mit diesem Ende auf einem Ventilkörper 1 aufliegt, der vorteilhaft eine Ventilkugel ist. Die Stirnseite dieses Stiftendes 26 ist so geformt, daß der Stift 26 flächig auf dem Ventilkörper 1 aufliegt und ihn gegen einen Ventilsitz 27 in einem Sitzteil 2 drückt. Das Sitzteil 2 befindet sich mit Abstand unterhalb des Bodens 24 des Magnetteil-Gehäuses 3. Der Ventilsitz 27 ist vorteilhaft mittig im Sitzteil 2 vorgesehen. In den Ventilsitz 27 mündet eine Bohrung 28, die mit dem Druckanschluß P des Ventiles verbunden ist und über den das Medium unter Druck zugeführt wird.
Der Stift 16 ragt nach oben über den Zylinder 25 und trägt einen Flachanker 7, der in einem im Innendurchmesser erweiterten Teil des Magnetteil-Gehäuses 3 angeordnet ist. Bei der Montage des Druckregelventils wird der Flachanker 7 zunächst auf den Stift 16 geschoben. Dann kann der Flachanker 7 längs des Stiftes 16 in seine genaue Position axial eingestellt werden. Sobald die Position erreicht ist, wird der nach oben über den Flachanker 7 ragende Teil 15 des Stiftes 16 verstemmt bzw. plastisch verformt. Dadurch wird der Flachanker 7 in der eingestellten Lage auf dem Stift 16 einwandfrei befestigt.
Damit der Stift 16 im Zylinder 25 zuverlässig geführt wird, ist die Innenwandung 29 des Zylinders 25 vorzugsweise kalibriert. Das Magnetteil-Gehäuse 3 kann als Tiefzieh- oder Fließpreßteil ausgebildet sein, wodurch sich sehr enge Toleranzen erreichen lassen.
Auf dem Flachanker 7 stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 14 ab, die mit ihrem anderen Ende an der Innenseite eines Deckels 11 abgestützt wird, mit dem das Magnetteil-Gehäuse 3 an seinem vom Sitzteil 2 abgewandten Ende geschlossen wird. Zur Aufnahme des Deckels 11 ist das Magnetteil-Gehäuse 3 an seinem freien Ende erweitert ausgebildet. Der Deckel 11 wird in dieses erweiterte Ende so weit eingesetzt, bis er an einer radialen Ringschulterfläche 30 anliegt. In eine umfangsseitige Ringnut 31 des Deckels 11 ist eine Ringdichtung 10, vorzugsweise ein O-Ring, eingelegt, die an der Innenwandung des Magnetteil-Gehäuses 3 dichtend anliegt. Der Deckel 11 besteht aus elektrisch isolierendem Kunststoff und ragt teilweise über das Magneteil-Gehäuse 3. Der Deckel 11 ist mit einem Stecker 12 versehen, der Pins 13 aufweist. Sie ragen durch den Deckel 11 sowie durch den Flachanker 7 durchsetzende Bohrungen 9 in das Magnetteil-Gehäuse 3. Im Bereich des Deckels 11 sind die Pins 13 von einer Kunststoffmasse 32 umgeben, die in einer den Deckel 11 durchsetzenden Öffnung 33 liegt. Innerhalb der Kunststoffmasse 32 ist jeder Pin 13 von einer Ringdichtung 17 umgeben, die vorteilhaft ein O-Ring ist.
Der Deckel 11 ist mit einer innenseitigen Vertiefung 34 versehen, an deren Boden sich die Druckfeder 14 mit einem Ende abstützt. Das andere Ende umgibt den verformten Bereich 15 des Stiftes 16 und liegt auf dem Flachanker 7 auf. Über die Druckfeder 14 und den Stift 16 wird der Ventilkörper 1 gegen den Ventilsitz 27 gedrückt, so daß die Bohrung 28 im Sitzteil 2 zuverlässig geschlossen wird.
Der Zylinder 25 des Magnetteil-Gehäuses 3 wird von einem Spulenkörper 20 umgeben, an den die Pins 13 angeschlossen sind. Der Spulenkörper 20 ist allseitig von einer Umhüllung 35 umgeben. Der Spulenkörper 20 mit der Umhüllung 35 erstreckt sich vom Boden 24 bis nahe an den Flachanker 7 in dessen Grundstellung gemäß 1. Die Umhüllung 35 liegt an der Innenwandung des Mantels 36 und an der Außenwandung des Zylinders 25 des Magnetteil-Gehäuses 3 an. Wie 3 zeigt, ist in der Außenwand des Zylinders 25 eine Ringnut 37 vorgesehen, in der sich ein Ring 4, z. B. ein O-Ring, befindet. Er hält den Anlagebereich zwischen der äußeren Wandung des Zylinders 25 und der Umhüllung 35 auf Position und kann zusätzlich abdichten.
Das Magnetteil-Gehäuse 3 ist in ein Ventilteil-Gehäuse 38 eingesetzt. Vorteilhaft ist das Ventilteil-Gehäuse 38 als Fließpreßteil ausgebildet. Es hat einen Gehäuseteil 6b, der in einen Gehäuseteil 6a übergeht, der kleineren Außendurchmesser als der Gehäuseteil 6b hat. Am Übergang zwischen den beiden Gehäuseteilen 6a und 6b befindet sich eine radiale Ringschulterfläche 39, an der ein den Gehäuseteil 6a umgebender Dichtring 5 anliegt. Im Bereich unterhalb des Dicht ringes 5 ist der Gehäuseteil 6a als Mehrkant, im Ausführungsbeispiel als Sechskant, ausgebildet. Das freie Ende des Gehäuseteiles 6a hat axial vorstehende Nasen 18, die nach dem Einsetzen des Magnetteil-Gehäuses 3 umgebogen werden, so daß die Nasen an der Unterseite des Sitzteiles 2 anliegen. Anstelle der einzelnen vorstehenden Nasen 18 ist es auch möglich, nach dem Einsetzen des Magnetteil-Gehäuses 3 den freien Rand des Gehäuseteiles 6a so plastisch zu verformen bzw. zu vercrimpen, daß dieser verformte Bereich 18 das Sitzteil 2 untergreift. Es ist schließlich auch möglich, den Gehäuseteil 6a mit bereits plastisch verformten Nasen 18 zu versehen. In diesem Falle kann das Magnetteil-Gehäuse 3 problemlos so weit in das Ventilteil-Gehäuse 38 eingesetzt werden, bis das Sitzteil 2 auf den umgebogenen Nasen aufliegt und der Stift 16 am Ventilkörper 1 anliegt.
Bei allen beschriebenen Fällen wird anschließend das Magnetteil-Gehäuse 3 am Ventilteil-Gehäuse 38 befestigt, vorzugsweise angeschweißt. 1 zeigt die entstehende Schweißnaht 8 am radial inneren Rand des Gehäuseteiles 6b und der Außenwand des Mantels 36 des Magnetteil-Gehäuses 3. Die Schweißung wird verzugsfrei durchgeführt, so daß die Funktion des Druckregelventiles nicht beeinträchtigt wird.
Das Sitzteil 2 hat einen Bund 40 mit wenigstens einer, im Ausführungsbeispiel mit zwei Aussparungen 21, die den Bund 40 des Sitzteiles 2 durchsetzen. Über diese Aussparung 21 kann das Medium in noch zu beschreibender Weise zum Tank zurückgeführt werden. Die Aussparung 21 mündet in eine Kammer 41, in die das Medium bei geöffnetem Druckanschluß 28 gelangt.
Der Gehäuseteil 6a weist ebenfalls mindestens eine Aussparung 19, im Ausführungsbeispiel zwei Aussparungen, auf, die bei montiertem Druckregelventil fluchtend zur Aussparung 21 des Sitzteiles 2 liegt.
Solange der Druck im System, in dem das Druckregelventil eingesetzt wird, unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt, bleibt der Ventilkörper 1 in seiner in 1 dargestellten Schließstellung. Soll das Ventil geöffnet werden, wird das Druckregelventil bestromt. Der Flachanker 7 wird dementsprechend durch das vom Spulenkörper 20 erzeugte Magnetfeld gegen die Kraft der Druckfeder 14 in 1 aufwärts bewegt. Dadurch hebt der Stift 16 vom Ventilkörper 1 ab. Er wird durch das unter Druck stehende Medium von seinem Ventilsitz 27 abgehoben, so daß das Druckmedium über die Bohrung 28 in die Kammer 41 gelangt. Von hier aus kann das Druckmedium über die Aussparungen 19, 21 zum Tankanschluß T bzw. zum Tank strömen. Dadurch wird der Druck im System abgebaut. Sobald der Systemdruck wieder unter einen vorgegebenen Wert fällt, wird das Druckregelventil nicht mehr bestromt. Dies hat zur Folge, daß der Flachanker 7 unter der Kraft der Druckfeder 14 nach unten verschoben wird, wodurch über den Stift 16 der Ventilkörper 1 in seinen Ventilsitz 27 gedrückt wird. Die Bohrung 28 und damit der Druckanschluß P werden geschlossen.
Das Druckregelventil baut in axialer Richtung sehr kurz, da das Magnetteil 22 über den größten Teil in das Ventilteil 23 eingesetzt ist. Es steht im wesentlichen nur der Stecker 12 über das Ventilteil-Gehäuse 38 vor. Die Montage des Druckregelventils ist einfach und genau. Der Flachanker 7 läßt sich auf dem Stift 16 in die genaue axiale Position verschieben und erst anschließend durch Verstemmen des über den Flachanker 7 ragenden Endbereiches 15 in der eingestellten Lage positionieren. Auch die Verbindung von Magnetteil 22 und Ventilteil 23 bei der Montage gestaltet sich einfach. Das Druckregelventil kann infolge der beschriebenen Ausbildung kostengünstig hergestellt werden.
Die Druckfeder 14, die den Flachanker 7 und den Stift 16 belastet, kann entfallen. In diesem Falle ist das Magnetteil 22 so ausgebildet, daß sich der Flachanker 7 zwischen zwei Spulenkörpern befindet, die wechselweise betätigt werden. Der Flachanker 7 mit dem Stift 16 wird auf diese Weise je nach Bestromung des einen oder anderen Spulenkörpers in der gewünschten Richtung axial verschoben. Bei einer solchen Ausbildung muß allerdings das Magnetteil 22 ständig bestromt sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hingegen ist eine Bestromung des Magnetteiles 22 nur dann notwendig, wenn der Stift 16 vom Ventilkörper 1 abgehoben werden soll.
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung bildet das Magnetteil-Gehäuse 3 gleichzeitig den magnetischen Rückfluß außen durch die Kröpfung des Blechteiles nach außen und innen zum Flachanker 7 hin ohne eine zusätzliche Polplatte.

Claims

Druckregelventil, insbesondere für Common-Rail-Pumpen, mit einem Magnetteil (22) mit einem Magnetteil-Gehäuse (3) und einem Ventilteil mit einem Ventilteil-Gehäuse (38), in dem ein Ventilkörper (1) untergebracht ist, der durch ein Druckelement (16) in Schließstellung gehalten ist, auf dem ein Anker (7) sitzt, der durch Bestromung wenigstens eines Spulenkörpers (20) verschiebbar ist, der mit dem Anker (7) im Magnetteil-Gehäuse (3) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) in das Ventilteil-Gehäuse (38) der Art eingesetzt ist, dass sich das Magnetteil-Gehäuse (3) an plastisch verformten Formschlusselementen (18) abstützt, indem die plastisch verformten Formschlusselemente (18) ein Sitzteil (2), das mit Abstand zu einem Boden (24) des Magnetteil-Gehäuses (3) angeordnet ist, des Ventilteiles (23) untergreifen.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) im Bereich außerhalb des Ventil-Gehäuses (38) liegt.
Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) in einem über das Ventilteil-Gehäuse (38) ragenden Bereich des Magnetteil-Gehäuses (3) liegt.
Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) als Stößel ausgebildet ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) über einen Boden (24) des Magnetteil-Gehäuses (3) in das Ventilteil-Gehäuse (38) ragt.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) auf dem Druckelement (16) in seine Position verschiebbar und in dieser Position befestigbar ist.
Druckregelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das über den Anker (7) überstehende Ende (15) des Druckelementes (16) plastisch verformbar ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) ein Flachanker ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) durch einen Deckel (11) verschließbar ist.
Druckregelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11) aus Kunststoff besteht.
Druckregelventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11) ein Widerlager für wenigstens eine das Druckelement (16) belastende Druckfeder (14) ist.
Druckregelventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (14) am Anker (7) angreift.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) wenigstens eine Öffnung (9) für Steckstifte (13) eines Steckers (12) aufweist.
Druckregelventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (12) am Deckel (11) vorgesehen ist.
Druckregelventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (12) und der Deckel (11) einstückig miteinander ausgebildet sind.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (13) durch wenigstens eine Öffnung (33) im Deckel (11) ragen.
Druckregelventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (13) innerhalb der Öffnung (33) des Deckels (11) in Kunststoff (32) eingebettet sind.
Druckregelventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckerstifte (13) innerhalb des Kunststoffes (32) von einer Dichtung (17) umgeben sind.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (16) im Magnetteil-Gehäuse (3) geführt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) eine Führungswand für das Druckelement (16) aufweist.
Druckregelventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungswand die Innenwand eines Zylinders (25) ist.
Druckregelventil nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (25) von einem Boden (24) des Magnetteil-Gehäuses (3) absteht.
Druckregelventil nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (25) einstückig mit dem Boden (24) des Magnetteil-Gehäuses (3) ausgebildet ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (25) das Druckelement (16) über mehr als die halbe Länge führt.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) ein Tiefzieh- oder Fließpressteil ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetteil-Gehäuse (3) gleichzeitig den magnetischen Rückfluss außen und innen zum Anker (7) bildet.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 26 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil-Gehäuse (38) einen eckigen Querschnitt aufweisenden Gehäuseteil (6a) hat.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 27 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil-Gehäuse (38) das Magnetteil-Gehäuse (3) mit Formschlusselementen (18) axial sichert.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 28 dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil-Gehäuse (38) auf dem Magnetteil-Gehäuse (3) festgeschweißt ist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzteil (2) eine durch den Ventilkörper (1) verschließbare, mit dem Druckanschluss (P) verbundene Bohrung (28) aufweist.
Druckregelventil nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzteil (2) eine Kammer (41) begrenzt, in die die Bohrung (28) des Sitzteiles (2) mündet.
Druckregelventil nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (41) über mindestens einen Durchlass (19, 21) mit dem Tankanschluss (T) verbunden ist.
Druckregelventil nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (19, 21) durch wenigstens eine Aussparung (19) des Ventilteil-Gehäuses (38) und durch wenigstens eine fluchtend hierzu liegende Aussparung (21) im Sitzteil (2) gebildet ist.
Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilteil-Gehäuse (38) als Tiefzieh- oder als Fließpressteil ausgebildet ist.