DE19927047A1 - Magnetregelventil - Google Patents
MagnetregelventilInfo
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
- G05D16/2024—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means the throttling means being a multiple-way valve
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Abstract
Magnetregelventil (10) mit einem Gehäuse (12), in welchem eine Erregerspule (14) auf einem Spulenkörper (16) gewickelt und bei Bestromung der Erregerspule (14) ein entlang einer Mittenachse (X) axial verschiebbarer Anker (2) angeordnet ist, sowie mit einem Dichtelement (20), das in Abhängigkeit der Bestromung der Erregerspule (14) gegen die Öffnung eines Ventils (22) drückt oder von diesem abrückt, wobei der Anker (2) auf seiner dem Dichtelement (20) abgewandten Stirnseite mit einer Justageeinrichtung (6, 7) versehen ist, dass der Anker (2) auf seiner dem Dichtelement (20) zugewandten Stirnseite einen im Vergleich zum übrigen Anker (2) vorgesehenen Abschnitt (Y) verminderten Durchmesser aufweist, dass dieser Abschnitt durch die Justageeinrichtung (6, 7) in eine topfförmige Öffnung eines Polkerns (1) verfahrbar angeordnet ist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetregelventil gemäß dem Merk
mal des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und insbesondere ein
Magnetregelventil, wie es in der deutschen Patentanmeldung
mit dem amtlichen Aktenzeichen 199 01 979.7-12 beschrieben
ist.
Zum Zwecke der Offenbarung wird ausdrücklich auf den vollen
Inhalt dieser Patentanmeldung 199 01 979.7-12 Bezug genommen.
In dieser Patentanmeldung ist bereits ein Magnetregelventil
beschrieben, das zur Steuerung bestimmter Aggregate im Auto
mobilbau vorzugsweise eingesetzt wird und je nach Bedarf eine
steigende oder eine fallende Kennlinie aufweisen kann, wobei
der zu regelnde Steuerdruck P eine Funktion des Stromes I
ist.
Das Magnetregelventil weist hierfür ein Gehäuse auf, in wel
chem eine Regelspule auf einen Spulenkörper gewickelt ist.
Bei Bestromung der Erregerspule bewegt sich ein Anker entlang
einer Mittenachse in axialer Richtung. Außerhalb des Gehäuses
ist ein Dichttelement, z. B. eine Kugel, angeordnet, das in
Abhängigkeit der Bestromung der Erregerspule gegen die Öff
nung eines Ventilsitzes drückt oder von diesem abdrückt.
Um die Forderung zu erfüllen, den Ankerraum nicht mit Öl oder
einem anderen Arbeitsmedium zu befluten, ist es bekannt, an
der zum Ventilsitz weisenden Stirnfläche des Gehäuses eine
Membran anzuordnen. Die sich zur Erreichung geringer Rest
drücke anbietende Lösung, eine Drossel bzw. Blende in den
Ablauf zum Tank einzubauen hat jedoch den Nachteil, dass die
Membran vom Steuerdruck beaufschlagt und das Ventil unsteuer
bar wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Magnetregelven
til anzugeben, bei dem eine Justiereinrichtung dafür sorgt,
dass bei gleicher Bestromung der Erregerspule ein anderer
Steuerdruck bzw. umgekehrt realisiert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Magnetregelventil mit den Merkma
len des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran
sprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit Figuren
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Magnetregelventils
mit steigender Kennlinie und geringem Restdruck, wie
diese in der deutschen Patentanmeldung 199 01 979.7-12
erläutert ist,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Magnetregelventils
mit fallender Kennlinie und geringem Restdruck, wie
diese in der deutschen Patentanmeldung 199 01 979.7-12
beschrieben ist, und
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Magnetregelventils,
bei dem gemäß vorliegender Erfindung eine Justage
des Steuerdrucks bei einem vorgegebenen Strom er
reicht ist,
Fig. 4a
und 4b steigende und fallende Steuerdruck-Strom-Kennlinien
des Magnetregelventils von Fig. 3.
In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders
angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher
Bedeutung.
In der Fig. 1 ist ein Magnetregelventil 10 mit steigender
Kennlinie und geringem Restdruck dargestellt. Dieses Magnet
regelventil 10 enthält ein Gehäuse 12, in welchem eine Er
regerspule 14 auf einem Spulenkörper 16 gewickelt ist. Bei
Bestromung der Erregerspule 14 kann ein Anker 18 entlang einer
Mittenachse X axial verschoben werden.
Außerhalb des Gehäuses 12, in Fig. 1 auf der linken Seite,
ist ein Dichtelement 20 vorhanden, das in Abhängigkeit der
Bestromung der Erregerspule 14 aufgrund der Bewegung des mit
einem Stößel 32 versehenen Ankers 18 gegen die Öffnung eines
Ventilsitzes 22 drückt. In den Fig. 1 und 2 sind die Ma
gnetregelventile 10 jeweils in unbestromtem Zustand darge
stellt.
An der zum Ventilsitz 22 weisenden Stirnfläche des Gehäuses 12
ist eine Membran 24 angeordnet, die ein Eindringen von Steuer
fluid in den Ankerraum verhindert.
Wie aus Fig. 1 entnehmbar, ist auf der dem Gehäuse 12 abge
wandten Seite des Ventilsitzes 22 zwischen einem Zulauf 26 und
einem Ausgang 28 eines druckbeaufschlagten Fluids eine Drossel
bzw. Blende 30 angeordnet.
Diese Drossel bzw. Blende 30 wird mittels des Stößels 32 mit
Beginn des Verschließens der Öffnung des Ventilsitzes 22 ge
öffnet.
In Fig. 1 ist zu diesem Zweck zwischen der Stirnseite des
Stößels 32 und der Drossel bzw. Blende 30 ein Verschlußkörper
in Form einer Kugel 34 angeordnet. Dieser Verschlußkörper 34
kann aber auch eine andere Form aufweisen. Die Kugel 34 be
findet sich lediglich in Berührungskontakt mit der Stirnseite
des Stößels 32.
Da die Kugel 34 auf der dem Stößel 32 zugewandten Seite der
Drossel bzw. Blende 30 angeordnet ist, wird bei geringer Be
stromung der Erregerspule 14 und dem dabei auftretenden Zu
rückziehen des Stößels 32 zusammen mit dem Anker 18 durch den
Pumpendruck P die Kugel 34 von der Blende abgerückt, so daß
durch die Drossel bzw. Blende 30 das druckbeaufschlagte Fluid
hindurchtreten kann.
Mit steigender Bestromung nähert sich das Dichtelement 20
immer mehr dem Ventilsitz 22 bis hin zum völligen Anschlag.
Dadurch erhält man am Ausgang 28 einen steigenden Steuerdruck.
Der Steuerdruck PST = f(I) wird dem anzusteuernden Aggregat
zugeführt. Das zwischen dem Ventilsitz 22 und der Membran 24
dabei eingetretene Fluid wird über einen Ablauf 29 einem nicht
gezeigten Auffangbehälter zugeleitet.
An dem der Membran 24 abgewandten Ende des Ankers 18 ist ein
Polkern 38 angeordnet.
Um den Anker 18 bei unbestromter Erregerspule 14 in die
Schließposition für die Drossel 30 zu versetzen und zu halten,
ist zwischen dem Polkern 38 und dem Anker 18 eine Feder 36
angeordnet.
Des weiteren ist es möglich, den Polkern 38 zur Einstellung
der Federkraft fixierbar zu verfahren. Bei dem in Fig. 1
gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Polkernarretierung
zwischen dem Außendurchmesser des Polkerns 38 und dem Gehäuse
12.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Ma
gnetregelventils 10 mit steigender Kennlinie wird die abdich
tende Kugel 34 durch die Federkraft sowie durch das Ankerge
wicht, wenn das Ventil senkrecht steht, in den Blendensitz
gedrückt.
Die erforderliche Zuhaltekraft ist relativ gering. Bei einem
angenommenen Blendensitz-Durchmesser von 1 mm, was zu einem
Blendendurchlaß-Durchmesser von 0,8 mm führt, und einem Pum
pendruck von 7,5 bar, reicht eine Zuhaltekraft von 0,6 N. Aus
Sicherheitsgründen wird eine Zuhaltekraft von ca. 1,5 N ver
wandt.
Der Restdruck am Ausgang 28 ist kleiner als 50 mbar, da außer
der Leckage kein Fluidfluß vorhanden ist.
Nach dem Öffnen der Drossel bzw. der Blende 30 steigt der
Steuerdruck ohne Sprung kontinuierlich an.
Mit der variablen Federvorspannung kann bei einem vorgegebenen
Strom der gewünschte Steuerdruck eingestellt werden. Mit der
Federvorspannkraft ändert sich auch der Strom, bei welchem
sich die Drossel bzw. Blende 30 öffnet.
In Fig. 2 ist ein Magnetregelventil 10 mit fallender Kenn
linie und geringem Restdruck dargestellt. Dieses Magnetregel
ventil 10 weist die gleichen Bauteile auf, wie das Magnetre
gelventil 10 von Fig. 1.
Es bestehen lediglich zwei Unterschiede. Zum einen ist das
Dichtelement 20 auf der zu der Membran 24 weisenden Seite des
Ventilsitzes 22 angeordnet und liegt bei unbestromter Erre
gerspule 14 an diesem Ventilsitz 22 an.
Zum anderen ist der Verschlußkörper bzw. die Kugel 34 auf der
zu dem Zulauf 26 weisenden Seite der Drossel bzw. Blende 30
angeordnet.
Diese Kugel 34 wird von dem Stößel 32 bei unbestromter Er
regerspule 14 von der Öffnung der Drossel bzw. Blende 30 weg
gedrückt.
Der Blendenquerschnitt ergibt sich hier aus dem freien Quer
schnitt zwischen Blendenbohrung und Stößel 32.
Da im unbestromten Zustand das Dichtelement 20 fest auf dem
Ventilsitz 22 anliegt, steht am Ausgang 28 der maximale Steu
erdruck an. Mit steigender Bestromung entfernt sich das Dicht
element 20 immer mehr vom Ventilsitz 22 bis hin zur völligen
Öffnung. Dadurch erhält man am Ausgang 28 einen fallenden
Steuerdruck. Nach Überschreitung einer bestimmten Stromgröße
hat sich die Stößelspitze soweit zurückgezogen, daß die Kugel
34 aufgrund des Zulaufdruckes die Drossel bzw. Blende 30 voll
ständig verschließt. Der Restdruck am Ausgang 28 ist dann
ebenfalls kleiner als 50 mbar, da außer der Leckage kein
Fluidfluß vorhanden ist.
Auch bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kann
aufgrund der variablen bzw. einstellbaren Federspannung bei
einem vorgegebenen Strom der gewünschte Steuerdruck einge
stellt werden. Auch hier ändert sich mit der Federvorspann
kraft der Strom, bei dem sich die Drossel schließt.
Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ebenfalls ergibt, ist es
aufgrund der Ventilsitzanordnung und der Anordnung von Drossel
bzw. Blende und Verschlußkörper möglich, daß sowohl für ein
Magnetregelventil mit steigender Kennlinie als auch mit fal
lender Kennlinie der gleiche Magnetaufbau verwendet werden
kann.
In Fig. 3 ist ein ähnliches Magnetregelventil wie in den Fig.
1 und 2 gezeigt. Allerdings ist jetzt eine Justageeinrichtung
vorgesehen, mit der der Anker zwei in Richtung eines Polkerns
1 über eine Justageeinrichtung 6, 7 verfahrbar ist. Mit einer
solchen Magnetregelventileinrichtung ist es möglich, Magnetre
gelventile zu realisieren, bei denen bei einem vorgegebenen
Strom der Steuerdruck genau einen vorgegebenen Wert einnimmt.
Die Justage des Steuerdrucks bei einem bestimmten Strom I
funktioniert dabei folgendermaßen.
Über den Konus X am Polkern 1 bzw. das Konusgegenstück Y am
Anker 2 kann die Magnetkraftkennlinie F = f(s) gesteuert wer
den (s = Hub). Durch eine ensprechende Konusauslegung kann
sowohl eine fallende Kennlinie (s. Fig. 4a) als auch eine stei
gende Kennlinie (s. Fig. 4b) realisiert werden.
Wird nun der Anker 2 z. B. bei einem Strom I = 1A relativ zum
Polkern 1 verschoben, dann erhält man bei gleicher Hublage des
Stößels 3 eine andere Magnetkraft, d. h. der Stößel 3 wird mit
einer anderen Kraft in Richtung Ventilsitz 4 gedrückt. Dies
wiederum bedeutet, dass sich der Druck in A bei gleichem Strom
ändert, d. h. die gewünschte Druckjustage bei vorgegebenen
Strom ist möglich.
Die Druckjustage über die fallende bzw. steigende Magnetkraft
kennlinie funktioniert dabei wie folgt:
Der Anker 2 kann über einen Gleitsitz auf Stößel 3 verschoben werden. Zwischen Stößel 3 und Anker 2 befindet sich eine Feder 5 mit großer Federvorspannkraft (ca. zwei bis drei Mal größer als die max. Magnetkraft).
Der Anker 2 kann über einen Gleitsitz auf Stößel 3 verschoben werden. Zwischen Stößel 3 und Anker 2 befindet sich eine Feder 5 mit großer Federvorspannkraft (ca. zwei bis drei Mal größer als die max. Magnetkraft).
Wird nun die Schraube 6 mehr oder weniger in das Gewinde von
Stößel 3 gedreht, dann verschiebt sich Buchse 7 und somit auch
Anker 2 mit Gegenkonus Y relativ zum Konus X am Polkern 1.
Dies bedeutet eine andere Kraft am Stößel 3 bei gleicher Stö
ßellage, d. h. ein anderer Druck in A bei gleichem Strom.
Die Justageeinrichtung zur Einstellung des Steuerdrucks bei
einem vorgegebenen Strom ist erfindungsgemäß also dadurch
realisiert, dass die auf den Stößel 3 wirkende Kraft durch
eine Relativverschiebung von Polkern 1 und Anker 2 über eine
fallende bzw. steigende Magnetkraftkennlinie veränderbar ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen werden,
dass die Justageeinrichtung so gestaltet ist, dass der Rest
druck bei einem Strom = 0 nicht verändert wird. Zweckmäßiger
weise kann die zur Verschiebung des Ankers 2 verwendete Buchse
7 auch zur Stößel- bzw. Ankerführung verwendet werden.
Claims (8)
1. Magnetregelventil (10) mit einem Gehäuse (12), in welchem
eine Erregerspule (14) auf einem Spulenkörper (16) gewickelt
und bei Bestromung der Erregerspule (14) ein entlang einer
Mittenachse (X) axial verschiebbarer Anker (2) angeordnet ist,
sowie mit einem Dichtelement (20), das in Abhängigkeit der
Bestromung der Erregerspule (14) gegen die Öffnung eines Ven
tils (22) drückt oder von diesem abrückt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anker (2) auf seiner dem Dichtelement (20) abgewandten
Stirnseite mit einer Justageeinrichtung (6, 7) versehen ist,
dass der Anker (2) auf seiner dem Dichtelement (20) zuge
wandten Stirnseite einen im Vergleich zum übrigen Anker (2)
Abschnitt (Y) mit verminderten Durchmesser aufweist, und dass
dieser Abschnitt (Y) durch die Justageeinrichtung (6, 7) in
eine topfförmige Öffnung eines Polkerns (1) verfahrbar an
geordnet ist.
2. Magnetregelventil (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
mit dem Anker (2) ein Stößel (3) feststehend verbunden ist,
und dass eine Feder (5) vorgesehen ist, die den Anker (2)
entgegengesetzt zum Dichtelement (20) wegdrückt.
3. Magnetregelventil (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Federvorspannkraft der Feder (5) deutlich größer als die
maximale Magnetkraft der Erregerspule (14) bei Bestromung ist.
4. Magnetregelventil (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Federvorspannkraft etwa zwei bis drei Mal größer als die
maximale Magnetkraft der Erregerspule (14) bei Bestromung ist.
5. Magnetregelventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Justageeinrichtung eine Schraube (6) und eine Buchse (7)
aufweist.
6. Magnetregelventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anker (2) in einem Gleitsitz sitzt.
7. Magnetregelventil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abschnitt (Y) verringerten Durchmessers des Ankers (2)
einen gleichen Durchmesser aufweist und die topfförmige Aus
senwandung des Polkerns (1) einen etwas größeren Innendurch
messer als der Aussendurchmesser des Abschnitts (Y) des Ankers
(2) gewählt ist.
8. Magnetregelventil (10) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Polkern (1) feststehend innerhalb des Gehäuses (12) des
Magnetregelventils (10) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19927047A DE19927047A1 (de) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Magnetregelventil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19927047A DE19927047A1 (de) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Magnetregelventil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19927047A1 true DE19927047A1 (de) | 2000-12-21 |
Family
ID=7911161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19927047A Withdrawn DE19927047A1 (de) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Magnetregelventil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19927047A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1329785A3 (de) * | 2002-01-18 | 2004-12-08 | Eaton Corporation | Elektromagnetisch betätigtes Druckregelungsventil mit variablem Durchlass, das ein integriertes Absperrorgan aufweist |
-
1999
- 1999-06-14 DE DE19927047A patent/DE19927047A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1329785A3 (de) * | 2002-01-18 | 2004-12-08 | Eaton Corporation | Elektromagnetisch betätigtes Druckregelungsventil mit variablem Durchlass, das ein integriertes Absperrorgan aufweist |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: OESTERLE, HANS-PETER, 78609 TUNINGEN, DE SCHAEFER, HEINZ, 78048 VILLINGEN-SCHWENNINGEN, DE BLAFFERT, WOLFGANG, 78628 ROTTWEIL, DE PIOCH, BERND, 78056 VILLINGEN-SCHWENNINGEN, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |