DE2221929C2

DE2221929C2 - Hydraulic pressure regulator with electromagnetic actuator

Info

Publication number: DE2221929C2
Application number: DE19722221929
Authority: DE
Inventors: Herbert 7772 Uhldingen-Mühlhofen Veh
Original assignee: Elektroteile GmbH Oberuhldingen
Current assignee: ETO Gruppe Technologies GmbH
Filing date: 1972-05-04
Publication date: 1976-10-07

Description

4545

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Druckregler mit elektromagnetischem Stellglied, bei welchem der Magnetanker mit Druckmittel beaufschlagt wird und je nach Erregung der Magnetspule die Einströmöffnung des Druckmittels mehr oder weniger schließt.The invention relates to a hydraulic pressure regulator with an electromagnetic actuator, in which the magnet armature is acted upon with pressure medium and depending on the excitation of the magnet coil the inlet opening of the pressure medium closes more or less.

Ein bekannter Druckregler dieser Art verwendet einen Glockenmagnet mit eingebetteter Magnetspule, dessen Jochanker von der Seite des Glockenmagneten mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, wobei der Jochanker durch das in die Eimtrömöffnung eingreifende Verschlußelement zentriert und sein Gewicht durch eine Membrane oder Feder kompensiert wird. Zur Gewährleistung eines minimalen Luftspaltes zwischen Jochanker und den Polflächen des Glockenmagnets sind einstellbare A bstandshalter vorgesehen. Diese bekannte Bauart ist somit nicht nur räumlich sehr aufwendig, sondern auch in ihrem Aufbau kompliziert. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß der Jochanker zwar axial verschiebbar und mechanisch unbelastet, reibungsfrei und zentriert beweglich, jedoch in axialer Füchtung nicht geführt ist, so daß er sich bei einer von der Vertikalen abweichenden Lage oder auch während des Transportes verlagern kann. Auch bei einwirkenden Stoßen, z. B. wenn der Regler auf Fahrzeugen montiert wird, sind Störungen oder sogar Beschädigungen des Gerätes zu erwarten.A well-known pressure regulator of this type uses a bell magnet with an embedded magnetic coil, whose yoke armature is acted upon by the pressure medium from the side of the bell magnet, wherein the yoke anchor centered by the closure element engaging in the Eimtrömöffung and its weight is compensated by a membrane or spring. To ensure a minimal air gap Adjustable spacers are provided between the yoke armature and the pole faces of the bell magnet. This known design is therefore not only very expensive in terms of space, but also in terms of it Complicated structure. Another disadvantage is that the yoke armature is axially displaceable and mechanically unloaded, friction-free and centered movable, but not guided in axial alignment is so that it is in a deviating from the vertical position or during transport can relocate. Even with impacts such. B. when the controller is mounted on vehicles malfunctions or even damage to the device are to be expected.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und insbesondere einen Druckregler mit einem reibungsfrei gelagerten und geführten Anker mit wesentlich vereinfachter Bauart zu schaffen.The invention has set itself the task of avoiding these disadvantages and in particular one Pressure regulator with a friction-free mounted and guided armature with a significantly simplified design to accomplish.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem hydraulischen Druckregler der eingangs erwähnten Art die Merkmale des Kennzeichens vom Anspruch 1 vor.To achieve this object, the invention provides for a hydraulic pressure regulator of the type mentioned at the beginning Kind of the features of the character from claim 1 before.

Ein in dieser Weise ausgebildeter Druckregler zeigt nicht nur einen raumsparenden und aus wenigen Teilen zusammengesetzten Aufbau, er ist vielmehr auch in strömungstechnischer Hinsicht sehr günstig und die praktisch reibungsfreie Lagerung des Ankers ist weitgehend lageunabhängig sowie gegen Stöße und Erschütterungen unempfindlich.A pressure regulator designed in this way shows not only a space-saving and a few Share a composite structure, it is also very fluid in terms of flow cheap and the practically frictionless storage of the anchor is largely independent of position and against Insensitive to shocks and vibrations.

Die Verwendung einer Ankerkugel ist zwar an sich bekannt, jedoch nur bei einfachen Magnetventilen, welche eine hydraulische Leitung schließen oder öffnen, d. h. nach dem Ein-Aus-Prinzip arbeiten.The use of an anchor ball is known per se, but only with simple solenoid valves, which close or open a hydraulic line, d. H. work according to the on-off principle.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details of the invention emerge from the subclaims.

In der folgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following description, exemplary embodiments are explained with reference to the drawing. In the Drawing shows

F i g. 1 den Längsschnitt eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Gleichstrom-Druckreglers als Bestandteil einer schematisch angedeuteten pneumatischen oder hydraulischen Steuerungsanlage,F i g. 1 shows the longitudinal section of a direct current pressure regulator designed according to the invention as a component a schematically indicated pneumatic or hydraulic control system,

Fig. 2 einen Druckregler gemäß Fig. 1, jedoch in baulich vereinfachter Ausführung,FIG. 2 shows a pressure regulator according to FIG. 1, but in structurally simplified design,

F i g. 3 den axialen Längsschnitt eines für Brükkenanordnungen geeigneten Zwillings-Druckreglers, welcher nach Aufbau und Arbeitsweise den vorher beschriebenen Ausführungsformen entspricht.F i g. 3 the axial longitudinal section of a twin pressure regulator suitable for bridge arrangements, which corresponds to the previously described embodiments in terms of structure and mode of operation.

Der beschriebene Gleichstrom-Druckregler nach F i g. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen Magnetgehäuse, das eine den mittleren Ankerraum umschließende Erregerwicklung enthält. Die obere und untere Jochplatte sind durch ein äußeres Mantelrohr mechanisch und magnetisch verbunden und begrenzen den druckdicht ausgebildeten Ankerraum, in welchem sich der Anker, geführt durch das von der Wicklung umgebene metallische Polrohr axial bewegen kann.The direct current pressure regulator described according to FIG. 1 and 2 consists of a cylindrical magnet housing, which contains an excitation winding surrounding the central armature space. The top and The lower yoke plates are mechanically and magnetically connected and delimited by an outer jacket tube the pressure-tight armature space in which the armature is guided by the Winding surrounded metallic pole tube can move axially.

Erfindungsgemäß ist der in dem Polrohr verschiebbare Anker in Form einer Kugel 1 ausgebildet, die an der Innenwand des Polrohres abrollen kann. Der Innendurchmesser des Polrohres ist zu diesem Zweck nur wenig, z. B. einige Vi«o mm größer als der Durchmesser der Ankerkugel, wobei die Kugel immer an einer Seite der Innenwand des Polrohres anliegt.According to the invention, the armature displaceable in the pole tube is designed in the form of a ball 1, which can roll on the inner wall of the pole tube. The inside diameter of the pole tube is related to this Purpose only a little, e.g. B. a few inches larger than the diameter of the anchor ball, the ball always rests on one side of the inner wall of the pole tube.

Das zylindrische Polrohr besteht, wie die Ankerkugel selbst, in seinem oberen Teil 2 und in seinem unteren Teil 2' aus weichmagnetischem Material, wobei die Teile 2 und 2' durch ein Rohrstück 2" aus' unmagnetischem Material, wie z. B. Messing, verbunden sind.The cylindrical pole tube consists, like the anchor ball itself, in its upper part 2 and in his lower part 2 'made of soft magnetic material, the parts 2 and 2' by a pipe section 2 "from ' non-magnetic material, such as. B. brass, are connected.

In das untere Polstück 6 ist ein mittleres Zuführungsrohr 3 eingesetzt, welches das Druckmittel in den Ankerraum zuführt und an seinem oberen Ende die Einströmdüse 8 bildet, welche von der Ankerku-In the lower pole piece 6, a central supply pipe 3 is inserted, which the pressure medium in feeds the armature space and forms the inlet nozzle 8 at its upper end, which from the armature

gell verschlossen oder mehr oder weniger geöffnet werden kann. Das zugeführte Druckmittel strörm in Pfeilrichtung durch mehrere Ausflußkanäle aus dem Ankerraum aus und gelangt so in den Rücklauf des hydraulischen oder pneumatischen Systems.tightly closed or more or less open can be. The supplied pressure medium flows in the direction of the arrow through several outflow channels from the Armature space and thus enters the return of the hydraulic or pneumatic system.

Der Hub des Kugelankers 1 wird nach oben durch die Anschlagschraube 9 begrenzt, die zugleich als Entlüftungsschraube dienen kann, um den Ankerraum im Bedarfsfalle druckfrei zu machen.The stroke of the ball armature 1 is limited upwards by the stop screw 9, which also acts as The ventilation screw can serve to make the armature space free of pressure if necessary.

Die E'raströmdüse8 besteht aus unmagnetischem Material. Die obere Stirnfläche des Polstückes 6 bildet mit der Ankerkugel 1 einen kalottenförmigen Ringspalt, wobei die Form der Stirnfläche 10 des Polstückes 6 so gestaltet werden kann, daß die gewünschte Strom-Druck-Kennlinie erzielt wird. Die Abmessungen sind so gewählt, daß. wenn die Ankerkugel 1 die Einströmdüse 8 verschließt, sie mit ihrem Äquator noch die Innenwand des wekhmagnetischen Polrolirstückes 2 berührt. Der zwischen Ankerkugel 1 und Polfläche 10 gebildete Ringspalt ist umgeben von dem aus unmagnetbchem Material bestehenden Polrohrstück 2".The E'raströmdüse8 consists of non-magnetic Material. The upper end face of the pole piece 6 forms a dome-shaped with the anchor ball 1 Annular gap, the shape of the end face 10 of the pole piece 6 can be designed so that the desired Current-pressure characteristic is achieved. The dimensions are chosen so that. when the anchor ball 1 the inlet nozzle 8 closes, it still closes the inner wall of the wekhmagnetic with its equator Polrolirstückes 2 touched. The one between anchor ball 1 The annular gap formed and pole face 10 is surrounded by the one made of nonmagnetic material Pole tube piece 2 ".

Der beschriebene Druckregler arbeitet wie folgt: Der in Fig. 1 dargestellten Anlage wird aus einer Pumpe mit konstantem Förderdruck in der Leitung 4 das Druckmittel über eine fest eingestellte Düse 7 zugeführt. Nach Art einer hydraulischen Halbbrücke ist der festen Düse 7 die durch die Ankerkugel 1 veränderliche Einströmdüse 8 nachgeschaltet, woKi zwischen diesen beiden Düsen in der Leitung 5 der Arbeitskolben 11 angeschlossen ist, der in der gewünschten Weise mit veränderlichem Druck betrieben werden soll. Ist die veränderliche Einströmdüse 8 ganz geöffnet, so ist die Leitung 5 zwischen den beiden Düsen druckfrei; wenn die Einströmdüse 8 durch die Ankerkugel 1 ganz geschlossen ist, tritt am Arbeitszylinder 11 der volle Speisedruck auf.The pressure regulator described works as follows: The system shown in Fig. 1 is from a Pump with constant delivery pressure in line 4 is supplied with the pressure medium via a fixed nozzle 7. In the manner of a hydraulic half-bridge, the fixed nozzle 7 is the one that can be changed by the anchor ball 1 Downstream inlet nozzle 8, woKi between These two nozzles in the line 5 of the working piston 11 is connected, which is in the desired Way should be operated with variable pressure. Is the variable inlet nozzle 8 fully open, the line 5 between the two nozzles is depressurized; when the inlet nozzle 8 is completely closed by the anchor ball 1, the full feed pressure occurs on the working cylinder 11.

Die Verhältnisse sind so gewählt, daß bei vollerregtem Magnet die Ankerkugel 1 an der Einströmdüse 8 anliegt und diese schließt. Wird der Erregerstrom vermindert, so wird sich zwischen der auf die Ankerkugel 1 einwirkenden Magnetkraft und dem durch die Zuführungsleitung 3 einwirkenden Druck des Strömungsmittels bei einer bestimmten Größe des Ringspaltes ein Gleichgewichtszustand einstellen, welchem der gewünschte Druck in der Leitung 5 entspricht. Zwischen der Größe des Erregerstromes und dem so erzeugten Druck in der Leitung 5 besteht somit eine funktioneile Abhängigkeit im Sinne der gewünschten Regelung. Bei senkrechter Lage des Stellmagnets geht selbstverständlich auch das Gewicht der Ankerkugel 1 in die das Gleichgewicht bestimmenden Kräfte ein.The conditions are chosen so that when it is fully rainy Magnet, the armature ball 1 rests against the inlet nozzle 8 and closes it. Will the excitation current is reduced, between the magnetic force acting on the armature ball 1 and the through the supply line 3 acting pressure of the fluid at a certain size of the annular gap set a state of equilibrium to which the desired pressure in the line 5 corresponds. There is thus between the size of the excitation current and the pressure thus generated in the line 5 a functional dependency in terms of the desired regulation. With the actuating magnet in a vertical position Of course, the weight of the anchor ball 1 also affects the balance that determines the equilibrium Forces one.

Für die gewünschte Veränderung des Ringspaltes an der Einströmdüse 8 genügt ein äußerst geringer Hub der Ankerkugel I. Demgemäß kann der Druckregler mit sehr kleinen elektrischen Leistungen betrieben werden.For the desired change in the annular gap at the inlet nozzle 8, an extremely small one is sufficient Stroke of the armature ball I. Accordingly, the pressure regulator can be operated with very small electrical powers will.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von der Ausführung nach F i g. 1 lediglich in baulicher Hinsicht. Nach F i g. 2 sind die Kanäle 4 und 5, ebenso wie der Rücklaufkanal und die feste ao Drossel 7 in einem Anschlußblock untergebracht, der unmittelbar an die untere Jochplatte des Elektromagnets angeschlossen ist. Im übrigen bestehen keine wesentlichen Abweichungen gegenüber der Fig. 1.The embodiment according to FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only in structural point of view. According to FIG. 2 are channels 4 and 5, as well as the return channel and the fixed one ao throttle 7 housed in a connection block, the is directly connected to the lower yoke plate of the electromagnet. Otherwise there are none significant deviations from FIG. 1.

Fig. 3 zeigt schließlich eine Zwillingsanordnung eines Druckreglers mit Kugelanker, die in eine Brükkenanordnung an sich bekannter Art eingebaut werden kann. Hier arbeitet ein gemeinsamer Kugelanker 1 mit spiegelbildlich angeordneten Magnetsystemen, die je eine Einströmdüse aufweisen. In der Symmetrieebene ist ein magnetischer Rückschluß 32 aus weichmagnetischem Material angeordnet, welcher zugleich ein Teil des Polrohres bildet. Der Kugelanker 1 liegt auf seinem gesamten Hub an der durch das weichmagnetische Stück 32 gebildeten Innenfläche des Polrohres an. Zwischen den weichmagnetischen Teilen 32' des Polrohres und dem mittleren weichmagnetischen Stück 32 sind jeweils Zwischenstücke 32" aus unmagnetischem Material angeordnet. Finally, FIG. 3 shows a twin arrangement of a pressure regulator with ball armature, which is in a bridge arrangement can be installed in a known manner. A common ball anchor works here 1 with mirror-inverted magnet systems, each with an inlet nozzle. In the A magnetic yoke 32 made of soft magnetic material is arranged in the plane of symmetry, which at the same time forms part of the pole tube. The ball anchor 1 lies on its entire stroke formed by the soft magnetic piece 32 inner surface of the pole tube. Between the soft magnetic Parts 32 'of the pole tube and the middle magnetically soft piece 32 are each intermediate pieces 32 "made of non-magnetic material.

In manchen Fällen, z. B. wenn der Druckregler auf Fahrzeugen eingebaut werden soll, kann der Einfluß der Masse des Kugelankers dadurch vermindert werden, daß der Anker als Hohlkugel ausgebildet wird.In some cases, e.g. B. if the pressure regulator is to be installed on vehicles, the influence the mass of the ball anchor can be reduced in that the anchor is designed as a hollow ball.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

7. Claims:

1. Hydraulic pressure regulator with electromagnetic actuator, in which the magnet armature is acted upon with pressure medium and, depending on the excitation of the solenoid, the inflow opening the pressure medium closes more or less, characterized by the use a direct current lifting magnet with an inner one enclosed by the magnet winding Pole tube in which a spherical armature (1) is guided, which together with a concave end face (10) of a pole piece (6) forms a card-shaped annular gap in soft one in the middle, made of non-magnetic Material existing Einströradüse (8) protrudes and from which the in the pole piece (6) acbsparaJJel running outflow channels go off, with the pole tube (2) in both of its outer parts (2, 2 ') made of soft magnetic material and these two parts through a Pipe section (2 ") made of non-magnetic material, such as

z. B. brass, are connected and the armature ball (1) in the position closing the inlet nozzle (8) with its equator still ^{touches the a5} inner wall of the soft magnetic part (2) of the pole tube.

2. Pressure regulator in a twin arrangement with two mirror-inverted pressure regulators according to claim 1, characterized in that a common ball armature (1) cooperates with the inflow nozzles of the two pressure regulators, the pole tube made of outer parts (32 ') made of soft magnetic material and intermediate pieces (32 " ) is set quantity of nonmagnetic material together ^3S, between welcnen in the plane of symmetry of the arrangement of a magnetic yoke (32) of soft magnetic material (F i g. 3).

4°4 °