DE2711140A1 - ELECTROMAGNETIC VALVE - Google Patents
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Description
271Ί140271-140
R. 38 TOR. 38 TO
25.2.1977 He/HmFebruary 25, 1977 He / Hm
Es wird ein elektromagnetisch betätigbares Ventil vorgeschlagen, .dessen Anker über Blattfedern geführt und zentriert ist. Durch die Aufnahme der einen Blattfeder ist die Polfläche des Ankers verkleinert. Um die genannte Polfläche wieder zu vergrößern, wird ein Polschuh verwendet, der auf den Anker aufgesetzt ist. Auf diese Weise ist eine Verkleinerung der AW-Zahl möglich.An electromagnetically actuated valve is proposed, whose armature is guided and centered via leaf springs is. The pole surface of the armature is reduced by the inclusion of one leaf spring. To the said pole face again enlarge, a pole piece is used, which is placed on the armature. This way it is downsizing AW number possible.
809839/0040809839/0040
2711U02711U0
Stand der State of Techniktechnology
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Elektromagnetventil ist bekannt (DT-OS 2 403 770). Bei diesem bekannten Elektromagnetventil ist die Polfläche des Ankers durch die Ausnehmungen für die Blattfeder verkleinert. Das hat den Nachteil, daß die zur Bewegung des Ankers in seine Anzugsstellung notwendige Ampere-Windungszahl (AW-Zahl) vergrößert werden muß. Das bedingt aber größeren Stromverbrauch und höhere Erwärmung.der Spule.The invention is based on an electromagnetically actuated valve according to the preamble of the main claim. One such Solenoid valve is known (DT-OS 2 403 770). at In this known solenoid valve, the pole face of the armature is reduced by the recesses for the leaf spring. This has the disadvantage that the number of ampere turns (AW number) required to move the armature into its tightening position must be enlarged. However, this requires greater power consumption and higher heating of the coil.
Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die notwendige AW-Zahl reduziert werden kann. Beim Einsatz des Elektromagnetventils als 3/3-Wege-Magnetventil können die Kraft-Weg-Kennlinien dann nahezu waagerecht verlaufen. Bei solchen Ventileinrichtungen besteht das Problem, die Federkräfte mit den Mangetkräften in Einklang zu bringen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß sowohl die Manget- wie auch die Federkräfte wegen der Hystereseeinflüsse jeweils in einer gewissen Streubreite vorliegen. Druckmittel-Kräfte wechselnder Größe, Reibungskräfte und die Auswirkungen maßlicher Toleranzen ergeben ein verhältnismäßig breites Streuband der Kräfte. Außerdem ist es mindetens für manche Zwecke vorteilhaft, wenn der Ventilhub nicht zu klein ist, damit ein gewisser Mindestquerschnitt zum Durchfluß des Druckmittels zur Verfügung steht.The electromagnetic valve according to the invention with the characterizing features of the main claim has on the other hand the advantage that the necessary AW number can be reduced. When using the solenoid valve as a 3/3-way solenoid valve the force-displacement characteristics can then run almost horizontally. With such valve devices there is the problem of reconciling the spring forces with the magnetic forces. It must be taken into account that both the magnetic as well as the spring forces due to the hysteresis influences each in a certain spread are present. Pressure medium forces of varying sizes, frictional forces and the effects of dimensional tolerances result a relatively wide range of forces. In addition, it is at least advantageous for some purposes if the The valve lift is not too small, so that a certain minimum cross section is available for the flow of the pressure medium stands.
Es ist deshalb ein weiterer Vorteil des Elektromagnetventil, daß bei einer möglichst flachen Kraft-Kennlinie des Magneten eine leichte Anpassung der Federkennlinie gewährleistet ist, um ein sicheres Schalten des Ankers sowohl in seinen Endstellungen bei verhältnismäßig großen Durchgangsquerschnitten als auch in seiner Mittelstellung zu gewährleisten.It is therefore a further advantage of the solenoid valve that, with as flat a force characteristic of the magnet as possible, an easy adjustment of the spring characteristic is ensured in order to ensure reliable switching of the armature both in its end positions with relatively large passage cross-sections and in its central position.
609839/0040609839/0040
-3--3-
^ / λ' 2711U0^ / λ '2711U0
Schließlich ist es gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung auch von Vorteil, daß nahe der magnetbetätigten Endstellung des Ankers die Anzugskraft des Magneten in dem Endbereich des Ankerhubs abgeschwächt ist.Finally, according to a further feature of the invention, it is also advantageous that near the solenoid-operated End position of the armature the attraction force of the magnet is weakened in the end area of the armature stroke.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
Ein Elektromagnetventil 1 ist zwischen einem Anschluß II als Druckempfänger sowie einem Anschluß I als Druckquelle und eine-;.! Anschluß III als Entlastungsstelle 4 angeordnet. Die Druckquelle ist eine Pumpe 3> und der Druckempfänger ist ein Bremszylinder 2. Eine Spule 5 sitzt auf einem Spulenträger 6, und dieser wiederum ist auf ein Mantelrohr 7 aufgeschoben, das mit einem unmagnetischen Ring 8 z.B. durch Schweißen verbunden ist. Ein magnetischer Schluß ist über ein Rohr 91 ermöglicht.An electromagnetic valve 1 is between a connection II as a pressure receiver and a connection I as a pressure source and a -;.! Terminal III arranged as a relief point 4. The pressure source is a pump 3> and the pressure receiver is a brake cylinder 2. A coil 5 sits on a coil carrier 6, and this in turn is pushed onto a jacket tube 7 which is connected to a non-magnetic ring 8, for example by welding. A magnetic circuit is made possible via a tube 9 1 .
Das Mantelrohr 7 mit dem Ring 8 sowie ein Joch 9 und ein in diesem befestigter Einlaßventilsitz 12 sind fest miteinander verbunden. In dieser Einrichtung ist Ankerpaket untergebracht, das im wesentlichen aus einem Ring 11 und einem Anker 13 besteht. Der Ring 11 und der Anker 13 sind über zwei Blattfedern 16 und 17 miteinander z.B. durch Schweißen verbunden. Die Blattfedern 16 und 17 sind aus einem elastischen, unmagnetischen Federwerkstoff hergestellt. Zwischen der oberen Blattfeder 17 und einem einen Sitz I1I für das Auslaßventil aufweisenden Endstück 10 liegt noch ein Distanzring 18. Das Endstück 10 ist durch eine Mantelrohrbördelung 15 im Mantelrohr 7 festgehalten.The jacket pipe 7 with the ring 8 and a yoke 9 and an inlet valve seat 12 fastened in this are firmly connected to one another. This device accommodates an armature package, which essentially consists of a ring 11 and an armature 13. The ring 11 and the armature 13 are connected to one another via two leaf springs 16 and 17, for example by welding. The leaf springs 16 and 17 are made of an elastic, non-magnetic spring material. A spacer ring 18 is also located between the upper leaf spring 17 and an end piece 10 having a seat I 1 I for the outlet valve.
809839/0040809839/0040
33 ι !}33 ι!}
2711U02711U0
G-G-
Im Anker 13 ist eine mehrfach abgesetzte, durchgehende Bohrung 19 vorgesehen, in welche/iSchließkörper 20/22 des Einlaßventils 12, 20/22 und)21/23 des Auslaßventils lO', 21/23 eingesetzt sind.In the armature 13 there is a multiple offset, continuous bore 19 into which the closing body 20/22 of the inlet valve 12, 20/22 and) 21/23 of the outlet valve 10 ', 21/23 are used.
Die beiden Schließkörper 20/22 und 21/23 sind mit Kugeln 20, 21 versehen, die in je einen Kugelhalter 22 und 23 eingelassen und dort befestigt sind. Der Kugelhalter 22 des Einlaßventil-Schließkörpers 20/22 liegt gewöhnlich an einer Schulter 24 der Bohrung 19 an. Dadurch ist der Schließkörper 20/22 vom Ventilsitz 12 abgehoben, das Einlaßventil 12, 20/22 ist geöffnet. Eine auf den Einlaßventil-Schließkörper 20/22 einwirkende Feder 25 stützt sich an einem Ring 26 ab, der in dem Anker 13 mit Hilfe eines weiteren Ringes als Schulter 27 befestigt ist. Die Schulter 27 hat eine Aussparung, wodurch zwischen dieser und dem Ring 26 ein axialer Spalt 28 gebildet ist, .der den Kugelhalter 23 aufnimmt. Die Kugelhalter 22 und 23^mTt axialen Durchbrüchen 22' und 23' für den Druckmitteldurchgang versehen. Eine Ventilfeder 35 des Auslaßventils 14, 21/23 ist innerhalb der Feder 25 angeordnet und liegt mit ihrem einen Ende am Kugelhalter 23 und mit ihrem anderen Ende am Kugelhalter 22 an.The two closing bodies 20/22 and 21/23 are provided with balls 20, 21 which are each embedded in a ball holder 22 and 23 and are attached there. The ball holder 22 of the inlet valve closing body 20/22 is usually on one Shoulder 24 of the hole 19. This is the closing body 20/22 lifted from the valve seat 12, the inlet valve 12, 20/22 is open. One on the inlet valve closing body 20/22 acting spring 25 is supported on a ring 26, which is in the armature 13 with the help of another ring as Shoulder 27 is attached. The shoulder 27 has a recess, whereby between this and the ring 26 an axial Gap 28 is formed, .der receives the ball holder 23. the Ball holder 22 and 23 ^ mTt axial openings 22 'and 23' provided for the passage of pressure medium. A valve spring 35 of the outlet valve 14, 21/23 is within the spring 25 and rests with its one end on the ball holder 23 and with its other end on the ball holder 22.
Für die Aufnahme der Blattfedern 16 und 17 ist der Anker an seinem einen Ende mit einer Aussparung 30 und an seiner Polfläche 13' mit einer Aussparung 31 versehen. Die Aussparung 31 an der Polfläche 13' ist durch einen ringscheibenförmigen Polschuh 32 abgedeckt, so daß als Polfläche des Ankers 13 wieder eine nicht unterbrochene, volle Fläche hergestellt ist.For receiving the leaf springs 16 and 17, the armature has a recess 30 at one end and at his Pole face 13 ′ is provided with a recess 31. The recess 31 on the pole face 13 'is in the form of an annular disk Pole shoe 32 covered so that an uninterrupted, full area is again produced as the pole face of the armature 13 is.
Im Joch 9 ist eine Ringaussparung 33 vorgesehen, auf die eine Zwischenscheibe 3^ aufgelegt ist. Dabei steht eine Ringwand 35 der Aussparung 33 einem Außenrand 36 des PoI-In the yoke 9 an annular recess 33 is provided on which an intermediate disk 3 ^ is placed. There is one Ring wall 35 of the recess 33 an outer edge 36 of the PoI
809839/00AO _5_809839 / 00AO _ 5 _
3 ■'■ ι ι j3 ■ '■ ι ι j
2711U02711U0
■ ι -■ ι -
schuhs gegenüber, und in diesem Bereich ist dadurch ein magnetischer Nebenschluß hergestellt.shoe opposite, and in this area a magnetic shunt is established.
Unter dem Anker 13 ist eine Feder 37 angeordnet, die gemeinsam mit den rückstellkraftaufbringenden Blattfedern 16 und 17 bestrebt ist, den Anker 13 samt Polschuh 32 nach oben zu drücken, so daß bei stromlosen Magneten das Auslaßventil 14, 21/23 geschlossen und das Einlaßventil 12, 20/22 geöffnet ist. Diese Feder ist in eine Vertiefung 38 des Polschuhs 32 eingesetzt. Auf der anderen Seite des Polschuhs 32 ist ein zylindrischer Ansatz 39 gebildet, der in seinem Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser einer Ankerausnehmung 13'f entspricht.A spring 37 is arranged under the armature 13 which, together with the restoring force-applying leaf springs 16 and 17, strives to push the armature 13 together with the pole piece 32 upwards, so that when the magnet is de-energized, the outlet valve 14, 21/23 is closed and the inlet valve 12 , 20/22 is open. This spring is inserted into a recess 38 in the pole piece 32. On the other side of the pole shoe 32, a cylindrical extension 39 is formed, the outer diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of an armature recess 13 'f.
In der stromlosen Ausgangsstellung der Einrichtung ist der Druckempfänger 2 mit der Druckquelle 3 durch den hohlen Anker 13 und durch die Durchbrüche 22' und 23* in den Kugelhaltern^?} hindurch verbunden. Wird die Spule 5 in der Höhe eines ersten Strompegels unter Strom gesetzt, so wird der Anker 13 nach unten gezogen, wobei sich die Balttfedern 16 und 17 gemeinsam mit der Feder 37 elastich verformen. Außerdem streckt sich die Feder 35, so daß der Schließkörper 21/23 des Auslaßventils 1*1, 21/23 auf seinem Sitz 1Ί bleibt, solange, bis der Schließkörper20JZZ In the de-energized starting position of the device, the pressure receiver 2 is connected to the pressure source 3 through the hollow armature 13 and through the openings 22 'and 23 * in the ball holders ^?}. If the coil 5 is energized at the height of a first current level, the armature 13 is pulled downwards, the spring springs 16 and 17 deforming elastically together with the spring 37. In addition, the spring 35 stretches so that the closing body 21/23 of the outlet valve 1 * 1, 21/23 remains on its seat 1Ί until the closing body 20JZZ
des Einlaßventils 12, 20/22 seinen Sitz 12 erreicht hat und dann das Einlaßventil 12,20/22 geschlossen ist.of the inlet valve 12, 20/22 has reached its seat 12 and then the inlet valve 12, 20/22 is closed.
Bei weiterem Hub des Ankers 13 durch erhöhte Stromzufuhr wird vom Ring 27 der Auslaßventil-Schließkörper 21/23 von seinem Sitz lh abgehoben und damit das Auslaßventil 1Ί, 21/23 geöffnet. Nun kann sich das Druckmittel im Druckempfänger 2 zur Entlastungsstelle 4 hin entspannen.With a further stroke of the armature 13 through increased power supply, the outlet valve closing body 21/23 is lifted from its seat lh by the ring 27 and the outlet valve 1Ί, 21/23 is thus opened. The pressure medium in the pressure receiver 2 can now relax towards the relief point 4.
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-6--6-
2711U02711U0
Bei der Bewegung des Ankers 13 unterliegt dieser keinerlei Reibung, da er durch die Blattfedern 16 und 17 reibungsfrei gelagert ist. Durch den magnetischen Nebenschluß zwischen der Aussparung 33 und dem Rand 36 des Polschuhs 32 ist erreicht, daß die Kraft-Weg-Kennlinien nahezu waagrecht verlaufen. Durch die vergrößerte Polfläche kann die für das Schalten des Ventils notwendige AW-Zahl reduziert werden.When the armature 13 moves, it is not subject to any friction, since it is frictionless due to the leaf springs 16 and 17 is stored. The magnetic shunt between the recess 33 and the edge 36 of the pole piece 32 is achieves that the force-displacement characteristics run almost horizontally. Due to the enlarged pole surface, the Switching the valve required number of AWs can be reduced.
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