EP1734541A2

EP1734541A2 - Electromagnet with control cone

Info

Publication number: EP1734541A2
Application number: EP20060012192
Authority: EP
Inventors: Dieter Kleinert; Georg Scherer; Helmut Mang
Original assignee: Schultz Wolfgang E Dipl-Ing
Priority date: 2005-06-15
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-12-20
Also published as: EP1734541A3; US20060289822A1; DE102005027779A1; US7647943B2

Abstract

The electromagnet has an anchor (2) and a coil generating a magnetic field for moving the anchor in an anchor space. The anchor is moved in the direction of a control cone (3) and a front anchor area of the anchor is immersed in the cone, where a center air gap width between the anchor and the cone changes with the immersion length of the anchor in the cone. The cone and/or the anchor has inner and mantle surfaces that are oriented parallel to a moving direction of the anchor. An independent claim is also included for a pressure control valve comprising a electromagnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromagneten, bestehend aus einem in einem Ankerraum beweglichen Anker und einer mit Strom beaufschlagbaren Spule, wobei diese bei Strombeaufschlagung ein zur Bewegung des Ankers dienendes Magnetfeld erzeugt, wodurch sich der Anker in Richtung eines Steuerkonus bewegt, beziehungsweise der vordere Ankerbereich in den Steuerkonus eintaucht.The invention relates to an electromagnet consisting of a movable armature in an armature space and a coil can be acted upon with electricity, which generates a current serving to move the armature magnetic field, whereby the armature moves in the direction of a control cone, or the front anchor area in the Control cone dips.

Eingangs beschriebene Elektromagnete sind hinlänglich bekannt. Sie dienen dazu, entsprechende Schalt- oder Regelaufgaben auszuführen.Electromagnets described in the introduction are well known. They are used to perform appropriate switching or control tasks.

Hier sind zum Beispiel Proportionalmagneten bekannt, bei welchen eine zu dem eingeprägten Strom proportionale Kraft durch den Elektromagneten entsteht. Solche linearen Zusammenhänge können zum Beispiel in entsprechenden Druckregelventilen eingesetzt werden, wo es auf eine entsprechende lineare Druckregelkennlinie ankommt.Here, for example, proportional magnets are known in which a proportional to the impressed current force is produced by the electromagnet. Such linear relationships can be used for example in corresponding pressure control valves, where it depends on a corresponding linear pressure control characteristic.

Bekannte Druckregelventile haben dabei die Aufgabe, in einem möglichst großen Steuerungsbereich möglichst sensibel und feinfühlig zu reagieren. Gerade im unteren Kennlinienbereich soll die Steigung der Kennlinie nicht zu stark sein, damit nicht durch geringe Stromschwankungen zu große Regelungsschwankungen resultieren. Auf der anderen Seite sollen aber entsprechende Druckregelventile auch bei hohen Drücken eine hohe Regelkraft zur Verfügung stellen. Dabei sollen die elektrischen Anforderungen des Elektromagneten möglichst unverändert bleiben, das heißt, die hohe Kraftentfaltung soll nicht zu einer höheren Stromaufnahme und damit notwendigerweise zu einem stärkeren Drahtdurchmesser des Spulendrahtes in den Spulen führen.Known pressure control valves have the task of reacting as sensitively as possible and sensitively in the largest possible control range. Especially in the lower characteristic range, the slope of the curve should not be too strong, so that not result from small fluctuations in current excessive control fluctuations. On the other hand, however, appropriate pressure control valves should provide a high regulating force even at high pressures. The electrical requirements of the electromagnet should remain as unchanged as possible, that is, the high power delivery should not lead to a higher power consumption and thus necessarily to a larger wire diameter of the coil wire in the coils.

Um in einem solchen Anwendungsfall optimal eingesetzt zu werden, muß ein Elektromagnet eine von der linearen Regelkennlinie abweichende Charakteristik aufweisen.In order to be used optimally in such an application, an electromagnet must have a different characteristic from the linear control characteristic.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen Elektromagneten zur Verfügung zu stellen, der eine nicht lineare, insbesondere progressive Regelkennlinie aufweist.The invention has therefore set itself the task of providing an electromagnet available which has a non-linear, in particular progressive control characteristic.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Elektromagneten, wie eingangs beschrieben, und schlägt vor, daß die mittlere Spaltweite zwischen dem Anker und dem Steuerkonus sich mit der Eintauchstrecke des Ankers in den Steuerkonus ändert.To solve this problem, the invention is based on an electromagnet, as described above, and suggests that the average gap width between the armature and the control cone changes with the immersion distance of the armature in the control cone.

Unter einer progressiven Kennlinie wird dabei verstanden, daß die Abhängigkeit zwischen Strom und aus dem Elektromagneten resultierende Kraft nicht linear sondern von höherer Ordnung ist. Das bedeutet, daß bei verhältnismäßig niedrigen Strömen eine Stromänderung nur zu einer geringen Kraftänderung führt, wohingegen bei hohen Strömen die gleiche Stromänderung deutlich höhere Kraftänderungen hervorruft. Da aufgrund des Einsatzes des Elektromagneten zum Beispiel bei Druckregelventilen durch die von dem Elektromagneten erzeugte Kraft Dichtelemente gesteuert werden, resultiert hieraus auch ein entsprechend progressiver Druckstromkennlinienverlauf. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Spaltweite zwischen Anker und Steuerkonus derart auszugestalten, daß sich mit der Eintauchstrecke des Ankers in den Steuerkonus die Spaltweite ändert. Die Kraftenfaltung eines Elektromagneten hängt insbesondere von der Dichte der Magnetfeldlinien des Ankers zum Kern ab. Die Kraftentfaltung eines Elektromagneten wird zum Beispiel dann gesteigert, wenn im Anker ein entsprechend kleinerer Luftspalt zur Verfügung gestellt wird. Diese Erkenntnis wird jetzt eingesetzt, um eine von der linearen Regellinie (sei es die Kraft in Abhängigkeit des Stromes oder des Druckes in Abhängigkeit des Stromes) zu erreichen. So wird zum Beispiel erfindungsgemäß zunächst vorgeschlagen, resultierend einen verhältnismäßig kleinen Spalt anzubieten, der sich dann entsprechend aufweitet.Under a progressive characteristic is understood that the dependence between current and force resulting from the electromagnet is not linear but of higher order. This means that at relatively low currents a current change leads only to a small force change, whereas at high currents the same current change causes much higher force changes. Since due to the use of the electromagnet, for example in pressure control valves are controlled by the force generated by the electromagnet sealing elements, this results in a correspondingly progressive pressure flow characteristic curve. According to the invention it is proposed to design the gap width between armature and control cone in such a way that changes the gap width with the immersion distance of the armature in the control cone. The force folding of an electromagnet depends in particular on the density of the magnetic field lines of the armature to the core. The power development of an electromagnet is increased, for example, when a correspondingly smaller air gap is provided in the armature. This knowledge is now used to achieve one of the linear control line (be it the force as a function of the current or of the pressure as a function of the current). Thus, for example, according to the invention initially proposed, resulting in offering a relatively small gap, which then expands accordingly.

In diesem Zusammenhang wird die mittlere Spaltweite derart verstanden, daß entlang der Eintauchstrecke des Ankers in den Steuerkonus in infinitesimalen Schritten die Spaltweite ermittelt wird und diese daraus resultierende Summe beziehungsweise Integral durch die Eintauchstrecke geteilt wird.In this context, the average gap width is understood such that along the immersion distance of the armature into the control cone in infinitesimal steps, the gap width is determined and this resulting sum or integral is divided by the immersion distance.

In diesem Zusammenhang ist auch der Begriff Steuerkonus nicht beschränkend als konusartig, also zum Beispiel kegelstumpfartig, auszulegen, als Steuerkonus wird grundsätzlich jede geometrische Anordnung der Innenflächen des Kernes des Magnetes betrachtet, welche mit dem Anker zusammenwirkt. Neben einer konusartigen, also zum Beispiel kegelstumpfartigen Ausgestaltung ist es natürlich auch möglich, daß eine zylinderartige oder topfartige Ausgestaltung realisiert wird. Natürlich sind auch entsprechende Zwischenformen zur Erreichung des erfindungsgemäßen Zweckes denkbar, in welchen entsprechende Abschnitte unterschiedlicher Art miteinander kombiniert werden.In this context, the term control cone is not restrictive cone-like, so for example, frustoconical interpret, as a control cone is basically any geometric arrangement of the inner surfaces of the core of the magnet considered, which cooperates with the anchor. In addition to a cone-like, that is, for example, frustoconical configuration, it is of course also possible that a cylindrical or cup-like configuration is realized. Of course, corresponding intermediate forms to achieve the purpose of the invention are conceivable in which corresponding sections of different types are combined.

So wird zum Beispiel in einer erfindungsgemäßen Variante vorgeschlagen, daß der Steuerkonus und/oder der Anker Innenflächen beziehungsweise Mantelflächen besitzt, die zumindest teilweise parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers orientiert sind. Der Steuerkonus besitzt nach dieser erfindungsgemäßen Variante entsprechende Innenflächen, der Anker besitzt entsprechende Mantelflächen. Das erfindungsgemäße Prinzip ist dabei nicht nur auf eine spezielle Ausgestaltung des Steuerkonus beschränkt, sondern kann, gemäß dem Prinzip der kinematischen Umkehr, in gleicher Weise auch am Anker realisiert werden. Insofern zählen zum Beispiel auch Ankerausgestaltungen zur Erfindung, die von der bekannten zylinderartigen Ausgestaltung abweichen und zum Beispiel entsprechende Bünde, Flansche, Ringe oder kegelstumpfartige Schrägen und so weiter aufweisen.Thus, for example, in a variant according to the invention, it is proposed that the control cone and / or the armature have inner surfaces or lateral surfaces which are oriented at least partially parallel to the direction of movement of the armature. The control cone has according to this variant of the invention corresponding inner surfaces, the anchor has corresponding lateral surfaces. The principle of the invention is not limited to a specific embodiment of the control cone, but can be realized in the same way also at the anchor, according to the principle of kinematic reversal. Insofar, for example, also include armature embodiments of the invention, which differ from the known cylindrical design and, for example, corresponding frets, flanges, rings or truncated cone-like bevels and so on.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird vorgeschlagen, daß in der ersten Phase des Eintauchens des Ankers sich zunächst eine geringe mittlere Spaltweite ergibt, die sich bei weiterem Eintauchen des Ankers in den Steuerkonus erhöht.In a further variant of the invention it is proposed that in the first phase of immersion of the armature initially results in a small average gap width, which increases with further immersion of the armature in the control cone.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Anordnung ist dabei so ausgebildet, daß sich ungefähr drei verschiedene Phasen ergeben. In der ersten Phase taucht der Anker beziehungsweise sein vorderer Ankerbereich in den Steuerkonus ein. Als Eintauchstrecke wird hierbei die Länge des Ankers angesehen, die vom Rand des Steuerkonus ab bis zum vorderen Ende des Ankers gerechnet ist. Das Zusammenwirken des eintauchenden Ankers mit dem Steuerkonus bewirkt bereits einen entsprechenden Effekt bei der Kennlinie. Die zweite Phase wird dadurch gekennzeichnet, daß sich dann der Spalt (in Längsrichtung der Bewegung gesehen) vergrößert. Die dritte beziehungsweise abschließende Phase ist dadurch angegeben, daß der Anker komplett in den Steuerkonus eingefahren ist und am Boden des Konus anliegt.A variant of the arrangement according to the invention is designed so that there are approximately three different phases. In the first phase, the anchor or its front anchor area dips into the control cone. The immersion distance considered here is the length of the armature, which is calculated from the edge of the control cone down to the front end of the armature. The interaction of the immersive anchor with The control cone already causes a corresponding effect on the characteristic curve. The second phase is characterized in that then increases the gap (seen in the longitudinal direction of movement). The third or final phase is indicated by the fact that the armature is completely retracted into the control cone and rests against the bottom of the cone.

In der ersten Phase des Eintauchens des Ankers wird in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Variante ausgeführt, daß sich zunächst eine geringere mittlere Spaltweite ergibt, also eine verhältnismäßig hohe Magnetfeldlinienkonzentration ergibt (der Luftspalt ist verhältnismäßig gering). Bei weiteren Eintauchen des Ankers in den Steuerkonus ist der vordere Bereich des Ankers wieder weiter entfernt von der Innenfläche des Steuerkonus, der sich hier ergebende Spalt ist entsprechend größer. Die Magnetfelddichte ist im vorderen Ankerbereich nicht mehr so groß wie beim Eintauchen. Dieser Effekt wird aber zu dem nach wie vor bestehenden Effekt des engen Spaltbereiches hinzutreten, aber eben abgeschwächt. Hieraus resultiert ein nicht lineares Verhalten der Kennlinie.In the first phase of the immersion of the armature is carried out in the proposed variant according to the invention that initially results in a smaller average gap width, that is, a relatively high magnetic field line concentration results (the air gap is relatively low). Upon further immersion of the armature in the control cone, the front portion of the armature is further away from the inner surface of the control cone, the resulting gap is correspondingly larger. The magnetic field density is no longer as great in the front anchor area as when immersed. However, this effect will be added to the still existing effect of the narrow gap range, but just weakened. This results in a non-linear behavior of the characteristic.

Um in der Endhaltestellung des angezogenen Elektromagnete eine entsprechend hohe Kraft zu entfalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sich in der letzten Phase des Eintauchens des Ankers in den Steuerkonus die mittlere Spaltweite verringert. In der letzten Phase des Eintauchens des Ankers erreicht der vordere Ankerbereich eine Position bezüglich des Steuerkonus, in welcher wieder ein engerer Spalt zwischen dem Anker und dem Steuerkonus besteht. Dieser Bereich ist zum Beispiel als Absatz, Schräge, Kegelstumpf oder dergleichen ausgebildet.In order to develop a correspondingly high force in the final position of the attracted electromagnet, the invention proposes that in the last phase of immersion of the armature in the control cone reduces the average gap width. In the final phase of the immersion of the anchor, the forward anchor region reaches a position with respect to the control cone, in which again there is a narrower gap between the anchor and the control cone. This area is designed, for example, as a shoulder, bevel, truncated cone or the like.

Erfindungsgemäß wird hierzu insbesondere vorgeschlagen, daß die Innenfläche des Steuerkonus und/oder die Mantelfläche des Ankers Vorsprünge beziehungsweise Absätze aufweist. Erfindungsgemäß werden somit mindestens drei Varianten vorgeschlagen. Bei der ersten Variante wird die Innenfläche des Steuerkonus mit Vorsprüngen beziehungsweise Absätzen ausgestattet, um dadurch die Spaltweite zu verändern. Dies kann zum Beispiel durch das Einarbeiten entsprechender Ringnuten (sei es vollumfänglich oder nur auf einem Teilumfang) erfolgen. Die Ausgestaltung der Geometrie kann entsprechend variiert werden, um die Kennlinie entsprechend zu beeinflussen. In der zweiten Variante ist vorgesehen, daß auch die Mantelfläche des Ankers entsprechende Vorsprünge oder Absätze aufweist, wobei es hierbei insbesondere der Bereich des Ankers ist, der tatsächlich in den Steuerkonus eintaucht, da bei ihm die Magnetfeldliniendichte am stärksten ausgeprägt ist und daher auch am entscheidensten ist.According to the invention, it is particularly proposed for this purpose that the inner surface of the control cone and / or the lateral surface of the Ankers protrusions or paragraphs has. Thus, according to the invention, at least three variants are proposed. In the first variant, the inner surface of the control cone is provided with projections or shoulders, thereby changing the gap width. This can be done, for example, by the incorporation of corresponding annular grooves (be it completely or only on a partial circumference). The design of the geometry can be varied accordingly to influence the characteristic accordingly. In the second variant it is provided that the outer surface of the armature has corresponding projections or paragraphs, in which case it is in particular the region of the armature, which actually dips into the control cone, since in him the magnetic field density is most pronounced and therefore most decisive is.

Die entsprechend ausgestattete Innenfläche des Steuerkonusses oder eine entsprechend ausgebildete Mantelfläche des Ankers wirkt dabei zum Beispiel zusammen mit einer entsprechenden zylinderartigen Ausgestaltung der gegenüberliegenden Fläche, also im Fall des Steuerkonusses einer zylinderartigen Mantelfläche des Ankers oder einer zylinderartigen Innenfläche bei einem entsprechend mit Absätzen und Vorsprüngen ausgestatteten Anker. Daneben ist es natürlich auch möglich, sowohl die Innenfläche des Steuerkonus als auch die Mantelfläche des Ankers mit entsprechenden Vorsprüngen oder Absätzen beziehungsweise auch mit abschnittsweisen konischen oder kegelstumpfartigen Bereichen, sei es vollumfänglich oder nur auf einem Teilumfang auszugestalten. Alle diese Varianten (insbesondere bezüglich der Ausgestaltung der Vorsprünge und Absätze) zählen zur Erfindung.The suitably equipped inner surface of the control cone or a correspondingly shaped lateral surface of the armature acts, for example, together with a corresponding cylindrical design of the opposite surface, so in the case of the control cone a cylindrical shell surface of the armature or a cylindrical inner surface in an appropriately equipped with shoulders and projections anchor , In addition, it is of course also possible to design both the inner surface of the control cone and the lateral surface of the armature with corresponding projections or shoulders or with sections conical or frustoconical areas, be it fully or only on a partial circumference. All of these variants (in particular with regard to the design of the projections and paragraphs) are part of the invention.

Der Effekt dieser verschiedenen vorgeschlagenen Varianten ist, daß die Spaltweite jeweils veränderlich ist und insbesondere dadurch auch eine sich mit der Eintauchstrecke des Ankers veränderliche mittlere Spaltweite ergibt.The effect of these various proposed variants is that the gap width is variable in each case and in particular results in a variable with the immersion distance of the armature average gap width.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Steuerkonus an seinem, dem Anker zugewandten Ende einen nach innen gerichteten Flansch aufweist. Durch diesen nach innen gerichteten Flansch ist es in einfacher Weise möglich, einen verhältnismäßig geringen Spalt zwischen dem Steuerkonus und dem Anker zu realisieren.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the control cone has an inwardly directed flange at its, the armature end facing. By this inwardly directed flange, it is possible in a simple manner to realize a relatively small gap between the control cone and the armature.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Innenfläche des Steuerkonusses gegenüber dem Flansch zurücksteht. Zum Beispiel ist diese Innenfläche ebenfalls als Zylinderfläche ausgebildet und daher parallel zur Bewegungsrichtung des Ankers orientiert. Es ist aber auch möglich, daß abschnittsweise, gegebenenfalls auch entgegengerichtete, kegelstumpfartige Flächen vorgesehen sind. Auch Ringschalenflächen oder andere gebogene Flächen gehören zur Erfindung.In a further inventive variant of the invention, it is proposed that the inner surface of the control cone with respect to the flange is recessed. For example, this inner surface is also formed as a cylindrical surface and therefore oriented parallel to the direction of movement of the armature. But it is also possible that sections, optionally also opposing, frustoconical surfaces are provided. Ring cup surfaces or other curved surfaces are also part of the invention.

Im Steuerkonus, an dem dem Anker abgewandten Ende, ist ein topfartiger Konusboden vorgesehen. An diesen Konusboden schließt sich gegebenenfalls die gegenüber dem Flansch zurückstehende Innenfläche direkt an oder aber es ist hier ein entsprechender Bund oder Absatz vorgesehen. Je nach Ausgestaltung dieses Absatzes ist es wieder möglich, die Kraftentfaltung des Elektromagneten, wenn der Anker entsprechend eingetaucht ist, zu variieren beziehungsweise zu optimieren. Auch die Ausgestaltung des Konusbodens, der zum Beispiel durch eine spanabhebende Bearbeitung gewonnen wird, ist beliebig. Es ist möglich, den Konusboden zylinderartig auszubilden, wodurch also zwischen dem Rand und der Bodenfläche ein rechter Winkel besteht, oder daß dieser Bereich kegel- oder kegelstumpfartig ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang beschränkt sich der Konusboden nicht nur auf die den Steuerkonus abschließende zur Bewegungsrichtung des Ankers rechtwinklige Fläche, sondern beschreibt noch zusätzlich einen axialen Bereich. Natürlich umfaßt der Konusboden auch die abschließende Fläche und kann auch in diesem Sinne entsprechend ausgelegt werden.In the control cone, at the end facing away from the anchor, a cup-shaped cone bottom is provided. If necessary, the inner surface, which is located opposite the flange, directly adjoins this cone bottom, or a corresponding collar or shoulder is provided here. Depending on the configuration of this paragraph, it is again possible to vary or optimize the power delivery of the electromagnet when the anchor is immersed accordingly. The design of the cone bottom, which is obtained for example by a machining, is arbitrary. It is possible to form the cone bottom like a cylinder, so that between the edge and the bottom surface is a right angle, or that this area is cone-shaped or frustoconical. In this context, the cone bottom is not limited to the control cone final to the direction of movement of the armature rectangular surface, but still additionally describes an axial region. Of course, the cone bottom also includes the final surface and can also in this sense accordingly be interpreted.

Es ergibt sich, daß durch die Wahl des Innendurchmessers des Konusbodens und des Flansches die Eigenschaften des Elektromagneten entsprechend eingestellt werden können. Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Innendurchmesser des Konusbodens und des Flansches gleich oder unterschiedlich sind. Durch einen gleichen Innendurchmesser wird die Bearbeitung erleichtert, da dies zum Beispiel durch einen einzigen spanabhebenden Bearbeitungsgang erfolgt, durch welchen die Innenfläche des Flansches und die Innenfläche des Konusbodens bearbeitet werden. Darauf ist die Erfindung aber nicht festgelegt, diese beiden Innendurchmesser können auch unterschiedlich sein, wobei der Konusboden des Innendurchmessers größer oder kleiner sein mag wie der Innendurchmesser des Flansches. Hieraus resultieren jeweils unterschiedliche Charakteristiken in der Kennlinie.It follows that the properties of the electromagnet can be adjusted accordingly by the choice of the inner diameter of the cone bottom and the flange. It is therefore proposed according to the invention that the inner diameter of the conical bottom and the flange are the same or different. By a same inner diameter, the machining is facilitated, for example, by a single machining operation, by which the inner surface of the flange and the inner surface of the cone bottom are processed. But the invention is not fixed thereto, these two inner diameters may also be different, wherein the cone bottom of the inner diameter may be larger or smaller than the inner diameter of the flange. This results in different characteristics in the characteristic curve.

In einer erfindungsgemäßen Variante wird vorgeschlagen, daß der Anker auf seiner, dem Steuerkonus zugewandten Seite eine Dämpfungsscheibe, insbesondere aus nicht magnetisierbarem Material trägt. Durch die Dämpfungsscheibe wird zum einen die mechanische Belastung des Ankers, wenn dieser entsprechend auf den Konusboden trifft, gemildert und zum anderen auch ein resultierender Luftspalt in der angezogenen Stellung verbleiben, um keine zu großen Adhäsionskräfte entstehen zu lassen, die im stromlosen Zustand eventuell eine Rückstellbewegung des Ankers (zum Beispiel aufgrund von Federn oder dergleichen) erschweren oder unmöglich machen würde.In a variant according to the invention, it is proposed that the armature bears on its side facing the control cone a damping disk, in particular of non-magnetizable material. By the damping disk on the one hand, the mechanical stress of the armature, if this meets the conical bottom, mitigated and on the other hand, a resulting air gap remain in the tightened position to prevent the formation of excessive adhesion forces in the de-energized state, possibly a return movement of the anchor (for example due to springs or the like) would make it difficult or impossible.

Günstig ist es, daß in einer erfindungsgemäßen Variante vorgesehen wird, daß das vordere Ende des Ankers eine Steuerkante bildet, die Steuerkante in der ersten Phase des Eintauchens mit dem Flansch des Steuerkonusses und in der letzten Phase mit dem Rand beziehungsweise Absatz des Konusbodens zusammenwirkt. Die Steuerkante definiert damit auch die Eintauchstrecke des Ankers in den Steuerkonus, insbesondere dann, wenn die Steuerkante der in Bewegungsrichtung des Ankers vorderste Bereich oder Kante des Ankers ist. Geschickterweise begrenzt die Kante auch gleichzeitig den Spalt zwischen dem Anker und dem Steuerkonus.It is favorable that in a variant according to the invention it is provided that the front end of the armature forms a control edge, the control edge in the first phase of immersion cooperates with the flange of the control cone and in the last phase with the edge or shoulder of the cone bottom. The Control edge thus also defines the immersion distance of the armature into the control cone, in particular when the control edge is the foremost area or edge of the armature in the direction of movement of the armature. Cleverly, the edge also simultaneously limits the gap between the armature and the control cone.

Vorteilhafterweise wird vorgesehen, daß die Tiefe des Konusbodens mindestens die Dicke der Dämpfungsscheibe beträgt. In erfindungsgemäßen Varianten ist zum Beispiel vorgesehen, daß sich der Konusboden durch einen Absatz oder Vorsprung an der im übrigen zurückstehenden Innenfläche des Steuerkonusses definiert. Der hieraus resultierende engere Spalt zwischen dem Steuerkonus und dem Anker wird erwünscht und führt zu einer entsprechend höheren Kraftentfaltung des Magneten. Um diesen Effekt optimal nützen zu können, sind die Abmessungen der Tiefe des Konusbodens und der Dicke der Dämpfungsscheibe wie angegeben aufeinander abgestimmt, derart, daß die Steuerkante des Ankers in geeigneter, gewünschter Weise mit dem Vorsprung am Beginn des Konusbodens zusammenzuwirken vermag.Advantageously, it is provided that the depth of the cone bottom is at least the thickness of the damping disk. In variants of the invention, for example, it is provided that the cone bottom is defined by a shoulder or projection on the otherwise recessed inner surface of the control cone. The resulting narrower gap between the control cone and the armature is desired and leads to a correspondingly higher power deployment of the magnet. In order to make optimal use of this effect, the dimensions of the depth of the cone bottom and the thickness of the damper disc are coordinated as indicated, such that the control edge of the armature can cooperate in a suitable, desired manner with the projection at the beginning of the cone bottom.

Wie beschrieben, umfaßt die Erfindung mehrere Ausgestaltungen. Neben einer entsprechenden Variante bei der Ausgestaltung des Steuerkonusses umfaßt die Erfindung auch eine Variante, bei welcher der Anker in geeigneter Weise ausgebildet ist. An dieser Stelle wird natürlich nochmals darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch eine Kombination dieser beiden Varianten ausdrücklich mit einschließt.As described, the invention includes several embodiments. In addition to a corresponding variant in the design of the control cone, the invention also includes a variant in which the armature is formed in a suitable manner. At this point, it is of course once again pointed out that the invention also expressly includes a combination of these two variants.

In einer bevorzugten weiteren Variante der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß der Anker in seinem in den Steuerkonus eintauchenden, vorderen Ankerbereich eine Umfangsnut aufweist. Auch diese Variante wie die vorgestellte Variante ist in der Zeichnung gezeigt. Durch die Umfangsnut wird ein Bereich geschaffen, der, bezogen auf die Innenfläche des Steuerkonusses, einen größeren Abstand hat, der Spalt ist hier größer. Beim Eintauchen eines solchen Ankers in den Steuerkonus (sei es mit oder ohne Flansch) ergibt sich damit eine Veränderung der mittleren Spaltweite in Abhängigkeit der Eintauchstrecke.In a preferred further variant of the invention it is therefore proposed that the armature has a circumferential groove in its front anchor region, which dips into the control cone. Also this variant as the presented variant is shown in the drawing. By the circumferential groove, an area is created, which, relative to the inner surface of the control cone, has a greater distance, the gap is larger here. At the Immersion of such an anchor in the control cone (either with or without flange) results in a change in the average gap width depending on the immersion distance.

Aus einer solchen erfindungsgemäße Variante folgt, daß der Anker eine erste, vordere Steuerkante aufweist und der hintere Bereich der Nut eine zweite hintere Steuerkante besitzt. Durch die Lage der Nut wird daher der vordere Bereich, also die Dicke des sich an der Steuerkante anschließenden ersten Ankerbereiches entsprechend eingestellt. Gleichzeitig wird auf den in Bewegungsrichtung des Ankers hinteren Bereich der Nut eine weiteren Steuerkante definiert, die bei Eintauchen der gesamten Nut in den Steuerkonus mit dem oberen Rand des Steuerkonusses in ähnlicher Weise zusammenwirkt wie die erste Steuerkante. Natürlich umfaßt die Erfindung hierbei auch wieder die Varianten, bei welchen der Druchmesser des Ankers im Bereich der ersten Steuerkante und der zweiten Steuerkante gleich oder unterschiedlich ist. Durch die entsprechende Dimensionierung werden eine Vielzahl von Stellgrößen angeboten, um entsprechende gewünschte Effekte einer progressiven Kennlinie zu realisieren.From such a variant according to the invention follows that the armature has a first, front control edge and the rear portion of the groove has a second rear control edge. Due to the position of the groove, therefore, the front region, that is to say the thickness of the first anchor region adjoining the control edge, is adjusted accordingly. At the same time a further control edge is defined on the rear in the direction of movement of the armature region of the groove, which cooperates with the immersion of the entire groove in the control cone with the upper edge of the control cone in a similar manner as the first control edge. Of course, the invention again includes the variants in which the diameter of the armature in the region of the first control edge and the second control edge is the same or different. By appropriate dimensioning a variety of manipulated variables are offered to realize corresponding desired effects of a progressive characteristic.

Erfindungsgemäß wird dabei vorgesehen, daß die beiden Steuerkanten jeweils mit dem vorderen Rand des Steuerkonus zusammenwirken. Der Steuerkonus kann dabei zum Beispiel zylinderartig oder, wie oben beschrieben, auch mit einem nach innen vorstehenden, hakenartigen Flansch ausgestattet sein.According to the invention it is provided that the two control edges cooperate with the front edge of the control cone. The control cone can be, for example cylinder-like or, as described above, also equipped with an inwardly projecting hook-like flange.

Die Bewegung des Ankers wird zum Beispiel durch eine Ankerstange auf ein entsprechendes zu regelndes oder zu steuerndes Element übertragen. Daher wirkt der Anker mit einer Ankerstange zusammen, wobei sowohl eine starre Verbindung zwischen dem Anker und der Ankerstange wie auch eine lose Verbindung erfindungsgemäß möglich ist.The movement of the armature is transmitted, for example, by an anchor rod to a corresponding element to be controlled or controlled. Therefore, the armature cooperates with an anchor rod, wherein both a rigid connection between the armature and the anchor rod as well as a loose connection is possible according to the invention.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen Anker und Ankerstange ein Wegumsetzer angeordnet ist. Ein Wegumsetzer ist zum Beispiel getriebeartig ausgebildet und bewirkt auch gleichzeitig eine Kraftänderung beziehungsweise Kraftwandlung oder ist zum Beispiel durch Federn realisiert und verändert nur den Hub des Ankers zu einem geringeren Hub der Ankerstange. An dieser Stelle wird vollumfänglich auf eine insbesondere den Wegumsetzer beschreibende weitere Anmeldung des gleichen Anmelders verwiesen, die heute, gleichzeitig mit dieser Anmeldung eingereicht worden ist. Auf die Offenbarung dieser Anmeldung mit dem Titel "Elektromagnet mit Wegumsetzer" wird an dieser Stelle vollumfänglich Bezug genommen.In a preferred variant of the invention it is provided that a path converter is arranged between the armature and the anchor rod. A path converter is designed, for example gear-like and also causes a force change or force conversion at the same time or is realized for example by springs and only changes the stroke of the armature to a lower stroke of the anchor rod. At this point, reference is made in full to a further application of the same applicant describing, in particular, the path converter, which was filed today, simultaneously with this application. The disclosure of this application entitled "Electromagnet with path converter" is hereby fully incorporated by reference.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Wegumsetzers wird insbesondere erreicht, daß ein verhältnismäßig großer Hub des Ankers in einen geringeren Hub der Ankerstange und einem mit der Ankerstange gesteuerten Element umgesetzt wird, wobei dies gegebenenfalls mit oder ohne Kraftwandlung erfolgt.The inventive arrangement of the Wegumsetzers is achieved in particular that a relatively large stroke of the armature is converted into a lower stroke of the anchor rod and an element controlled by the anchor rod element, which optionally takes place with or without power conversion.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Ankerstange auf mindestens ein Dichtelement eines Ventiles wirkt. Das Dichtelement wirkt dabei mit einem Dichtsitz des Ventiles zusammen und wird durch die Ankerstange in den Dichtsitz gedrückt oder aus diesem herausgedrückt. Die Erfindung gewinnt insbesondere zum Beispiel bei entsprechenden Druckregelventilen an Bedeutung, da hierdurch bei entsprechend geringem Druck durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung feinfühlig geregelt werden kann und aufgrund des progressiven Kennlinienverlaufes dann in der Schließstellung eine entsprechend hohe Kraft beziehungsweise ein hoher Druck bei gleicher Stromänderung zur Verfügung steht.In particular, it is provided that the anchor rod acts on at least one sealing element of a valve. The sealing element acts together with a sealing seat of the valve and is pressed by the anchor rod in the sealing seat or pushed out of this. The invention gains in particular, for example, with appropriate pressure control valves in importance, since this can be controlled sensitively with correspondingly low pressure by the inventive design and then due to the progressive characteristic curve in the closed position, a correspondingly high force or high pressure at the same current change is available.

Daher umfaßt die Erfindung auch ein Druckregelventil, welches aus einem Elektromagneten, wie beschrieben, und einem mit dem Elektromagneten verbundenen Ventil besteht, wobei die Ankerstange einen, durch einen Dichtsitz verschließenden Dichtkörper trägt und die Stellung des Ankers die Stellung des Dichtkörpers zum Dichtsitz regelt und die Ankerstange des Weiteren auf einen zweiten Dichtkörper wirkt, der im stromlosen Zusand des Elektromagneten einen zweiten Dichtsitz schließt, wobei in der ersten Phase des Eintauchens des Ankers in den Steuerkonus die Ankerstange den zweiten Dichtkörper aus dem zweiten Dichtsitz herausdrückt. Durch die Anordnung des hakenartigen Flansches beziehungsweise der Ringnut am Anker wird erreicht, daß die Kraftentfaltung des Magneten gerade beim Eintauchen des Ankers in den Steuerkonus erhöht wird, und zwar derart erhöht wird, daß der zweite Dichtkörper aus dem zweiten Dichtsitz herausgedrückt oder herausgestoßen wird. Dieser zweite Dichtkörper ist zum Beispiel als Kugel ausgebildet und lose zur Ankerstange orientiert, wobei der in dem Druckkreislauf anliegende Druck bei stromlosen Zustand des Elektromagneten dafür sorgt, daß dieser zweite Dichtkörper im zweiten Dichtsitz liegt und so das Ventil sicher verschließt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Geometrie des Steuerkonusses und/oder des Ankers (zum Beispiel über die Hakenform beziehungsweise Ringbundform) bewirkt, daß die Magnetkraftkennlinie in der Phase, in welcher der zweite Dichtkörper zu öffnen ist, so weit angehoben wird, daß ein frühzeitiger Regelbeginn möglich ist. Dies ist ein erheblicher zusätzlicher Vorteil der Erfindung.Therefore, the invention also includes a pressure regulating valve, which consists of an electromagnet, as described, and a valve connected to the electromagnet, wherein the anchor rod a closing by a sealing seat sealing body and the position of the armature regulates the position of the sealing body to the sealing seat and the anchor rod further acts on a second sealing body which closes in the de-energized state of the electromagnet a second sealing seat, wherein in the first phase of immersion of the armature in the control cone, the anchor rod the pushes second sealing body out of the second sealing seat. The arrangement of the hook-like flange or the annular groove on the armature ensures that the force development of the magnet is increased just when immersing the armature in the control cone, and is increased such that the second sealing body is pushed out or pushed out of the second sealing seat. This second sealing body is formed, for example, as a ball and loosely oriented to the anchor rod, wherein the voltage applied in the pressure circuit at zero current of the electromagnet ensures that this second sealing body is located in the second sealing seat and thus securely closes the valve. The inventive design of the geometry of the control cone and / or the armature (for example via the hook shape or annular collar shape) causes the magnetic force characteristic in the phase in which the second sealing body is to be opened, is raised so far that an early start of control is possible , This is a significant additional advantage of the invention.

Die Erfindung ist schematisch in der Zeichnung gezeigt. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Elektromagneten beziehungsweise des erfindungsgemäßen Druckregelventils und
Fig. 2a, 2b: unterschiedliche Details des erfindungsgemäßen Elektromagneten in einer Schnittdarstellung.

The invention is shown schematically in the drawing. Show it:

Fig. 1: a schematic view of the electromagnet according to the invention or the pressure control valve according to the invention and
Fig. 2a, 2b: different details of the electromagnet according to the invention in a sectional view.

Der erfindungsgemäße Elektromagnet 7 ergibt sich insbesondere aus Fig. 1. Der Elektromagnet 7 besteht aus einem in einem Ankerraum 22 bewegbaren Anker 2. Der Ankerraum 22 wird umgeben von der Spule 1. Die Spule 1 erzeugt bei Strombeaufschlagung ein Magnetfeld, welches bewirkt, daß der Anker 2 nach unten (Pfeil 23) bewegt wird.The solenoid 7 according to the invention results in particular from Fig. 1. The electromagnet 7 consists of a movable armature chamber 22 anchor 2. The armature space 22 is surrounded by the coil 1. The coil 1 generates a magnetic field when current is applied, which causes the Anchor 2 is moved downwards (arrow 23).

In der in Fig. 1 dargestellten Ansicht befindet sich im unteren Bereich des Ankerraumes 22 der Steuerkonus 3. Bei Strombeaufschlagung bewegt sich der Anker 2 in den Steuerkonus 3, wobei die spezielle Ausgestaltung des Steuerkonusses 3 zu einem progressiven Kennlinienverlauf führt.In the view shown in Fig. 1 is located in the lower region of the armature space 22 of the control cone 3. When current is applied, the armature 2 moves into the control cone 3, the special design of the control cone 3 leads to a progressive curve.

Das in Fig. 1 gezeigte Anwendungsbeispiel zeigt ein mit dem Elektromagnet 7 angetriebenes Ventil 8, welches zum Beispiel als Druckregelventil bezeichnet wird. Hierzu wirkt der Anker 2 auf eine Ankerstange 6, die sich unterhalb des Ankers 2, außerhalb des Ankerraumes 22 anschließt.The application example shown in Fig. 1 shows a driven with the solenoid 7 valve 8, which is referred to, for example, as a pressure control valve. For this purpose, the armature 2 acts on an anchor rod 6, which adjoins below the armature 2, outside the armature space 22.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Wegumsetzer 4 zwischen dem Anker 2 und der Ankerstange 6 angeordnet. Der Wegumsetzer 4 bewirkt eine Hubwandlung des von dem Anker 2 ausgeführten Hubes. Das bedeutet, daß der Hub des Ankers 2 nicht im gleichen Maße auf die Ankerstange 6 übertragen wird, sondern in einem entsprechend reduzierten Maße. Wie dargestellt, wird dabei eine oder mehrere Federn 41 des Wegumsetzers 4 komprimiert, wobei in diesem Anwendungsbeispiel eine Wegbeziehungsweise Hubreduktion ohne eine Kraftwandlung erfolgt. Natürlich ist auch eine Wegwandlung mit entsprechender Hubwandlung, zum Beispiel wie in einem Getriebe oder einer Hebelmechanik möglich. Durch eine solche Anordnung wird zum Beispiel erreicht, daß ein verhältnismäßig großer Hub des Ankers 2, der für die angestrebte Verwendung nicht notwendig ist, auf ein entsprechendes Hubmaß beschränkt beziehungsweise begrenzt wird.In the exemplary embodiment shown here, a path converter 4 is arranged between the armature 2 and the anchor rod 6. The path converter 4 causes a lifting conversion of the executed by the armature 2 stroke. This means that the stroke of the armature 2 is not transmitted to the anchor rod 6 to the same extent, but in a correspondingly reduced dimensions. As shown, one or more springs 41 of Wegumsetzers 4 is compressed, wherein in this application example, a Wegbeziehungsweise Hubreduktion takes place without a power conversion. Of course, a path conversion with corresponding Hubwandlung, for example, as in a transmission or a lever mechanism is possible. By such an arrangement is achieved, for example, that a relatively large stroke of the armature 2, which is not necessary for the intended use, is limited or limited to a corresponding stroke.

Auch eine Hubvergrößerung (als kinematische Umkehr) durch den Wegumsetzer 4 gehört zur Erfindung.A Hubvergrößerung (as kinematic reversal) by the path converter 4 is part of the invention.

Unterhalb des Wegumsetzers 4 schließt sich, wie beschrieben, die Ankerstange 6 an. Die Ankerstange 6 ist daher relativ zum Anker 2 beweglich, der Wegumsetzer 4 weist eine entsprechende Aufnahme- beziehungsweise Anschlußanordnung, sowohl für den Anker 2 einerseits als auch für die Ankerstange 6 andererseits auf.Below the Wegumsetzers 4 closes, as described, the anchor rod 6. The armature rod 6 is therefore movable relative to the armature 2, the path converter 4 has a corresponding receiving or connecting arrangement, both for the armature 2 on the one hand and for the anchor rod 6 on the other.

Die gezeigte Anwendung als Druckregelventil findet zum Beispiel Verwendung bei entsprechenden Hydraulikschaltungen. Der Hydraulikbetriebsdruck liegt als Druck P am Einlaß 80 an. Der Einlaß 80 ist dabei Teil des Ventiles 8, welches sich unterhalb des Elektromagneten 7 anschließt.The application shown as a pressure control valve is used, for example, in corresponding hydraulic circuits. The hydraulic operating pressure is applied as pressure P at the inlet 80. The inlet 80 is part of the valve 8, which adjoins below the electromagnet 7.

Das untere Ende der Ankerstange 6 wirkt auf ein zweites Dichtelement 85, welches hier zum Beispiel als Kugel ausgebildet ist. Im stromlosen Zustand ist der Anker 2 ganz nach oben verschoben, der vordere Bereich 20 des Ankers 2 taucht nicht in den Steuerkonus ein. Aufgrund des Betriebsdruckes P wird das kugelartige zweite Dichtelement 85 in den zweiten Dichtsitz 86 gedrückt. Somit ist das Ventil sicher abgedichtet. Mit einer gewissen Strombeaufschlagung wird der Anker 2 nach unten versetzt, die Ankerstange 6 folgt im gleichen oder entsprechend des Umsetzungsverhältnisses des Wegumsetzers 4 dieser Bewegung und drückt das zweite Dichtelement 85 aus dem Dichtsitz heraus. Gleichzeitig bewegt sich das erste Dichtelement 83, welche auf der Ankerstange 6 fest angeordnet ist, in Richtung des ersten Dichtsitzes 84 und verkleinert den hier noch gezeigten Durchlaß. Durch die Regelcharakteristik des Elektromagneten erfolgt jetzt hier eine entsprechende Druckregelung am Steuerauslaß 81. Über den zweiten Auslaß 82 erfolgt ein Ableiten der überflüssigen Hydraulikflüssigkeit. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß bei voll strombeaufschlagen Elektromagneten das Magnetfeld der Spule 1 den Anker 2 vollständig in den Steuerkonus 3 hineinzieht und so das erste Dichtelement 83 fest, mit hoher Kraftauswirkung in den ersten Dichtsitz 84 drückt. Die Anordnung ist dabei so bemessen, daß sichergestellt ist, daß die vom Elektromagneten erzeugte Kraft sicher ausreicht, gegen einen entsprechenden Betriebsdruck P das Dichtelement 83 sicher im ersten Dichtsitz 84 zu halten. Dies wird durch eine entsprechend progressive Kennlinie erreicht, wobei bei einer entsprechend kleinen Stromänderung bei hohen absolutem Strom eine große Kraftänderung (bei einer Druckregelanwendung große Druckänderung) resultiert.The lower end of the anchor rod 6 acts on a second sealing element 85, which is formed here for example as a ball. In the de-energized state, the armature 2 is moved all the way up, the front portion 20 of the armature 2 is not immersed in the control cone. Due to the operating pressure P, the ball-like second sealing element 85 is pressed into the second sealing seat 86. Thus, the valve is securely sealed. With a certain application of current, the armature 2 is offset downwards, the anchor rod 6 follows in the same or corresponding to the conversion ratio of the Wegumsetzers 4 this movement and presses the second sealing element 85 out of the sealing seat. At the same time, the first sealing element 83, which is fixedly arranged on the anchor rod 6, moves in the direction of the first sealing seat 84 and reduces the passage still shown here. Due to the control characteristic of the electromagnet, a corresponding pressure control now takes place here at the control outlet 81. Via the second outlet 82, the superfluous hydraulic fluid is discharged. The arrangement is chosen so that when fully energized electromagnets, the magnetic field the coil 1 pulls the armature 2 completely into the control cone 3 and so presses the first sealing element 83 firmly, with high force impact in the first sealing seat 84. The arrangement is so dimensioned that it is ensured that the force generated by the electromagnet safe sufficient to hold against a corresponding operating pressure P, the sealing element 83 securely in the first sealing seat 84. This is achieved by a correspondingly progressive characteristic curve, with a correspondingly small change in current at high absolute current resulting in a large change in force (great pressure change in the case of a pressure control application).

In Fig. 2b beziehungsweise Fig. 2a sind zwei verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Elektromagneten gezeigt. Die Anordnung ist jeweils so gewählt, daß eine progressive Regelkennlinie entsteht. Grundsätzlich ist es möglich die in Fig. 2a beziehungsweise Fig. 2b gezeigten Ausführungsvarianten auch miteinander zu kombinieren.In Fig. 2b and Fig. 2a, two different variants of the electromagnet according to the invention are shown. The arrangement is in each case chosen so that a progressive control characteristic is created. In principle, it is possible to combine the variants of embodiment shown in FIG. 2a or FIG. 2b also with one another.

Fig. 2a beziehungsweise Fig. 2b zeigt in einem erheblich vergrößerten Detail die (erste) Phase des Eintauchens des Ankers 2 in den Steuerkonus 3. Der Anker 2 ist hier mit einer Ankerstange 6 verbunden, wobei dies ebenso zur Erfindung zählt wie auch eine lose oder durch einen Wegumsetzer 4 (vergleiche Fig. 1) ausgeführte Verbindung. Selbstverständlich ist es möglich, daß sich auch an der Ankerstange 6, oberhalb der in Fig. 2a beziehungsweise 2b gezeigten Variante auch noch ein Wegumsetzer anschließt, wonach eine weitere Ankerstange folgt.Fig. 2a and Fig. 2b shows in a considerably enlarged detail the (first) phase of immersion of the armature 2 in the control cone 3. The armature 2 is here connected to an anchor rod 6, which also belongs to the invention as well as a loose or by a path converter 4 (see FIG. 1) executed connection. Of course, it is possible that also on the anchor rod 6, above the in Fig. 2a and 2b variant also shown a Wegumsetzer followed, after which a further anchor rod follows.

Der Anker 2 trägt eine Dämpfungsscheibe 21 an seinem dem Steuerkonus 3 zugewandten Ende. Bei voller Strombeaufschlagung knallt somit der Anker 2 nicht hart auf den Konusboden 30, sondern wird durch diese Dämpfungsscheibe 21 entsprechend abgedämpft.The armature 2 carries a damping disk 21 at its end facing the control cone 3. At full current load thus the armature 2 does not bang hard on the cone bottom 30, but is attenuated by this damping plate 21 accordingly.

In der hier gezeigten Stellung beginnt gerade das Eintauchen des Ankers 2 in den Steuerkonus 3. Die am vorderen Ende des Ankers 2, im vorderen Bereich 20 liegende Steuerkante 24 liegt auf einer Linie mit dem unteren Rand des Steuerkonusses 3, wobei der Steuerkonus 3 hier einen nach innen vorstehenden Flansch 33 besitzt. Es erfolgt hier bereits eine erhebliche Verdichtung der Magnetfeldlinien. Es wird so bei geringen Strömen bereits eine ausreichende Kraft des Elektromagneten zur Verfügung gestellt, um zum Beispiel das zweite Dichtelement 85 sicher aus dessen Dichtsitz 86 herauszulösen.In the position shown here just begins the immersion of the armature 2 in the control cone 3. The front end of the armature 2, located in the front portion 20 control edge 24 is in line with the lower edge of the control cone 3, the control cone 3 here a inwardly projecting flange 33 has. There is already a significant compression of the magnetic field lines. It is so provided at low currents already a sufficient force of the electromagnet available, for example, the second sealing element 85 to release safe from its sealing seat 86.

Bei weiterer Strombeaufschlagung bewegt sich der Anker weiter nach oben (Pfeil 23), die Steuerkante 24 gelangt hinter (in Bewegungsrichtung 23) den Flansch 33, wo sich eine zurückgesetzte Innenfläche 32 im Steuerkonus 3 anschließt. Der Spalt zwischen dem Flansch 33 und dem hier als homogenen Zylinder ausgebildeten Anker 2 ist verhältnismäßig eng oder gering, im Bereich der Innenfläche 32 ist die Spaltweite deutlich größer aufgrund der zurückgesetzten Anordnung der Innenfläche 32. Bezüglich der Kraftentfaltung bedeutet dies, daß man mit dem weiteren Eintauchen nicht das gleiche Maß an Magnetfeldlinienbündelung erfolgt, wie in der ersten Phase, die Kraftentfaltung also pro Weglänge nicht mehr so groß ist, das Ansprechverhalten also die Regelkennlinie verhältnismäßig abgeflacht ist. Am Ende dieser zweiten Phase erreicht die Steuerkante 24 den Absatz 31, der den Konusboden 30 von der zylindrischen Innenfläche 32 trennt. Sie gibt sich jetzt wieder, ähnlich wie beim Eintauchen des Ankers 2 in den Steuerkonus 3, eine erhebliche Verdichtung der Magnetfeldlinien, welche mit einer entsprechend höheren relativen Kraftentfaltung des Magneten einhergeht. In dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Druckventil wird auf diese voll mit Strom beaufschlagen Stellung zum Beispiel das erste Dichtelement 83 sicher im ersten Dichtsitz 84 gehalten, wodurch die hohe Kraftentfaltung auch gegen den Arbeitsdruck P fixiert.Upon further current application, the armature moves further upward (arrow 23), the control edge 24 passes behind (in the direction of movement 23) the flange 33, where a recessed inner surface 32 in the control cone 3 is connected. The gap between the flange 33 and the here formed as a homogeneous cylinder armature 2 is relatively narrow or small, in the region of the inner surface 32, the gap width is significantly larger due to the recessed arrangement of the inner surface 32. Regarding the power development, this means that one with the other Dipping not the same degree of magnetic field line bundling takes place, as in the first phase, the force development so per path is no longer so large, the response so the control characteristic is relatively flattened. At the end of this second phase, the control edge 24 reaches the shoulder 31, which separates the cone bottom 30 from the cylindrical inner surface 32. It is now again, similar to the immersion of the armature 2 in the control cone 3, a significant compression of the magnetic field lines, which is accompanied by a correspondingly higher relative power deployment of the magnet. In the pressure valve proposed according to the invention, for example, the first sealing element 83 is securely held in the first sealing seat 84, whereby the high force development is also fixed against the working pressure P.

Die Dicke der Dämpfungsscheibe 21 ist dabei so bemessen, ein zuverlässiges Zusammenwirken der Steuerkante 24 mit dem Absatz 31 erfolgt. Die Dicke der Dämpfungsscheibe 21 ist geringer wie die Tiefe des topfartigen Konusbodens 30. Nachstehend wird bemerkt, daß der Konusboden 30 nicht nur durch die rechtwinklig zur Bewegungsrichtung 23 orientierten Bodenfläche ist, sondern auch den parallel hierzu beschriebenen Bereich ab dem Absatz 31 beschreibt.The thickness of the damping disk 21 is dimensioned so that a reliable interaction of the control edge 24 takes place with the shoulder 31. The thickness of the damping disc 21 is less than the depth of the cup-shaped cone bottom 30. It will be noted that the cone bottom 30 is not only by the bottom surface oriented at right angles to the direction of movement 23, but also describes the parallel described section from the paragraph 31.

In Fig. 2a ist ein anderes, ebenfalls zu der erfindungsgemäßen Lösung führendes Konzept gezeigt.In Fig. 2a another, also leading to the inventive solution concept is shown.

In Fig. 2b wurde ein im Wesentlichen zylindrischer Anker 2 (mit zylindrischer Mantelfläche 200) mit einem eine Hinterschneidung beziehungsweise einen Flansch 33 aufweisenden Steuerkonus 3 kombiniert.In FIG. 2b, a substantially cylindrical armature 2 (with a cylindrical lateral surface 200) has been combined with a control cone 3 having an undercut or a flange 33.

In Fig. 2a wird der Steuerkonus 3 über seine ganze Länge zylindrisch ausgebildet, ohne entsprechenden Haken oder Flansch. Dafür ist an dem Anker 2 im vorderen Bereich 20 eine Ringnut 27 angeordnet, die ab einer gewissen Dicke von der vorderen Ankerfläche 26 beginnt. Durch diese Dicke des Ringes 25 sind ebenfalls die Eigenschaften des Elektromagneten bezüglich seiner Kennlinie einstellbar. An der vorderen Kante des Ringes 25 befindet sich eine erste Steuerkante 28, am hinteren Ende (bezogen auf die Bewegungsrichtung 23) der Ringnut 27 befindet sich eine zweite Steuerkante 29.In Fig. 2a, the control cone 3 is cylindrical over its entire length, without corresponding hook or flange. For this purpose, an annular groove 27 is arranged on the armature 2 in the front region 20, which starts from a certain thickness of the front anchor surface 26. By this thickness of the ring 25 also the properties of the electromagnet are adjustable with respect to its characteristic. At the front edge of the ring 25 is a first control edge 28, at the rear end (relative to the direction of movement 23) of the annular groove 27 is a second control edge 29th

Der gewünschte Verlauf der Kennlinie erfolgt hier durch ein geschicktes Zusammenwirken der ersten Steuerkante 28 und der zweiten Steuerkante 29. Auch hier ist die Position gezeigt, bei welcher der Anker 2 gerade in den Steuerkonus 3 eintaucht, also ein verhältnismäßig geringer Spalt zur Verfügung steht. Auch die mittlere Spaltweite ist gering. In der zweiten Phase gelangt dann der Ringnutbereich 27 in den Steuerkonus, der Abstand zwischen dem Anker und der Steuerkonusinnenfläche 32 erhöht sich, die mittlere Spaltweite, bezogen auf die Eintauchstrecke des Ankers 2 in den Steuerkonus 3 verändert sich beziehungsweise vergrößert sich. Dieser Effekt hält an, bis die zweite Steuerkante 29 in den Steuerkonus 3 eindringt, weil dann dieser sich bildende Absatz wiederum eine Verdichtung der Magnetfeldlinien ergibt und so die Kraftentfaltung sich erhöht. Dies geht einher mit einer deutlichen Reduzierung der Spaltweite im Bereich der zweiten Steuerkante 29, was auch zu einer entsprechenden Verringerung der mitteleren Spaltweite bei dieser Eintauchstrecke führt.The desired course of the characteristic is effected here by a clever interaction of the first control edge 28 and the second control edge 29. Again, the position is shown in which the armature 2 just immersed in the control cone 3, so a relatively small gap is available. The average gap width is low. In the second phase then passes the annular groove 27 in the control cone, the distance between the armature and the Steuerkonusinnenfläche 32 increases, the average gap width, based on the immersion distance of the armature 2 in the control cone 3 changes or increases. This effect continues until the second control edge 29 penetrates into the control cone 3, because then this forming paragraph again results in a compression of the magnetic field lines and thus increases the power delivery. This is accompanied by a significant reduction in the gap width in the region of the second control edge 29, which also leads to a corresponding reduction in the average gap width in this immersion path.

Analoges gilt natürlich auch für das Anwendungsbeispiel nach Fig. 2b.Of course, the same applies to the application example according to FIG. 2b.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims now filed with the application and later are attempts to formulate without prejudice to the attainment of further protection.

Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.If, on closer examination, in particular also of the relevant prior art, it appears that one or the other feature is beneficial for the purpose of the invention, but not of decisive importance, it is of course already desired to formulate such a feature , in particular in the main claim, no longer having.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim by the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of obtaining independent, objective protection for the features of the dependent claims.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have been disclosed so far only in the description, may be in the course of the process as essential to the invention Meaning, for example, to delineate claimed by the prior art.

Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Features which have been disclosed only in the description, or also individual features of claims comprising a plurality of features, may at any time be included in the first claim for distinction from the prior art, even if such features are associated with others Characteristics were mentioned or achieve particularly favorable results in connection with other features.

Claims

Electromagnet, consisting of a movable armature in an armature space and a coil can be acted upon with electricity, which generates when energizing a serving for moving the armature magnetic field, whereby the armature moves in the direction of a control cone or the front anchor portion is immersed in the control cone, characterized in that the mean gap width between the armature (2) and the control cone (3) changes with the immersion distance of the armature (2) into the control cone (3).

Electromagnet according to claim 1, characterized in that the control cone (3) and / or the armature (2) has an inner surface (32) or lateral surface (200), which are oriented at least partially parallel to the direction of movement (23) of the armature (2) ,

Electromagnet according to one or both of the preceding claims, characterized in that in the first phase of immersion of the armature (2) initially results in a small average gap width, which increases upon further immersion of the armature (2) in the control cone (3).

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the last phase of immersion of the armature (2) in the control cone (3), the average gap width decreases and / or the inner surface (32) of the control cone (3) and / or or the lateral surface of the armature (2) has projections or shoulders (31).

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control cone (3) has an inwardly directed flange (33) at its end facing the armature (2) and / or the inner surface (32) of the control cone opposite the flange ( 33) is recessed and / or in the control cone (3) at its the armature (2) facing away from a cup-shaped cone bottom (30) is provided.

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the conical bottom (30) and the flange (33) are the same or different and / or the armature (2) on its side facing the control cone (3) a damping disk ( 21), in particular made of non-magnetizable material.

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the front end (20) of the armature (2) forms a control edge (24) and the control edge (24) in the first phase of immersion with the flange (33) of the control cone (3) and cooperates in the last phase with the edge or paragraph (31) of the cone bottom (30).

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the depth of the conical bottom (30) is at least the thickness of the damping disc (21) and / or the armature (2) in its front anchor region (FIG. 3) dipping into the control cone (3). 20) has a circumferential groove (27) and / or the armature (2) a first, front control edge (28) and in the rear region of the groove (27) a second, rear control edge (29) is provided and / or the two control edges (28, 29) cooperate respectively with the front edge of the control cone (3) ,

Electromagnet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control edge (24, 28), in particular the first control edge (28) with the bottom of the control cone (3), the cone bottom (30) and / or on the cone bottom (30 ) arranged shoulder (31) cooperates and / or the armature (2) with an anchor rod (6) and / or between armature (2) and anchor rod (6) a Wegumsetzer (4) is provided and / or the anchor rod (6) on at least one sealing element (81, 85) of a valve (8) acts.

Pressure control valve, which consists of an electromagnet according to one or more of the preceding claims and a valve connected to the electromagnet, wherein the anchor rod carries a, also a sealing seat occlusive sealing body and the position of the armature controls the position of the sealing body to the sealing seat and the anchor rod further acting on a second sealing body which closes a second sealing seat in the de-energized state of the electromagnet, wherein in the first phase of immersion of the armature in the control cone, the anchor rod pushes the second sealing body from the second sealing seat.