EP2364410A1 - Druckregelventil - Google Patents

Druckregelventil

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EP2364410A1
EP2364410A1 EP09783797A EP09783797A EP2364410A1 EP 2364410 A1 EP2364410 A1 EP 2364410A1 EP 09783797 A EP09783797 A EP 09783797A EP 09783797 A EP09783797 A EP 09783797A EP 2364410 A1 EP2364410 A1 EP 2364410A1
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EP
European Patent Office
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armature
control valve
pressure control
core
valve according
Prior art date
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Ceased
Application number
EP09783797A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Buse
Franz-Josef Schnelker
Rolf Dohrmann
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Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Publication date
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    • F16K31/0686—Braking, pressure equilibration, shock absorbing
    • F16K31/0693—Pressure equilibration of the armature

Definitions

  • the invention relates to a pressure regulating valve having a housing that has a coil wound on a coil carrier, an axially displaceable in a bearing armature, a core and a flux guide, and that has a connection bore and a connection piece, wherein the connection piece has a valve seat for the armature ,
  • Such pressure control valves are pump used in particular in hydraulic actuators, in controls for automotive automatic transmission or in combination with a pressure or flow rate controlled engine oil. These may be so-called on / off valves, or so-called modulator valves, which can infinitely control a throughput.
  • an on / off control valve is here to be listed, which is known from DE 197 16 185 A1.
  • an electromagnetically driven armature cooperates with a valve seat to fluidly connect a connection opening with a drainage hole.
  • the armature cooperates with compression springs and the electromagnetic drive such that a sealed closure is ensured in the off position.
  • high demands are placed on the electromagnetic drive and the manufacturing accuracy of the pressure control valve, which naturally leads to a high manufacturing and assembly costs.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a pressure control valve, which ensures its functionality with the lowest possible production and assembly costs.
  • the housing is designed substantially in two parts, wherein a lower part of the connecting piece and the connection bore, and is non-positively or positively disposed in an upper part of the housing, wherein in the direction of the core parts of the connecting piece a bearing bush is provided for the anchor and in the opposite part of the connecting piece a stop bushing is provided for the anchor.
  • the pressure control valve in terms of tolerance and manufacturing accuracy is particularly simple and inexpensive to produce.
  • the lower part has a through hole in which the bearing bush and the stop bushing are non-positively or positively arranged, the lower part is particularly inexpensive to produce and thus avoids easily alignment inaccuracies between bearing and stop bushing.
  • the bearing bush is set back in relation to the connection bore in the lower part, a high pressure medium throughput via the connection bore can be realized in a simple manner even with a small armature stroke.
  • the penetration depth of the stop bushing is adjustable in the lower part, such that the stroke of the armature is adjustable. This can be ensured for example by the fact that the stop bushing is pressed into the lower part and has a knurling, cording or the like, so that the adjustment of the stop bushing can be made easily and accurately.
  • the directed towards the lower end of the armature can be bevelled at an angle ⁇ and be directed to the armature end of the stop sleeve at an angle ß beveled such that there is a line contact between the armature and the stop bushing.
  • the core has a pin made of a non-magnetizable material which acts as a stop element for the armature and as a spring seat for a spring which supports the armature resiliently relative to the core.
  • the pin can be arranged adjustably in the core.
  • the some figure shows a sectional view of a preferred embodiment of a pressure regulating valve.
  • the control valve 1 comprises a housing 2, which is designed substantially in two parts.
  • the upper part 3 has an electromagnetic drive unit 4 which acts on an armature 6, which is arranged axially displaceably in a bearing 5.
  • the electromagnetic drive 4 consists essentially of a coil 7, a core 8, and a Flußleit Tout, the
  • the executed in plastic housing also has a plug 11 for controlling the pressure control valve.
  • the core 8 is clipped in the present case in the upper part 3.
  • the electromagnetic drive 4 acts on the armature 6, which in the present case
  • the armature 6 serves as a valve rod and valve closure member of an on-off valve.
  • the armature 6 is biased by a spring 12 relative to the core 8 in a closed position.
  • the spring 12 is guided by a pin 13 in the
  • Assembled state adjustable in the core is arranged and at the same time as upper
  • Stop element for the armature 6 is used.
  • the armature 6 is in turn in a here as
  • the bearing bush can consist in particular of a magnetizable steel carrier plate and a non-magnetizable sliding layer, for example of bronze or Teflon.
  • the thickness ratio between the beam carrier plate and sliding layer is approximately
  • This bushing 5 is in one
  • Lower part 14 arranged in the upper part 3 of the housing 2 non-positive or positive is arranged.
  • This lower part 14 also has a connecting piece 15, which serves in the present case, the supply of a pressure medium and has a connection bore 16 through which the pressure medium can be forwarded.
  • a stop bushing 17 is provided, which forms the valve seat for the armature 6.
  • the directed towards the lower part 14 end of the armature 6 is angled ⁇ at an angle and the armature 6 directed end of the stop bushing 16 beveled at an angle ß. Due to the unequal angle results in a line contact of the armature 6 on the stop bushing 16, which has a good sealing effect.
  • the line seal can be ensured by a so-called "striking.”
  • the stop bushing 16 has a knurling, not shown, which makes it possible to precisely adjust the penetration depth of the stop bushing 16 and thus to limit the stroke of the armature 6.
  • connection bore 16 In order to achieve a full-surface flow through the connection bore 16 to flow through the pressure medium from the connecting piece 17 to the connection bore 16, the bearing 5 is slightly offset relative to the connection bore 16 in the lower part 15, whereby the free space corresponding to the bearing thickness forms a flow zone which forms the entire surface Flow through the connection hole 16 allows.
  • the armature 6 west further on an inner bore 18, which ensures a pressure equalization via the armature 6. Due to the design of the armature 6 and the fact that above the armature 6, the same pressure as below the armature 6 prevails, the armature 6 itself is pressure balanced. In this way, the electromagnetic drive 4 can be made simpler and less expensive.
  • the illustrated pressure control valve 1 can be used in particular as a control valve for a controllable mechanical oil pump in which the oil flow rate is to be controlled by this pressure control valve. If now the oil pressure of the oil pump can be reduced, the electromagnetic drive 4 is actuated and thus the armature 6 is moved in the direction of the core 8. Thus, the oil can be performed via the inlet of the connecting piece 15 to the connection bore 16 and from there out of pressure in an oil pan, not shown.

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Abstract

Druckregelventil mit einem Gehäuse, das eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, einen in einem Lager axial verschiebbaren Anker, einen Kern und eine Flussleiteinrichtung aufweist, und das eine Anschlussbohrung und ein Anschlussstutzen besitzt, wobei der Anschlussstutzen einen Ventilsitz für den Anker aufweist, wobei das Gehäuse im wesentlichen zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Unterteil den Anschlussstutzen und die Anschlussbohrung aufweist und in einem Oberteil des Gehäuses kraft- oder formschlüssig angeordnet ist, wobei im zum Kern gerichteten Teil des Anschlussstutzens eine Lagerbuchse für den Anker vorgesehen ist und imentgegengesetzten Teil des Anschlussstutzen eine Anschlagbuchse für den Anker vorgesehen ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Druckregelventil
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil mit einem Gehäuse, dass eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, einen in einem Lager axial verschiebbaren Anker, einen Kern und eine Flussleiteinrichtung aufweist, und dass eine Anschlussbohrung und einen Anschlussstutzen besitzt, wobei der Anschlussstutzen einen Ventilsitz für den Anker aufweist.
Derartige Druckregelventile werden insbesondere bei hydraulischen Stelleinrichtungen, in Steuerungen für Kraftfahrzeugautomatikgetriebe oder auch in Kombination mit einer Druck- bzw. Durchsatz gesteuerten Motoröl pumpe eingesetzt. Dabei kann es sich um sogenannte On/Off-Ventile handeln, oder auch sogenannte Modulatorventile, die einen Durchsatz stufenlos regeln können. Beispielhaft soll hier ein On/Off-Regelventil aufgeführt werden, dass aus der DE 197 16 185 A1 bekannt ist. Hierbei wirkt ein elektromagnetisch angetriebener Anker mit einem Ventilsitz zusammen, um eine Anschlussöffnung fluidisch mit einer Abflussbohrung zu verbinden. Dabei wirkt der Anker mit Druckfedern und dem elektromagnetischen Antrieb derart zusammen, dass ein abgedichtetes Verschließen in der Off-Stellung gewährleistet ist. Um dies zu gewährleisten, sind hohe Anforderungen an den Elektromagnetantrieb und die Fertigungsgenauigkeit des Druckregelventils zu stellen, was naturgemäß zu einem hohen Herstellungs- und Montageaufwand führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelventil zu verschaffen, das seine Funktionsfähigkeit bei möglichst geringem Herstellungs- und Montageaufwand gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse im Wesentlichen zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Unterteil den Anschlussstutzen und die Anschlussbohrung aufweist, und in einem Oberteil des Gehäuses kraft- oder formschlüssig angeordnet ist, wobei im zum Kern gerichteten Teile des Anschlussstutzens eine Lagerbuchse für den Anker vorgesehen ist und im entgegengesetzten Teil des Anschlussstutzens eine Anschlagbuchse für den Anker vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das Druckregelventil hinsichtlich Toleranz- und Fertigungsgenauigkeit besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
Dadurch, dass das Unterteil eine durchgehende Bohrung aufweist, in der die Lagerbuchse und die Anschlagbuchse kraft- oder formschlüssig angeordnet sind, ist das Unterteil besonders kostengünstig herstellbar und vermeidet damit auf einfache Weise Fluchtungsungenauigkeiten zwischen Lager- und Anschlagbuchse.
Dadurch, dass die Lagerbuchse gegenüber der Anschlussbohrung zurückversetzt im Unterteil angeordnet ist, ist ein hoher Druckmitttel-Durchsatz über die Anschlussbohrung auch bei kleinem Ankerhub auf einfache Weise realisierbar. Hiebei ist es vorteilhaft, wenn die Eindringtiefe der Anschlagbuchse in das Unterteil einstellbar ist, derart, dass der Hubweg des Ankers einstellbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet sein, dass die Anschlagbuchse in das Unterteil eingepresst ist und eine Rändelung, Kordelung oder dergleichen aufweist, so dass die Einstellung der Anschlagbuchse einfach und genau vorgenommen werden kann.
Um eine gute Dichtwirkung zu erzielen, kann das zum Unterteil gerichtete Ende des Ankers unter einem Winkel α angeschrägt sein und das zum Anker gerichtete Ende der Anschlagsbuchse unter einem Winkel ß angeschrägt sein, derart, dass eine Linienberührung zwischen dem Anker und der Anschlagbuchse vorliegt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, dass der Kern einen Zapfen aus einem unmagnetisierbaren Werkstoff aufweist, der als Anschlagelement für den Anker und als Federsitz für eine Feder wirkt, die den Anker federnd gegenüber dem Kern abstützt. Dabei kann der Zapfen einstellbar im Kern angeordnet sein.
Um des Weiteren eine leichte Beweglichkeit des Ankers zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, im Anker eine Innenbohrung vorzusehen, die für einen Druckausgleich über den Anker sorgt. Dies hat auch zufolge, dass der Elektromagnetantrieb eine wesentlich geringe Kraft bereitstellen muss, um den Anker zu bewegen und dem entsprechend kostengünstiger ausgeführt sein kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter 5 Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.
Hierin zeigt die einige Figur eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Druckregelventils.
10 Das erfindungsgemäße Regelventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das im Wesentlichen zweiteilig ausgeführt ist. Das Oberteil 3 weist eine elektromagnetische Antriebseinheit 4 auf, die auf einen in einem Lager 5 axial verschiebbar angeordneten Anker 6 einwirkt. Der elektromagnetische Antrieb 4 besteht im Wesentlichen aus einer Spule 7, einem Kern 8, und einer Flußleiteinrichtung, die
15 aus einem Rückschlussblech 9 und einem Joch 10 besteht. Das im Kunststoff ausgeführte Gehäuse weist zudem noch einen Stecker 11 zur Ansteuerung des Druckregelventils auf. Der Kern 8 ist im vorliegenden Fall im Oberteil 3 verklipst.
Der elektromagnetische Antrieb 4 wirkt auf den Anker 6 ein, der im vorliegenden Fall
20 als Ventilstange und Ventilverschlussgliedes eines On-Off-Ventils dient. Der Anker 6 ist dabei durch eine Feder 12 gegenüber dem Kern 8 in einer Schließstellung vorgespannt. Die Feder 12 ist durch einen Zapfen 13 geführt, der im
Montagezustand verstellbar im Kern angeordnet ist und gleichzeitig als oberes
Anschlagelement für den Anker 6 dient. Der Anker 6 ist seinerseits in einer hier als
25 Gleitlager ausgeführten Lagerbuchse 5, bei der zumindest die Laufschicht aus einem unmagnetisierbaren Werkstoff besteht, beweglich gelagert. Die Lagerbuchse kann dabei insbesondere aus einem magnetisierbaren Stahlträgerblech und einer unmagnetisierbaren Gleitschicht, beispielsweise aus Bronze oder Teflon bestehen.
Das Dickeverhältnis zwischen Strahlträgerblech und Gleitschicht beträgt hierbei ca.
30 70 : 30, um sowohl optimale Laufeigenschaften für den Anker als auch eine hinreichende Magnetkraft zu gewährleisten. Diese Lagerbuchse 5 ist in einem
Unterteil 14 angeordnet, das im Oberteil 3 des Gehäuses 2 kraft- oder formschlüssig angeordnet ist. Dieses Unterteil 14 weist zudem einen Anschlussstutzen 15 auf, der im vorliegenden Fall der Zuführung eines Druckmittels dient und besitzt eine Anschlussbohrung 16 über die das Druckmittel weitergeleitet werden kann. Im Anschlussstutzen 15 ist eine Anschlagbuchse 17 vorgesehen, die den Ventilsitz für den Anker 6 bildet. Dabei ist das zum Unterteil 14 gerichtete Ende des Ankers 6 unter einem Winkel α angeschrägt und das zum Anker 6 gerichtete Ende der Anschlagbuchse 16 unter einem Winkel ß angeschrägt. Aufgrund der ungleichen Winkel entsteht eine Linienberührung des Ankers 6 auf der Anschlagbuchse 16, was eine gute Dichtwirkung zur Folge hat. Bei der Endmontage kann durch ein sogenanntes „Anschlagen" die Linienabdichtung sicher gestellt werden. Zudem weist die Anschlagbuchse 16 eine nicht dargestellte Rändelung auf, die es ermöglicht die Eindringtief der Anschlagbuchse 16 genau einzustellen und damit den Hubweg des Ankers 6 zu begrenzen.
Um eine vollflächige Durchströmung der Anschlussbohrung 16 zu bei Durchströmen des Druckmittels vom Anschlussstutzen 17 zur Anschlussbohrung 16 eine zu erreichen, ist das Lager 5 gegenüber der Anschlussbohrung 16 leicht zurückversetzt im Unterteil 15 angeordnet, wodurch die der Lagerdicke entsprechende Freifläche eine Strömungszone bildet, die das vollflächige Durchströmen der Anschlussbohrung 16 ermöglicht.
Der Anker 6 west des Weiteren eine Innenbohrung 18 auf, die einen Druckausgleich über den Anker 6 gewährleistet. Aufgrund der Gestaltung des Ankers 6 und der Tatsache, dass oberhalb des Ankers6 der gleiche Druck wie unterhalb des Ankers 6 herrscht, ist der Anker 6 selbst druckausgeglichen. Auf diese Weise kann der elektromagnetische Antrieb 4 einfacher und kostengünstiger ausgeführt werden.
Im nichtgeschalteten Zustand wird der Anker 6 durch die Rückstellfeder 12 gegen den Ventilsitz der Anschlagbuchse 17 gedrückt und verschließt auf diese Weise die fluidische Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen 15 und der Anschlussbohrung 16. Das dargestellte Druckregelventil 1 kann insbesondere als Regelventil für eine regelbare mechanische Ölpumpe eingesetzt werden, bei der durch dieses Druckregelventil die Ölfördermenge gesteuert werden soll. Soll nun der Öldruck der Ölpumpe verringert werden, wird der elektromagnetische Antrieb 4 betätigt und damit der Anker 6 in Richtung des Kerns 8 bewegt. Damit kann das Öl über den Zulauf des Anschlussstutzens 15 zur Anschlussbohrung 16 geführt werden und von da aus drucklos in eine nicht dargestellte Ölwanne geführt werden. Durch die dargestellte Anordnung insbesondere durch das vorsehen eines Unterteils 14 in den die Lagerbuchse 5 zur Lagerung des Ankers 6 sowie die Anschlagbuchse 17 mit dem Ventilsitz für den Anker 6 in einer Innenbohrung angeordnet sind, wird eine besonders leicht gängige, frei von Toleranzungenauigkeiten und damit kostengünstig herzustellende Anordnung gewährleistet. Es sollte deutlich sein, dass ein derartiges Druckregelventil 1 nicht nur als On/Off-Ventil sondern als auch stufenlos regelbares Druckregelventil ausgeführt sein kann. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass die Anschlussbohrung 16 durch eine bekannte Schieberanaordnung geöffnet bzw. geschlossen wird.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Druckregelventil (1 ) mit einem Gehäuse (2), das eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule (7), einen in einem Lager (5) axial verschiebbaren Anker (6), einen Kern (8) und eine Flussleiteinrichtung (9, 10) aufweist, und das eine Anschlussbohrung (16) und ein Anschlussstutzen (15) besitzt, wobei der Anschlussstutzen (15) einen Ventilsitz für den Anker (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im wesentlichen zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein Unterteil (14) den Anschlussstutzen (15) und die Anschlussbohrung (16) aufweist und in einem Oberteil (3) des Gehäuses (2) kraft- oder formschlüssig angeordnet ist, wobei im zum Kern (8) gerichteten Teil des Anschlussstutzens (15) eine Lagerbuchse (5) für den Anker (6) vorgesehen ist und im entgegengesetzten Teil des Anschlussstutzen (15) eine Anschlagbuchse (17) für den Anker (6) vorgesehen ist.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Unterteil (14) eine durchgehende Bohrung aufweist, in der die Lagerbuchse (5) und die Anschlagbuchse (17) kraft- oder formschlüssig angeordnet sind.
3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lagerbuchse (5) gegenüber der Anschlussbohrung (16) zurückversetzt im Unterteil angeordnet ist.
4. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe der Anschlagbuchse (17) in das Unterteil (14) einstellbar ist, derart, dass der Hubweg des Ankers (6) einstellbar ist.
5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Anschlagbuchse (17) in das Unterteil (14) eingepresst ist und eine Rändelung, Kordelung oder dergleichen aufweist.
6. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Unterteil (14) gerichtete Ende des Ankers (6) unter einem Winkel α angeschrägt ist und das zum Anker (6) gerichtete Ende der Anschlussbuchse unter einem Winkel ß angeschrägt ist, derart, dass eine Linienberührung zwischen dem Anker (6) und der Anschlussbuchse (17) vorliegt.
7. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (8) einen Zapfen (13) aus einem unmagnetisierbaren Werkstoff aufweist, der als Anschlagelement für den Anker (6) und als Federsitz für eine Feder (12) wirkt, die den Anker (6) federnd gegenüber dem Kern (8) abstützt.
8. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (13) einstellbar im Kern (6) angeordnet ist.
9. Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anker (6) eine Innenbohrung (18) vorgesehen ist.
EP09783797A 2008-12-09 2009-10-07 Druckregelventil Ceased EP2364410A1 (de)

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