WO2008034720A1 - Elektromagnetventil - Google Patents

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WO2008034720A1 PCT/EP2007/059252 EP2007059252W WO2008034720A1 WO 2008034720 A1 WO2008034720 A1 WO 2008034720A1 EP 2007059252 W EP2007059252 W EP 2007059252W WO 2008034720 A1 WO2008034720 A1 WO 2008034720A1
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PCT/EP2007/059252
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Christian Courth
Fabian Wey
Axel Nieder-Vahrenholz
Jan Hoffmann
Harald Biller
Marcus Forche
Jochen Klein
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Continental Teves Ag & Co. Ohg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall
    • F16F9/464—Control of valve bias or pre-stress, e.g. electromagnetically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
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    • H01F7/1607—Armatures entering the winding

Definitions

  • the invention relates to a solenoid valve, in particular a proportional throttle valve for adjustable shock absorbers, according to the preamble of patent claim 1.
  • a solenoid valve which is used as a proportional throttle valve for a controllable shock absorber.
  • the accuracy of the current flow controllable flow area is of particular importance.
  • the solenoid valve provides an adjustment of the valve characteristic by branching of the magnetic circuit into a main and a secondary path, to which the magnetic resistance within the magnetic circuit is influenced via a variable axial air gap.
  • the magnetic circuit influencing requires a correspondingly large construction costs and complex security measures to exclude an improper adjustment after the adjustment of the magnetic circuit can.
  • the object of the present invention is, while avoiding the aforementioned disadvantages, to design a solenoid valve of the specified type as compact as possible and to be able to set it with as simple as possible, functionally reliable means. This object is achieved for a solenoid valve of the type mentioned by the characterizing features of claim 1.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through the inventive
  • Solenoid valve which is preferably used as a proportional pilot valve for an adjustable shock absorber
  • FIG. 2 the solenoid valve shown in Fig. 1 respectively in a perspective view to illustrate the invention for the magnetic circuit proposed adjustment principle.
  • FIG. 1 shows the solenoid valve according to the invention, which preferably comes as a proportional throttle valve for adjustable shock absorbers used, consisting of a two-part housing, in whose non-magnetizable sleeve portion 6, a magnet armature 4 is guided axially movable.
  • the armature 4 is connected via a plunger with a valve closing member 3, which cooperates with a arranged in the magnetizable portion 1 of the housing valve seat 2.
  • About the size of the passage cross section at the valve seat 2 is within the housing between a first and a second pressure medium channel 15, 16, a proportional control of the pressure medium in response to a fixed to the housing electric coil 13 is possible, which actuates the magnet armature 4 proportional.
  • the passage cross-section can be both completely closed and continuously varied by variable stroke adjustment of the magnet armature 4, for which the stroke adjustment takes place in force equilibrium between a spring force of the control spring 5 and a force exerted by the armature 4 on the valve closing member 3 magnetic force, of the coil on the electric 13 applied size of the electric current, for which a suitable control device is used.
  • the armature 4 and the valve closing member 3 are precisely guided within the two-piece housing via the plunger, including the above the armature 4 protruding plunger end is received within a cap-shaped closed end portion of the non-magnetizable sleeve portion 6, while the projecting below the armature 4 plunger section within a is mounted axially movable in the magnetizable section 1 of the housing pressed bushing 8.
  • the invention provides for a precise adjustment of the magnetic force Einjust Schlieren a magnetically active surface 17 in a radial magnetic transition of the magnetic circuit, so that targeted influence on the size of the magnetic force by varying the size of the surface 17 can be taken.
  • the magnetizable surface 17 is disposed between the electric coil 13 and the non-magnetizable sleeve portion 6 of the housing.
  • the precise Einjust ist the desired magnetic force takes place here in a particularly simple manner continuously by a relative rotational movement between a magnetic circuit return sleeve 7 (hereinafter referred to return sleeve) and the electric coil 13.
  • the easily accessible return sleeve 7 is this directly between a the electric coil 13 partially comprehensive yoke sleeve 11th and the non-magnetic sleeve portion 6 of the housing used without play.
  • the magnetic circuit is formed from the magnetizable portion 1 of the housing, the magnet armature 4, the return sleeve 7 and the electric coil 13 outside embracing yoke sleeve 11, while the non-magnetizable sleeve portion 1 of the housing exclusively the seal of the magnet armature space, the leadership of the armature 4 and the Carrying the magnetizable yoke sleeve 7 takes over, which is pressed onto the sleeve portion 6.
  • the yoke sleeve 11 has a directed onto the return sleeve 7 projection 14, which is provided for varying the size of the magnetically active surface 17 on the inner circumference with recesses 12, the influence on the magnetic transition depending on Vercarder relative position between yoke sleeve 11 and return sleeve 7 partially or completely covered by a crown-shaped lateral surface of the return sleeve 7.
  • the size of the magnetically active surface 17 is thus determined by the degree of coverage of the crown contour 9 in the region of the recess 14 provided with the recesses 12, so that with increasing coverage (ie: the magnetically active area 17 increases), the efficiency of the magnetic circuit increases accordingly, while with decreasing coverage (ie: the magnetically active area 17 decreases), the efficiency of the magnetic circuit decreases accordingly.
  • the rotationally dependent Einjust ist the magnetic force is advantageously carried out during assembly of the electric coil 13 on the already functional with the magnet armature 4, the valve closure member 3, the valve seat 2 and the control spring 5 populated and assembled two-piece housing whose sleeve portion 6 already carries the return sleeve 7 by means of press connection, wherein for the adjustment of the magnetic force either the section 1 of the housing (housing lower part) or the electric coil 13 via their yoke sleeve 11 relative zueinan- be rotated until under electromagnetic excitation of the desired size corresponding flow or stroke of the valve closing member 3 is reached.
  • the yoke sleeve 11 is provided with a rotation, for which the yoke sleeve 11 protruding, magnetizable portion 1 is fixed by means of a plausibleverstemmung of the housing material.
  • the presented solenoid valve has the advantage that the magnetic force can be precisely adjusted with minimal manufacturing effort, the required for influencing the magnetic circuit contours (recess 12, crown contour 9) can be produced automatically as so-called tool falling parts (yoke sleeve 11, return sleeve 7).
  • FIG 2, 3 show two perspective views of the presented electromagnetic valve, which differ only by different degrees of coverage of the magnetically active surface 17 provided between the return sleeve 7 and the projection 14, which is why with respect to the other Details on the preceding parts of the description to Figure 1 is referenced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Hülsenabschnitt (6) aufweist, in dem als Bestandteil eines Magnetantriebs ein Magnetanker (4) axial bewegbar geführt ist, mit einem über den Magnetanker (4) betätigbaren Ventilschließglied (3), das mit einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz (2) zusammenwirkt, um einen Durchlass zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal (15, 16) einstellen zu können, sowie mit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule (13) zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Hubbetätigung des Magnetankers (4) in Abhängigkeit der Größe eines Magnetkreises. Die Erfindung sieht vor, dass durch eine variable, magnetisch wirksame Fläche (17) in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises die Magnetkraft veränderbar ist.

Description

Elektromagnetventil
Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere ein Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus DE 197 22 216 Al ist bereits ein Elektromagnetventil bekannt, das als Proportionaldrosselventil für einen regelbaren Stoßdämpfer eingesetzt wird. Bei einem derartigen Elektromagnetventil kommt der Genauigkeit des durch Stromvorgabe steuerbaren Durchflussquerschnitts besondere Bedeutung zu. Das Elektromagnetventil sieht hierzu eine Einstellung der Ventilkennlinie durch Verzweigung des Magnetkreises in einen Haupt- und einen Nebenpfad vor, wozu über einen veränderbaren axialen Luftspalt der magnetische Widerstand innerhalb des Magnetkreises beeinflusst wird. Diese Art und Weise der Magnetkreisbeeinflussung erfordert jedoch einen entsprechend großen Bauaufwand sowie aufwendige Sicherungsmaßnahmen, um ein unzulässiges Verstellen nach erfolgter Justierung des Magnetkreises ausschließen zu können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung vorgenannter Nachteile ein Elektromagnetventil der angegebenen Art möglichst kompakt bauend auszuführen und mit möglichst einfachen, funktionssicheren Mitteln einstellen zu können . Diese Aufgabe wird für ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus den nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor .
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße
Elektromagnetventil, das bevorzugt als Proportio- nal-Vorsteuerventil für einen regelbaren Stoßdämpfer verwendet wird,
Fig. 2, 3 das in Fig. 1 gezeigte Elektromagnetventil jeweils in einer Perspektivansicht zur Verdeutlichung des für den Magnetkreis erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einstellprinzips.
Die Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Elektromagnetventil, das bevorzugt als Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer zum Einsatz gelangt, bestehend aus einem zweiteiligen Gehäuse, in dessen nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 6 ein Magnetanker 4 axial beweglich geführt ist. Der Magnetanker 4 ist über einen Stößel mit einem Ventilschließglied 3 verbunden, das mit einem im magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses angeordneten Ventilsitz 2 zusammenwirkt. Über die Größe des Durchlassquerschnitts am Ventilsitz 2 ist innerhalb des Gehäuses zwischen einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal 15, 16 eine Proportionalregelung des Druckmittels in Abhängigkeit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule 13 möglich, die den Magnetanker 4 entsprechend proportional betätigt. Der Durchlassquerschnitt kann sowohl vollständig geschlossen als auch durch variable Hubverstellung des Magnetankers 4 stufenlos verändert werden, wozu die Hubverstellung im Kraftgleichgewicht zwischen einer Federkraft der Regelfeder 5 und einer vom Magnetanker 4 auf das Ventilschließglied 3 ausgeübten Magnetkraft erfolgt, die von der an der Elektro- spule 13 angelegten Größe des elektrischen Stroms abhängt, wozu ein geeignetes Steuergerät verwendet wird.
Baulich sind der Magnetanker 4 und das Ventilschließglied 3 über den Stößel präzise innerhalb des zweiteiligen Gehäuses geführt, wozu das oberhalb des Magnetankers 4 hervorstehende Stößelende innerhalb eines kappenförmig geschlossenen Endbereichs des nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitts 6 aufgenommen ist, während der unterhalb des Magnetankers 4 hervorstehende Stößelabschnitt innerhalb einer in den magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses eingepressten Buchse 8 axial beweglich gelagert ist.
Die Erfindung sieht im Sinne einer präzisen Einstellung der Magnetkraft ein Einjustieren einer magnetisch wirksamen Fläche 17 in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises vor, sodass gezielt Einfluss auf die Größe der Magnetkraft durch Variation der Größe der Fläche 17 genommen werden kann. Hierzu befindet sich die magnetisierbare Fläche 17 zwischen der Elektrospule 13 und dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt 6 des Gehäuses angeordnet. Die präzise Einjustierung der gewünschten Magnetkraft erfolgt hierbei auf besonders einfache Weise stufenlos durch eine relative Drehbewegung zwischen einer Magnetkreis-Rückschlusshülse 7 (nachfolgend Rückschlusshülse genannt) und der Elektrospule 13. Die gut zugängliche Rückschlusshülse 7 ist hierzu direkt zwischen einer die Elektrospule 13 teilweise umfassenden Jochhülse 11 und dem nicht magnetischen Hülsenabschnitt 6 des Gehäuses spielfrei eingesetzt. - A -
Der Magnetkreis wird aus dem magnetisierbaren Abschnitt 1 des Gehäuses, dem Magnetanker 4, der Rückschlusshülse 7 und der die Elektrospule 13 außen umgreifenden Jochhülse 11 gebildet, während der nicht magnetisierbare Hülsenabschnitt 1 des Gehäuses ausschließlich die Abdichtung des Magnetankerraums, die Führung des Magnetankers 4 sowie das Tragen der magnetisierbaren Rückschlusshülse 7 übernimmt, die auf dem Hülsenabschnitt 6 aufgepresst ist.
Die Jochhülse 11 weist einen auf die Rückschlusshülse 7 gerichteten Vorsprung 14 auf, der zur Variation der Größe der magnetisch wirksamen Fläche 17 über den Innenumfang mit Aussparungen 12 versehen ist, die zur Beeinflussung des magnetischen Übergangs je nach verdrehabhängiger Relativstellung zwischen Jochhülse 11 und Rückschlusshülse 7 teilweise oder vollständig durch eine kronenförmige Mantelfläche der Rückschlusshülse 7 verdeckt sind. Die Größe der magnetisch wirksamen Fläche 17 wird somit durch den Überdeckungsgrad der Kronenkontur 9 im Bereich des mit den Aussparungen 12 versehenen Vorsprungs 14 bestimmt, sodass mit zunehmenden Überdeckungsgrad (d.h.: die magnetisch wirksame Fläche 17 nimmt zu) der Wirkungsgrad des Magnetkreises entsprechend zunimmt, während bei abnehmenden Überdeckungsgrad (d.h.: die magnetisch wirksame Fläche 17 nimmt ab) der Wirkungsgrad des Magnetkreises entsprechend abnimmt.
Die verdrehabhängige Einjustierung der Magnetkraft erfolgt zweckmäßigerweise bei der Montage der Elektrospule 13 auf das bereits funktionsfähig mit dem Magnetanker 4, dem Ventilschließglied 3, dem Ventilsitz 2 und der Regelfeder 5 bestückte und zusammengefügte zweiteilige Gehäuse, dessen Hülsenabschnitt 6 bereits die Rückschlusshülse 7 mittels Pressverbindung trägt, wobei zur Einjustierung der Magnetkraft entweder der Abschnitt 1 des Gehäuse (Gehäuseunterteil) oder die Elektrospule 13 über ihre Jochhülse 11 relativ zueinan- der verdreht werden, bis unter elektromagnetischer Erregung ein der Sollgröße entsprechender Durchfluss bzw. Hub des Ventilschließgliedes 3 erreicht ist.
Nach der Einjustierung der Magnetkraft wird die Jochhülse 11 mit einer Verdrehsicherung versehen, wozu der an der Jochhülse 11 hervorstehende, magnetisierbare Abschnitt 1 mittels einer Außenverstemmung des Gehäusematerials fixiert wird.
Das vorgestellte Elektromagnetventil hat den Vorteil, dass mit kleinstem Herstellaufwand die Magnetkraft präzise eingestellt werden kann, wobei die zur Beeinflussung des Magnetkreises erforderlichen Konturen (Aussparung 12, Kronenkontur 9) automatengerecht als so genannte werkzeugfallende Teile (Jochhülse 11, Rückschlusshülse 7) hergestellt werden können .
Durch die Fixierung der Jochhülse 11 am Abschnitt 1 mittels der Außenverstemmung sind keine weiteren Sicherungsmaßnahmen nach Abschluss des Einstellprozesses erforderlich. Die Sollgröße, die dem hydraulische Durchfluss entspricht, sowie die Stellgröße, die dem elektrischen Strom entspricht, sind während des Einstellprozesses einfach und flexibel zu verändern, sodass nach Wunsch oder Bedarf jede spezifische Einstellung des Elektromagnetventils (beispielsweise„weiche" oder „harte" Ventilkennlinie für den regelbaren Stoßdämpfer) kostengünstig vorgenommen werden kann.
Ausgehend von den bisherigen Ausführungen zum Elektromagnetventil nach Figur 1 zeigen hierzu die Figuren 2, 3 zwei Perspektivansichten des vorgestellten Elektromagnetventils, die sich lediglich durch unterschiedliche Überdeckungsgrade der zwischen der Rückschlusshülse 7 und dem Vorsprung 14 vorgesehenen magnetisch wirksamen Fläche 17 unterscheiden, weshalb bezüglich den weiteren abgebildeten Einzelheiten auf die vorstehenden Beschreibungsteile zu Figur 1 verwiesen wird.
Bezugszeichenliste
1 Abschnitt
2 Ventilsitz
3 Ventilschließglied
4 Magnetanker
5 Regelfeder
6 Hülsenabschnitt
7 Magnetkreis-Rückschlusshülse
8 Buchse
9 Kronenkontur
10 Anschlussstecker
11 Jochhülse
12 Aussparung
13 Elektrospule
14 Vorsprung
15 Druckmittelkanal
16 Druckmittelkanal
17 Fläche

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetventil, insbesondere Proportionaldrosselventil für regelbare Stoßdämpfer, bestehend aus einem Gehäuse, das einen Hülsenabschnitt aufweist, in dem als Bestandteil eines Magnetantriebs ein Magnetanker axial bewegbar geführt ist, mit einem über den Magnetanker betätigbaren Ventilschließglied, das mit einem im Gehäuse angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, um einen Durchlass zwischen wenigstens einem ersten und einem zweiten Druckmittelkanal einstellen zu können, sowie mit einer am Gehäuse fixierten Elektrospule zur Erzeugung einer Magnetkraft zur Hubbetätigung des Magnetankers innerhalb eines Magnetkreises, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine einstellbare, magnetisch wirksame Fläche (17) in einem radialen magnetischen Übergang des Magnetkreises die Magnetkraft veränderbar ist .
2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (17) zwischen der Elektrospule (13) und dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt (6) des Gehäuse angeordnet ist.
3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Fläche (17) durch eine relative Drehbewegung zwischen einer Magnetkreis- Rückschlusshülse (7) und einer die Elektrospule (13) teilweise umfassenden Jochhülse (11) variabel einstellbar ist.
4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlusshülse (7) spielfrei zwischen dem nicht magnetisierbaren Hülsenabschnitt (6) des Gehäuses und der Jochhülse (11) angeordnet ist.
5. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Jochhülse
(11) einen auf die Rückschlusshülse (7) gerichteten Vorsprung (14) aufweist, der zur Variation der Größe der magnetisch wirksamen Fläche (17) mit Aussparungen
(12) versehen ist, die zur Beeinflussung des magnetischen Übergangs teilweise oder vollständig durch die Mantelfläche der Rückschlusshülse (7) verdeckbar sind.
6. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der magnetisch wirksamen Fläche (17) die Rückschlusshülse (7) im Überdeckungsbereich des mit den Aussparungen (12) versehenen Vorsprungs (14) eine Kronenkontur (9) aufweist.
7. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Einjustierung der Magnetkraft durch die Relativdrehung der Jochhülse (11) zur Rückschlusshülse (7) die Jochhülse (11) mit einer Verdrehsicherung versehen ist, die mittels einer Außenverstemmung eines die Jochhülse (11) kontaktierenden magnetischen Abschnitts (1) erfolgt.
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