DE102014215879A1

DE102014215879A1 - Electromagnetic valve

Info

Publication number: DE102014215879A1
Application number: DE102014215879.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-02-11
Also published as: WO2016023783A1

Abstract

Ein Elektromagnetventil besitzt einen Anker (5), dessen Bewegung zum Öffnen bzw. zum Schließen des Ventils führt. Um die Bewegung des Ankers (5) auch bei unterschiedlichen Viskositäten des Hydraulikmediums konstant zu halten, ist eine Viskose abhängige Steuerung für einen Drosselspalt vorgesehen. Dieser besteht aus einem Dämpfungsring (13), der die Mündung eines Kanals (6, 7) im Anker (5) überdeckt, wobei ein Längsschlitz (15) des Dämpfungsringes (13) über der Mündung liegt. Steigt der Druck in dem Kanal (6, 7) aufgrund einer hohen Viskosität an, wird der Dämpfungsring 13 erweitert und der Längsschlitz 15 weiter geöffnet, so dass die Drosselwirkung an der Mündung sinkt.A solenoid valve has an armature (5) whose movement leads to opening or closing of the valve. In order to keep the movement of the armature (5) constant even with different viscosities of the hydraulic medium, a viscous dependent control is provided for a throttle gap. This consists of a damping ring (13) which covers the mouth of a channel (6, 7) in the armature (5), wherein a longitudinal slot (15) of the damping ring (13) lies over the mouth. If the pressure in the channel (6, 7) increases due to a high viscosity, the damping ring 13 is widened and the longitudinal slot 15 is opened further, so that the throttling effect at the mouth drops.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Ventil zum Schalten eines hydraulischen Kreises, insbesondere eines Bremskreises, mit einem einen Ventilschließkörper tragenden Anker und einem Kern, um die herum sich eine Spule zum Erzeugen eines Magnetfeldes befindet, wobei zwischen dem Kern und dem Anker ein Ausgleichsraum ausgebildet ist, dessen Volumen sich mit einer magnetisch induzierten Bewegung des Ankers zum Kern verkleinert und der stromaufwärts oder stromabwärts des Ventils mit dem hydraulischen Kreis über eine Drossel in Verbindung steht. The invention relates to an electromagnetic valve for switching a hydraulic circuit, in particular a brake circuit, with a valve closing body bearing armature and a core around which is a coil for generating a magnetic field, wherein formed between the core and the anchor a compensation space is whose volume decreases with a magnetically induced movement of the armature to the core and the upstream or downstream of the valve with the hydraulic circuit via a throttle in connection.

Derartige Ventile sind bekannt: Der Anker und der Kern bestehen im Wesentlichen jeweils aus einem zylindrischen Körper, die in einer Hülse, die mit einem Ventilgehäuse verbunden ist, hintereinander angeordnet sind, so dass sich Stirnseiten der Körper gegenüberliegen und zwischen sich einen Ausgleichsraum einschließen. Um die Hülse herum befindet sich eine Spule. Wird diese mit einem Strom beaufschlagt, so entsteht ein elektromagnetisches Feld, das bewirkt, dass Anker und Hülse zusammengezogen werden, wodurch das Ventil zum Schalten eines hydraulischen Kreises, z. B. eines Bremskreises, betätigt wird. Such valves are known: The armature and the core essentially each consist of a cylindrical body, which are arranged in a sleeve, which is connected to a valve housing, one behind the other, so that opposite faces of the body and include a compensation space between them. Around the sleeve is a coil. If this is supplied with a current, so creates an electromagnetic field, which causes the armature and sleeve are contracted, whereby the valve for switching a hydraulic circuit, for. B. a brake circuit is actuated.

Da sich dabei der Abstand zwischen dem Anker und dem Kern verkleinern wird, verändert sich dabei auch das Volumen des Ausgleichsraumes, wobei das sich darin befindende Hydraulikmedium über eine Drossel in den hydraulischen Kreis vor oder hinter dem Ventil zurückgeleitet wird. Diese Drossel hat eine dämpfende Wirkung, so dass die Bewegung des Ankers in Richtung auf den Kern verzögert erfolgt.In this case, since the distance between the armature and the core will decrease, the volume of the compensation chamber also changes, with the hydraulic medium located therein being fed back via a throttle into the hydraulic circuit in front of or behind the valve. This throttle has a damping effect, so that the movement of the armature is delayed in the direction of the core.

Zwischen dem Anker und der Hülse befindet sich eine Rückstellfeder, die das Ventil wieder zurückstellt, sobald der Stromfluss durch die Spule unterbrochen wird. Between the armature and the sleeve there is a return spring, which resets the valve as soon as the flow of current through the coil is interrupted.

Es hat sich gezeigt, dass eine konstante Drosselung, wie sie bisher realisiert wird, den Nachteil hat, dass bei einer geringen Viskosität des Hydraulikmediums, wie sie z. B. bei Temperaturen unter 0°C vorliegt, die Dämpfung zu stark ist, so dass die Schaltzeiten des Ventils negativ beeinflusst werden. Auf der anderen Seite ist bei geringen Viskositäten des Mediums, also z. B. bei hohen Temperaturen, die Drosselung nicht ausreichend, so dass starke Anschlaggeräusche entstehen, wenn der Anker gegen den Kern schlägt.It has been found that a constant throttling, as has been realized so far, has the disadvantage that at a low viscosity of the hydraulic medium, as z. B. is present at temperatures below 0 ° C, the damping is too strong, so that the switching times of the valve are adversely affected. On the other hand, with low viscosities of the medium, ie z. B. at high temperatures, the throttling is not sufficient, so that strong impact noises arise when the anchor strikes against the core.

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, über den gesamten Viskositätsbereich des hydraulischen Mediums eine möglichst gleich bleibende Dämpfung des Ankers zu bewirken.The invention is thus based on the task of effecting as constant as possible damping of the armature over the entire viscosity range of the hydraulic medium.

Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung vor, dass der Ausgleichsraum mit einem im Anker verlaufenden Kanal in Verbindung steht, der in die Mantelfläche des Ankers mündet, und dass um den Anker ein einen Längsschlitz aufweisender Dämpfungsring verläuft, der die Mündung abdeckt.To solve the problem, the invention provides that the compensation chamber communicates with a channel running in the armature, which opens into the lateral surface of the armature, and that runs around the armature has a longitudinal slot exhibiting damping ring covering the mouth.

Bei einer Betätigung des Ventils bildet sich ein Staudruck im Kanal, der eine Aufweitung des Dämpfungsringes hervorruft, die möglich ist, weil sich der Längsschlitz verbreitert. Da sich der Dämpfungsring dabei von der Mündung entfernt, wird der den Durchfluss bestimmende Austrittsquerschnitt vergrößert und die Drosselwirkung verkleinert. Bei hohen Viskositäten steigt bei einer Bewegung des Ankers in Richtung auf den Kern der Druck besonders stark an, so dass der Austrittsquerschnitt stark vergrößert wird, wodurch die hohe Viskosität kompensiert wird. Der Dämpfungsring reguliert somit den Austrittsquerschnitt des Kanals in der Abhängigkeit von der Viskosität des Hydraulikmediums.Upon actuation of the valve, a back pressure in the channel, which causes an expansion of the damping ring, which is possible because of the longitudinal slot widened forms. Since the damping ring thereby removed from the mouth of the flow-determining outlet cross section is increased and reduces the throttle effect. At high viscosities, when the armature moves in the direction of the core, the pressure increases particularly sharply, so that the outlet cross-section is greatly increased, whereby the high viscosity is compensated. The damping ring thus regulates the outlet cross-section of the channel as a function of the viscosity of the hydraulic medium.

Diese Regelung ist besonders effektiv und genau, wenn der Längsschlitz sich vor der Mündung befindet. Bei einem Aufweiten des Dämpfungsringes wird der Längsschlitz geöffnet, wobei dessen Breite unmittelbar den Austrittsquerschnitt bestimmt.This control is particularly effective and accurate when the longitudinal slot is in front of the mouth. Upon expansion of the damping ring, the longitudinal slot is opened, the width of which directly determines the outlet cross section.

Vorzugsweise weist der Kanal eine durchgehende Querbohrung auf, so dass zwei gegenüberliegende Mündungen vorliegen, wobei der Längsschlitz vor einer der Mündungen liegt. Eine durchgehende Querbohrung lässt sich einerseits leichter herstellen und zum anderen ist auch an der Mündung ohne des Längsschlitzes eine gewisse viskositätsabhängige Steuerung des Querschnitts gegeben.Preferably, the channel has a continuous transverse bore, so that there are two opposite orifices, wherein the longitudinal slot is located in front of one of the orifices. On the one hand, a continuous transverse bore can be produced more easily and, on the other hand, a certain viscosity-dependent control of the cross section is also provided at the mouth without the longitudinal slot.

Damit der Dämpfungsring sich nicht verschiebt, also stets vor der Mündung oder den Mündungen liegt, ist vorgesehen, dass der Dämpfungsring in einer um den Anker umlaufenden Nut liegt. Thus, the damping ring does not move, so always lies in front of the mouth or the mouths, it is provided that the damping ring is located in a circumferential groove around the anchor.

Vorzugsweise wird weiterhin der Anker in einer Hülse geführt, wobei sich zwischen dem Anker und der Hülse ein Radialspalt ausbildet, der ebenfalls als Drossel fungiert, auch wenn diese nicht viskoseabhängig gesteuert ist. Preferably, the armature is further guided in a sleeve, wherein a radial gap is formed between the armature and the sleeve, which also acts as a throttle, even if it is not controlled viscose dependent.

Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. To show:

1 einen Querschnitt durch ein elektromagnetisches Ventil, und 1 a cross section through an electromagnetic valve, and

2 eine perspektivische Außenansicht des Ventils mit einem Dämpfungsring. 2 an external perspective view of the valve with a damping ring.

Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. Diese zeigt den Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil. Man erkennt zunächst einen Teil eines Ventilgehäuses 1, das einen Kragen 2 aufweist, an dem der untere Teil einer Hülse 3 befestigt ist, die – was hier nicht näher dargestellt ist – oben von einer einteilig mit der Hülse verbundenen Kappe geschlossen ist.First, on the 1 Referenced. This shows the cross section through a Valve according to the invention. One first recognizes a part of a valve housing 1 that a collar 2 has, at which the lower part of a sleeve 3 is attached, which - which is not shown here - is closed at the top of a one-piece connected to the sleeve cap.

Im oberen Teil der Hülse 3 befindet sich ein in der Hülse 3 befestigter, vorzugsweise mit der Hülse 3 verschweißter Kern 4 aus einem ferromagnetischen Material, wobei der Kern 4 anstelle der Kappe den oberen Verschluss für die Hülse 3 bilden kann. Unterhalb des Kerns befindet sich ein ebenfalls aus einem ferromagnetischen Material bestehender Anker 5 mit einer Längsbohrung 6 und einer Querbohrung 7. Die Längsbohrung 6 dient des Weiteren als Aufnahme für eine Rückstellfeder 8, die sich einerseits an einer Stufe in der Längsbohrung 6 und andererseits am Kern 4 abstützt. In the upper part of the sleeve 3 is one in the sleeve 3 fastened, preferably with the sleeve 3 welded core 4 made of a ferromagnetic material, wherein the core 4 instead of the cap the upper closure for the sleeve 3 can form. Below the core is an anchor, also made of a ferromagnetic material 5 with a longitudinal bore 6 and a transverse bore 7 , The longitudinal bore 6 further serves as a receptacle for a return spring 8th , on the one hand at a step in the longitudinal bore 6 and on the other hand, at the core 4 supported.

Zwischen der oberen Stirnseite des Ankers 5 und der unteren Stirnseite des Kerns 4 befindet sich ein Ausgleichsraum 9. Die Hülse 3 ist von einer Spule, die hier nicht näher dargestellt ist, umgeben. Wird diese erregt, werden sowohl der Kern und der Anker magnetisch und ziehen sich an, so dass das Volumen des Ausgleichsraumes verringert wird. Between the upper end of the anchor 5 and the lower end of the core 4 there is a compensation room 9 , The sleeve 3 is surrounded by a coil, which is not shown here. When energized, both the core and the armature become magnetic and attract, thus reducing the volume of the equalization space.

Am unteren Ende des Ankers 5 befindet sich ein kugelförmiger Ventilschließkörper 10, der an einem Ventilsitz 11 anliegt. At the bottom of the anchor 5 there is a spherical valve closing body 10 who is at a valve seat 11 is applied.

In den Ventilsitz 11 mündet eine Durchgangsbohrung 12, die mit einem Abschnitt eines hydraulischen Kreises verbunden ist, während der Bereich oberhalb des Ventilsitzes 11 mit einem anderen Abschnitt des Hydraulikkreises verbunden ist. In the valve seat 11 opens a through hole 12 which is connected to a portion of a hydraulic circuit while the area above the valve seat 11 is connected to another portion of the hydraulic circuit.

Das Ventil ist ein so genanntes stromlos geschlossenes Ventil. Ohne eine Erregung des Elektromagneten drückt die Rückstellfeder 8 den Ventilschließkörper 10 auf den Ventilsitz 11, so dass die Durchgangsbohrung 12 geschlossen ist und der hydraulische Kreis unterbrochen ist. The valve is a so-called normally closed valve. Without energizing the electromagnet, the return spring pushes 8th the valve closing body 10 on the valve seat 11 so that the through hole 12 is closed and the hydraulic circuit is interrupted.

Die Bewegungen des Ankers 5 sollen nun einerseits möglichst schnell – damit hohe kurze Schaltzeiten erreicht werden – andererseits auch nicht zu schnell erfolgen, damit Geräusche beim Anschlagen des Ankers 5 an den Kern 4 während des Öffnens des Ventils unterbunden werden. Dazu ist um den Anker ein Dämpfungsring 13 mit einem Längsschlitz 15 gelegt, wie dies in der 2 zu erkennen ist, der die beiden Mündungen der Querbohrung 7 in die Mantelfläche des Ankers 5 abdeckt, wobei der Längsschlitz vor einer der Mündungen liegen kann, aber nicht muss. Der Längsschlitz unterbricht den Umfang des Dämpfungsringes 13 auf seiner ganzen Höhe, so dass sich der Dämpfungsring 13 aufweiten kann, wobei sich die Breite des Längsschlitzes 15 vergrößert. Der Dämpfungsring 13 besteht aus einem elastischen Material, so dass er nach einer Aufweitung sich wieder auf seinen ursprünglichen Umfang zurückziehen kann.The movements of the anchor 5 On the one hand, on the one hand as fast as possible - so that high short switching times are achieved - on the other hand, not too fast, so that noise when hitting the anchor 5 to the core 4 be prevented during the opening of the valve. This is a damper ring around the anchor 13 with a longitudinal slot 15 laid as in the 2 It can be seen, the two mouths of the transverse bore 7 in the lateral surface of the anchor 5 covering, wherein the longitudinal slot may lie in front of one of the mouths, but does not have to. The longitudinal slot interrupts the circumference of the damping ring 13 at its full height, so that the damping ring 13 can widen, with the width of the longitudinal slot 15 increased. The damping ring 13 is made of an elastic material so that it can retract to its original size after being widened.

Die Mantelfläche des Kerns 4 weist im Bereich der Mündungen eine umlaufende Nut 14 auf, in der der Dämpfungsring 13 liegt und diesen in axialer Richtung fixiert, womit sichergestellt wird, dass dieser stets vor den Mündungen liegt. The lateral surface of the core 4 has a circumferential groove in the mouths 14 on, in which the damping ring 13 is located and this fixed in the axial direction, thus ensuring that this is always in front of the mouths.

Zwischen der Innenseite des Dämpfungsringes 13 und dem Boden der Nut 14 liegt ein Ringspalt vor, der als Drossel wirkt. Die Drosselwirkung wird bestimmt von der vorgegebenen Breite des Dämpfungsringes 13 und der Höhe des Ringspaltes, die wiederum bestimmt wird von dem im Ringspalt wirkenden Druck. Je höher der Druck ist, desto stärker wird nämlich der Dämpfungsring 13 aufgeweitet und damit die Höhe des Ringspaltes vergrößert.Between the inside of the damping ring 13 and the bottom of the groove 14 There is an annular gap, which acts as a throttle. The throttle effect is determined by the predetermined width of the damping ring 13 and the height of the annular gap, which in turn is determined by the pressure acting in the annular gap. The higher the pressure, the stronger the damping ring becomes 13 widened and thus increases the height of the annular gap.

Die Breite des Dämpfungsringes 13 bestimmt die dem Druck ausgesetzte Fläche des Dämpfungsringes 13. Durch die Wahl der Breite des Dämpfungsringes 13 kann somit Einfluss genommen werden auf die Abhängigkeit zwischen Druck und Drosselwirkung.The width of the damping ring 13 determines the area exposed to the pressure of the damping ring 13 , By choosing the width of the damping ring 13 can thus be influenced on the dependence between pressure and throttle effect.

Der Innendurchmesser der Hülse 3 ist etwas größer als der Durchmesser des Ankers 5 an einer in seinem oberen Bereich vorliegenden Erweiterung 16, so dass zwischen der Erweiterung 16 und der Hülse 3 ein kleiner Radialspalt 17 vorliegt, der als Drossel wirkt.The inner diameter of the sleeve 3 is slightly larger than the diameter of the anchor 5 at an extension in its upper area 16 , so between the extension 16 and the sleeve 3 a small radial gap 17 is present, which acts as a throttle.

Wird der Elektromagnet erregt, wird der Anker 5 nach oben gegen den Kern 4 gezogen, wodurch der Ausgleichsraum 9 verkleinert wird. Das aus dem Ausgleichsraum 9 verdrängte Hydraulikmedium versucht, einerseits über den Radialspalt 17 und andererseits durch den Ringspalt zwischen dem Dämpfungsring 13 und dem Boden der Nut 14 bzw. den Längsschlitz 15 zu entweichen. Diese wirken allerdings als Drosseln, so dass in Abhängigkeit von der Viskosität des Hydraulikmediums dies nur mit einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit erfolgen kann, die die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 5 bestimmt. When the solenoid is energized, the armature becomes 5 up against the core 4 pulled, causing the compensation room 9 is reduced. That from the compensation room 9 displaced hydraulic medium tries, on the one hand over the radial gap 17 and on the other hand through the annular gap between the damping ring 13 and the bottom of the groove 14 or the longitudinal slot 15 to escape. However, these act as throttles, so that depending on the viscosity of the hydraulic medium, this can be done only with a certain flow rate, the speed of movement of the armature 5 certainly.

Eine zu hohe Viskosität des Hydraulikmediums wird aber dadurch kompensiert, dass der Dämpfungsring durch den an den Mündungen anstehenden Druck des Hydraulikmediums aufgeweitet wird. Besitzt das Hydraulikmedium nämlich eine hohe Viskosität, so steigt der Druck in der Querbohrung 7 besonders stark an, wodurch der Dämpfungsring 13 aufgeweitet wird und der Längsschlitz verbreitert wird. Entsprechend sinkt die Drosselwirkung an den Mündungen. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 5 bleibt auch bei unterschiedlichen Viskositäten des Hydraulikmediums im Wesentlichen konstant, so dass einerseits hohe Schaltzeiten erreicht werden und andererseits Anschlaggeräusche vermieden werden. Too high a viscosity of the hydraulic medium is compensated by the fact that the damping ring is widened by the pending at the mouth pressure of the hydraulic medium. If the hydraulic medium has a high viscosity, the pressure in the transverse bore increases 7 particularly strong, causing the damping ring 13 is widened and the longitudinal slot is widened. Accordingly, the throttle effect decreases at the mouths. The speed of movement of the anchor 5 remains substantially constant even at different viscosities of the hydraulic medium, so that on the one hand high switching times are achieved and on the other hand, stop noises are avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Ventilgehäuse valve housing
22: Kragen collar
33: Hülse shell
44: Kern core
55: Anker anchor
66: Längsbohrung longitudinal bore
77: Querbohrung cross hole
88th: Rückstellfeder Return spring
99: Ausgleichsraum compensation space
1010: Ventilschließkörper Valve closing body
1111: Ventilsitz valve seat
1212: Durchgangsbohrung Through Hole
1313: Dämpfungsring damping ring
1414: Nut groove
1515: Längsschlitz longitudinal slot
1616: Erweiterung extension
1717: Radialspalt radial gap
1818
1919

Claims

Electromagnetic valve for switching a hydraulic circuit, in particular a brake circuit, having a valve closing body ( 10 ) carrying anchors ( 5 ) and a core ( 4 ) around which there is a coil for generating a magnetic field, wherein between the core ( 4 ) and the anchor ( 5 ) a compensation room ( 9 ) is formed whose volume is associated with a magnetically induced movement of the armature ( 5 ) to the core ( 4 ) and the upstream or downstream of the valve with the hydraulic circuit via a throttle in combination, characterized in that the compensation space ( 9 ) with one in the anchor ( 5 ) extending channel, which is in the lateral surface of the armature ( 5 ) and that around the anchor ( 5 ) a longitudinal slot ( 15 ) having damping ring ( 13 ), which covers the mouth.

Electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the longitudinal slot ( 15 ) lies in front of the mouth.

Electromagnetic valve according to claim 2, characterized in that the channel has a continuous transverse bore ( 7 ), so that there are two opposite orifices, wherein the longitudinal slot ( 15 ) lies in front of one of the mouths.

Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the damping ring ( 13 ) in one around the anchor ( 5 ) circumferential groove ( 14 ) lies.

Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the armature ( 5 ) in a sleeve ( 3 ) is guided, wherein acting as an additional throttle radial gap ( 17 ) between the anchor ( 5 ) and the sleeve ( 3 ) remains.