DE102008060889B4

DE102008060889B4 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE102008060889B4
Application number: DE102008060889.0A
Authority: DE
Inventors: Werner Buse; Franz-Josef Schnelker; Rolf Dohrmann
Original assignee: Pierburg GmbH
Current assignee: Pierburg GmbH
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: EP2364410A1; CN102245945B; WO2010066485A1; US20110226975A1; US20150090912A1; CN102245945A; DE102008060889A1

Abstract

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 einen Anschlussstutzen (15) besitzt, wobei der Anschlussstutzen (15) einen Ventilsitz für den Anker (6) aufweist, wobei 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (14) eine durchgehende Bohrung aufweist, in der die Lagerbuchse (5) und die Anschlagbuchse (17) kraft- oder formschlüssig angeordnet sind, wobei im zum Kern (8) gerichteten Teil eines axialen Anschlussstutzens (15) eine Lagerbuchse (5) für den Anker (6) vorgesehen ist, die gegenüber einer radialen Anschlussbohrung (16) zurückversetzt im Unterteil angeordnet ist und im entgegengesetzten Teil des Anschlussstutzen (15) eine Anschlagbuchse (17) für den Anker (6) vorgesehen ist, derart, dass durch die der Lagerdicke entsprechende Freifläche eine Strömungszone gebildet ist, die das vollflächige Durchströmen der Anschlussbohrung (16) ermöglicht.

Description

Druckregelventil
Die Erfindung betrifft ein 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 einen 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.
Derartige Druckregelventile werden insbesondere bei hydraulischen Stelleinrichtungen, in Steuerungen für Kraftfahrzeugautomatikgetriebe oder auch in Kombination mit einer Druck- bzw. Durchsatz gesteuerten Motorölpumpe 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.
Aus der DE 10 2007 002 465 A1 ist ein Hochdruck-Dieselventil bekannt, bei dem ein Gehäuse vorgesehen ist, das eine auf einen Spulenträger gewickelte Spule, einen in einem Lager axial verschiebbaren Anker, einen Kern und eine Flussleiteinrichtung aufweist. Des Weiteren ist das Gehäuse im Wesentlichen zweiteilig ausgeführt, wobei ein Unterteil einen Anschlussstutzen für ein Druckmittel und eine Anschlussbohrung für ein Druckmittel aufweist. Das Unterteil ist in einem Oberteil des Gehäuses kraft- oder formschlüssig angeordnet. Des Weiteren weist das Unterteil eine Lagerbuchse auf, in der ein Ankerteil beweglich gelagert ist. Mit diesem Ankerteil ist ein Steuerelement verbunden, das sowohl radiale Bohrungen als auch axiale Bohrungen aufweist, die mit der Anschlussbohrung korrespondieren. Das Steuerventil wirkt mit seiner vom Anker abgewandten Fläche mit einer Anschlagbuchse zusammen. Es sollte deutlich sein, dass eine derartige Ausführungsform eines Hochregelventils teuer und kompliziert in der Herstellung ist. Darüberhinaus ist aus der US 5 531 422 A ein Druckregelventil mit einer Anschlagbuchse für einen Anker bekannt. Auch ist aus der DE 198 59 116 A1 ein Elektromagnetventil bekannt, dass einen Einstellzapfen im Kern mit einer Rändelung zur verbesserten Einstellbarkeit aufweist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelventil bereitzustellen, das seine Funktionsfähigkeit bei möglichst geringem Herstellungs- und Montageaufwand gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Unterteil eine durchgehende Bohrung aufweist, in der die Lagerbuchse und die Anschlagbuchse kraft- oder formschlüssig angeordnet sind, wobei im zum Kern gerichteten Teil eines axialen Anschlussstutzens eine Lagerbuchse für den Anker vorgesehen ist, die gegenüber einer radialen Anschlussbohrung zurückversetzt im Unterteil angeordnet ist und im entgegengesetzten Teil des Anschlussstutzen eine Anschlagbuchse für den Anker vorgesehen ist, derart, dass durch die der Lagerdicke entsprechende Freifläche eine Strömungszone gebildet ist, die das vollflächige Durchströmen der Anschlussbohrung ermöglicht.
Hierdurch ist unter anderem 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 Druckmittel-Durchsatz über die Anschlussbohrung auch bei kleinem Ankerhub auf einfache Weise realisierbar.
Es ist 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 β 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 Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert.
Hierin zeigt die einige Figur eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Druckregelventils.
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 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 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 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. 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 17 unter einem Winkel β angeschrägt. Aufgrund der ungleichen Winkel entsteht eine Linienberührung des Ankers 6 auf der Anschlagbuchse 17, was eine gute Dichtwirkung zur Folge hat. Bei der Endmontage kann durch ein sogenanntes „Anschlagen“ die Linienabdichtung sicher gestellt werden. Zudem weist die Anschlagbuchse 17 eine nicht dargestellte Rändelung auf, die es ermöglicht, die Eindringtiefe der Anschlagbuchse 17 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 15 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 Ankers 6 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

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 einen Anschlussstutzen (15) besitzt, wobei der Anschlussstutzen (15) einen Ventilsitz für den Anker (6) aufweist, wobei 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (14) eine durchgehende Bohrung aufweist, in der die Lagerbuchse (5) und die Anschlagbuchse (17) kraft- oder formschlüssig angeordnet sind, wobei im zum Kern (8) gerichteten Teil eines axialen Anschlussstutzens (15) eine Lagerbuchse (5) für den Anker (6) vorgesehen ist, die gegenüber einer radialen Anschlussbohrung (16) zurückversetzt im Unterteil angeordnet ist und im entgegengesetzten Teil des Anschlussstutzen (15) eine Anschlagbuchse (17) für den Anker (6) vorgesehen ist, derart, dass durch die der Lagerdicke entsprechende Freifläche eine Strömungszone gebildet ist, die das vollflächige Durchströmen der Anschlussbohrung (16) ermöglicht.
Druckregelventil nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe der Anschlagbuchse (17) in das Unterteil (14) einstellbar ist, derart, dass der Hubweg des Ankers (6) einstellbar ist.
Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagbuchse (17) in das Unterteil (14) eingepresst ist und eine Rändelung, Kordelung oder dergleichen aufweist.
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 β angeschrägt ist, derart, dass eine Linienberührung zwischen dem Anker (6) und der Anschlagbuchse (17) vorliegt.
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.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (13) einstellbar im Kern (8) angeordnet ist.
Druckregelventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Anker (6) eine Innenbohrung (18) vorgesehen ist.