WO2007048705A1 - Electromagnetic actuating unit - Google Patents

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WO2007048705A1
WO2007048705A1 PCT/EP2006/067256 EP2006067256W WO2007048705A1 WO 2007048705 A1 WO2007048705 A1 WO 2007048705A1 EP 2006067256 W EP2006067256 W EP 2006067256W WO 2007048705 A1 WO2007048705 A1 WO 2007048705A1
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WO
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armature
bearing structure
electromagnetic actuator
plastic
guide
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/067256
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French (fr)
Inventor
Tilo Hofmann
Claus Fleig
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/16—Rectilinearly-movable armatures
    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • 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
    • F16K31/0603—Multiple-way valves
    • F16K31/0624—Lift valves
    • 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
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    • F16K31/0655—Lift valves
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    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2022—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means actuated by a proportional solenoid
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    • H01F7/1607—Armatures entering the winding
    • H01F2007/163—Armatures entering the winding with axial bearing

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic actuator with the features of the preamble of independent claim 1.
  • an electromagnetic pressure control valve which can be used to control automatic transmissions in motor vehicles and is characterized by low production costs, low leakage and a too low operating pressures towards extended operating range with a continuous curve.
  • the known pressure control valve comprises an electromagnetic actuator which comprises an electromagnet with coil and armature.
  • the armature has an associated armature piston, which is guided at its free end by means of an armature guide sleeve inserted into a pole piece of the electromagnet.
  • the armature piston acts on an actuator, which is in operative connection with a closing member of the pressure regulating valve.
  • the electromagnetic actuator according to the invention allows a cost-effective and easy to manufacture direct storage of the armature of an electromagnetic actuator in an armature guide and the abandonment of separate bearing elements.
  • An elaborate coating of the armature or the anchor guide is not required.
  • the electromagnetic actuator according to the invention uses a formed from plastic by injection molding on the actuator bearing structure for the anchor. As a result, different storage structures can be produced in a relatively simple manner.
  • lower Dimensions can be achieved, resulting in a space advantage that can be used to achieve higher magnetic forces or to reduce weight and reduction of the actuator.
  • the armature guide facing the armature peripheral surface is provided with at least one recess into which a bearing structure made of plastic is introduced by injection molding.
  • the at least one recess, in which a bearing structure made of plastic is introduced by injection molding to form the armature facing inner surface of the armature guide.
  • the bearing structure has raised portions which protrude either from the armature circumferential surface in the direction of the armature guide or from the inner surface of the armature guide in the direction of the armature.
  • the armature circumferential surface is provided with recesses extending in the axial direction of movement of the armature in the form of longitudinal grooves, in which plastic webs protruding over the armature peripheral surface are injected as bearing structure, or in that the inner surface of the armature guide is in the axial direction of movement of the armature guide Ankers extending in the form of longitudinal grooves formed recesses is injected into the protruding as a bearing structure on the inner surface plastic webs.
  • This embodiment has the advantage that exist between the plastic webs extending in the axial direction venting channels.
  • the armature circumferential surface with at least one annular groove-shaped recess, into which a plastic ring projecting beyond the armature peripheral surface is injected as the bearing structure.
  • the inner surface of the armature guide it is also possible for the inner surface of the armature guide to be provided with at least one annular groove-shaped recess into which a bearing structure can be provided via the inner surface protruding plastic ring is injected.
  • a particularly advantageous embodiment provides that the Ankerelles- surface is cylindrically formed about an anchor central axis and is provided with at least one annular groove-shaped recess in which a circumferential bearing structure is injected from plastic, which is distributed over the circumference with raised portions on the anchor peripheral surface addition extends.
  • This embodiment combines the advantages of ease of manufacture with the advantage of vent openings, each provided between two raised locations.
  • FIG. 1 a shows a hydraulic valve with a first exemplary embodiment of the electromagnetic actuating unit
  • FIG. 1b shows a cross section through the armature of FIG. 1a along the line A-A, FIG.
  • FIG. 2b shows a cross section through the armature of Fig. 2a along the line A-A
  • Fig. 2c shows a cross section through the armature of Fig. 2a corresponding to a third
  • Fig. 2d is an enlarged partial view of Fig. 2a with anchor and armature guide for the embodiment in Fig. 2a and 2c.
  • Fig. 1 shows a hydraulic valve 1, which may be, for example, a used for controlling a transmission pressure control valve or switching valve.
  • an electromagnetic actuator unit is provided in a magnet housing 30, which comprises an electromagnet 11 with a coil 15 and a movable armature 13 acting on an actuator 21, and a first pole piece 29 on one of the valve closure member 23
  • the distance between the two pole pieces 28 and 29 can be adjusted via a sleeve 35 which is inserted into the coil and at the both pole pieces support.
  • the first pole piece 29 has a cylinder wall which forms an armature guide 14 for the armature 13 of the actuating unit.
  • the two pole pieces can also be integrally formed in the form of a so-called pole tube, which is used as a magnetic core in the coil 15 and has an inner recess in which slides the anchor.
  • the armature 13 can be manufactured by turning, milling, die casting, sintering or as MIM component or stamped part of magnetic material.
  • the armature has a cylindrical shape with a passage recess 16 extending in the direction of movement of the armature, preferably formed as a bore, and a projection 34 projecting towards the valve closing member 23, which engages in a cup-shaped attachment 34.
  • the passage recess 16 may also be arranged eccentrically in the armature.
  • the attachment 34 is supported by a spring element 36 on the second pole piece 28 and acts on an actuator 21 which actuates the valve closure member 23 and is slidably mounted in an actuator guide 22 inserted into the second pole piece 28.
  • the valve closing member 23 cooperates with a flat seat 24 which is formed in a Ventilfiansch 25.
  • the valve hinge 25 is for example made of plastic by injection molding and integrally formed on the second pole piece 28 by injection molding.
  • an inlet 26 and a drain 27 is formed for hydraulic oil.
  • the valve closing member 23 By means of the valve closing member 23, the connection from the inlet 26 to the outlet 27 is opened and closed. At the end remote from the valve closing member 23 of the armature 13, this is supported via a spring element 32 on an adjusting screw 33 inserted into the first pole piece 29. Electrical connections 37 of the electric magnet 11 are guided out of the housing 30 at the end of the magnetic part facing away from the valve hinge 25.
  • the armature 13 is provided on its armature peripheral surface 17 with five parallel to the anchor center salmon 31, or in the axial direction recesses 12 in the form of longitudinal grooves which extend beyond the circumference of the armature are preferably distributed evenly such that the circumferential distance of each second adjacent recesses is approximately equal.
  • the five recesses 12 are injection-molded with bearing structures 19 a, which form in the radial direction over the armature peripheral surface 17 protruding plastic webs.
  • a plastic is in particular PA 6.6, LCP, PPS or PEAK in question, which was added as a reinforcing material glass fibers or carbon fibers and the lubricant as a filler such as PTFE was added.
  • the armature 13 comes to bear against the cylindrical inner surface 18 of the armature guide 14 only with the bearing structures 19 a. In this way, a cost-effective sliding bearing for the armature 13, which makes it possible, in the axial direction in the
  • Anchor guide 14 easy to slide. Since the armature circumferential surface is not provided with bearing structures everywhere, there are advantageously ventilation channels between the bearing structures 19 a, which extend from the end face facing the first pole piece 29 in the direction of the end face of the armature 13 facing the second pole piece 28.
  • FIGS. 2a and 2b A further embodiment of the invention is shown in FIGS. 2a and 2b.
  • the recesses 12 are each injection-molded with an annular bearing structure 19b made of plastic, each of which forms a plastic ring projecting beyond the armature peripheral surface 17 and comprising the armature circumferential surface.
  • annular bearing structure 19b made of plastic, each of which forms a plastic ring projecting beyond the armature peripheral surface 17 and comprising the armature circumferential surface.
  • only one plastic ring can be used.
  • annular recess can also be formed on the inner side 18 of the armature guide 14.
  • the bearing structures are from the inner side 18 of the armature guide in the radial direction to the anchor down.
  • FIG. 2c A particularly advantageous embodiment is shown in Fig. 2c.
  • the hydraulic valve is constructed as in FIG. 2a.
  • the armature is provided with two recesses 12, which are introduced as annular grooves in the armature peripheral surface 17.
  • the recesses 12 are now each ejected with plastic, that a circumferential bearing structure 19c made of plastic, which extends with distributed over the circumference of raised portions 40 on the armature peripheral surface 17 also and in the areas
  • one or more existing injection point 42 can be arranged for the injection-molded bearing structure 19c within the depressed areas 41, so that the sliding ability of the armature 13 in the armature guide 14 is not impaired.
  • the projection of the bearing structure of the armature peripheral surface or of the inner surface of the armature guide can be determined so that dependent on the bearing clearance magnetic transverse forces are minimized. This is the case if the residual air gap s in FIG. 2d, ie the difference between the inner diameter d3 of the armature guide 14 and the outer diameter d2 of the bearing structure 19c, is smaller than the projection of the bearing structure 19c on one side of the armature circumferential surface, if that is, the condition d3-d2 is satisfied smaller than (d2-dl) / 2, where dl is the outer diameter of the armature circumferential surface 17.
  • the bearing structure made of plastic produced by injection molding helically or spirally form on the armature peripheral surface or on the inner surface of the armature guide.
  • it may also be provided to form the bearing structure on an anchor bolt connected to the armature, which is guided in an armature guide in a slidable manner.
  • the bearing structures Due to the production of the bearing structure made of plastic by injection molding, the bearing structures can advantageously be produced very precisely with tight tolerances, whereby a cost-effective design with very tight bearing clearance is achieved, which is a great advantage in the use of the electromagnetic actuator in a hydraulic valve.

Abstract

An electromagnetic actuating unit for a hydraulic valve (1) is proposed, comprising an electromagnet (11) with a coil (15) and an armature (13), which is movably mounted in an armature guide (14) and acts on an actuating element (21), in which unit a bearing structure (19a, 19b, 10, 19c), produced from plastic by the injection-moulding process, for the armature (13) is formed on the actuating unit.

Description

Elektromagnetische Stelleinheit Electromagnetic actuator
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Stelleinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.The invention relates to an electromagnetic actuator with the features of the preamble of independent claim 1.
Aus der WO 99/08169 ist ein elektromagnetisches Druckregelventil bekannt, das sich zur Ansteuerung von Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen einsetzen lässt und sich durch geringe Herstellungskosten, eine geringe Leckage und einen zu geringen Betriebsdrücken hin erweiterten Betriebsbereich mit stetig verlaufender Kennlinie auszeichnet. Das bekannte Druckregelventil umfasst eine elektromagnetische Stelleinheit, welche einen Elektromagneten mit Spule und Anker umfasst. Der Anker weist einen damit verbundenen Ankerkolben auf, der an seinem freien Ende mittels einer in ein Polstück des Elektromagneten eingesetzten Ankerführungshülse geführt wird. Der Ankerkolben wirkt auf ein Stellglied ein, welches in einer Wirkverbindung mit einem Schließglied des Druckregelventils steht.From WO 99/08169 an electromagnetic pressure control valve is known, which can be used to control automatic transmissions in motor vehicles and is characterized by low production costs, low leakage and a too low operating pressures towards extended operating range with a continuous curve. The known pressure control valve comprises an electromagnetic actuator which comprises an electromagnet with coil and armature. The armature has an associated armature piston, which is guided at its free end by means of an armature guide sleeve inserted into a pole piece of the electromagnet. The armature piston acts on an actuator, which is in operative connection with a closing member of the pressure regulating valve.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße elektromagnetische Stelleinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine kostengünstige und einfach herzustellende Direktlagerung des Ankers einer elektromagnetischen Stelleinheit in einer Ankerführung und den Verzicht auf separate Lagerelemente. Eine aufwendige Beschichtung des Ankers o- der der Ankerführung ist nicht erforderlich. Die erfindungsgemäße elektromagnetische Stelleinheit verwendet eine aus Kunststoff im Spritzverfahren an der Stelleinheit ausgebildete Lagerstruktur für den Anker. Hierdurch sind unterschiedliche Lagerstrukturen in relativ einfacher Weise herstellbar. Zudem sind im Vergleich zum Stand der Technik aufgrund des Wegfalls der separaten Lagerelemente geringere Abmessungen erzielbar, woraus sich ein Bauraumvorteil ergibt, der zur Erzielung höhere Magnetkräfte oder zur Gewichtsreduzierung und Verkleinerung des Stelleinheit genutzt werden kann.The electromagnetic actuator according to the invention with the features of claim 1 allows a cost-effective and easy to manufacture direct storage of the armature of an electromagnetic actuator in an armature guide and the abandonment of separate bearing elements. An elaborate coating of the armature or the anchor guide is not required. The electromagnetic actuator according to the invention uses a formed from plastic by injection molding on the actuator bearing structure for the anchor. As a result, different storage structures can be produced in a relatively simple manner. In addition, compared to the prior art due to the elimination of the separate bearing elements lower Dimensions can be achieved, resulting in a space advantage that can be used to achieve higher magnetic forces or to reduce weight and reduction of the actuator.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Merkmale ermöglicht.Advantageous embodiments and further developments of the invention are made possible by the features described in the dependent claims.
In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die der Ankerführung zugewandte Ankerumfangsfläche mit wenigstens einer Ausnehmung versehen ist, in die eine Lagerstruktur aus Kunststoff im Spritzverfahren eingebracht ist. E- benso ist es möglich, die wenigstens eine Ausnehmung, in die eine Lagerstruktur aus Kunststoff im Spritzverfahren eingebracht ist, an der dem Anker zugewandten Innenfläche der Ankerführung auszubilden. In beiden Fällen weist die Lagerstruktur erhabene Stellen auf, die entweder von der Ankerumfangsfläche in Richtung der Ankerführung oder von der Innenfläche der Ankerführung in Richtung des Ankers abstehen.In an advantageous embodiment, it is provided that the armature guide facing the armature peripheral surface is provided with at least one recess into which a bearing structure made of plastic is introduced by injection molding. E- benso it is possible, the at least one recess, in which a bearing structure made of plastic is introduced by injection molding, to form the armature facing inner surface of the armature guide. In both cases, the bearing structure has raised portions which protrude either from the armature circumferential surface in the direction of the armature guide or from the inner surface of the armature guide in the direction of the armature.
Die Ausgestaltung der Lagerstrukturen im Spritzgussverfahren ermöglicht, unterschiedliche Formen und Ausrichtungen.The design of the bearing structures by injection molding allows different shapes and orientations.
In einem Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass die Ankerumfangsfläche mit sich in axialer Bewegungsrichtung des Ankers erstreckenden in Form von Längsnuten ausgebildeten Ausnehmungen versehen ist, in die als Lagerstruktur über die Ankerumfangsfläche überstehende Kunststoffstege eingespritzt sind, oder dass die Innenfläche der Ankerführung mit sich in axialer Bewegungsrichtung des Ankers erstreckenden in Form von Längsnuten ausgebildeten Ausnehmungen versehen ist, in die als Lagerstruktur über die Innenfläche überstehende Kunststoffstege eingespritzt sind. Dieses Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, dass zwischen den Kunststoffstegen in axialer Richtung verlaufende Entlüftungskanäle bestehen.In one embodiment, it is provided that the armature circumferential surface is provided with recesses extending in the axial direction of movement of the armature in the form of longitudinal grooves, in which plastic webs protruding over the armature peripheral surface are injected as bearing structure, or in that the inner surface of the armature guide is in the axial direction of movement of the armature guide Ankers extending in the form of longitudinal grooves formed recesses is injected into the protruding as a bearing structure on the inner surface plastic webs. This embodiment has the advantage that exist between the plastic webs extending in the axial direction venting channels.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Ankerumfangsfläche mit wenigstens einer ringnutförmigen Ausnehmung zu versehen, in die als Lagerstruktur ein über die Ankerumfangsfläche überstehender Kunststoffring eingespritzt ist. Es kann aber auch die Innenfläche der Ankerführung mit wenigstens einer ringnut- förmigen Ausnehmung versehen sein, in die als Lagerstruktur ein über die Innen- fläche überstehender Kunststoffring eingespritzt ist. Diese Ausführungsbeispiele sind vorteilhaft besonders einfach herzustellenIn a further embodiment, it is provided to provide the armature circumferential surface with at least one annular groove-shaped recess, into which a plastic ring projecting beyond the armature peripheral surface is injected as the bearing structure. However, it is also possible for the inner surface of the armature guide to be provided with at least one annular groove-shaped recess into which a bearing structure can be provided via the inner surface protruding plastic ring is injected. These embodiments are advantageous particularly easy to manufacture
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Ankerumfangs- fläche zylindrisch um eine Ankermittelachse ausgebildet ist und mit wenigstens einer ringnutförmigen Ausnehmung versehen ist, in die eine umlaufende Lagerstruktur aus Kunststoff eingespritzt ist, die sich mit über den Umfang verteilten erhabenen Stellen über die Ankerumfangsfläche hinaus erstreckt. Dieses Ausführungsbeispiel vereint die Vorteile der einfachen Herstellbarkeit mit dem Vorteil von Entlüf- tungsöffnungen, die jeweils zwischen zwei erhabenen Stellen vorgesehen sind. Zudem besteht der Vorteil, dass der Anspritzpunkt für die im Spritzverfahren hergestellte Lagerstruktur zwischen den erhabenen Stellen versenkt werden kann und somit nicht die Gleitfähigkeit des Ankers in der Ankerführung beeinträchtigt.A particularly advantageous embodiment provides that the Ankerumfangs- surface is cylindrically formed about an anchor central axis and is provided with at least one annular groove-shaped recess in which a circumferential bearing structure is injected from plastic, which is distributed over the circumference with raised portions on the anchor peripheral surface addition extends. This embodiment combines the advantages of ease of manufacture with the advantage of vent openings, each provided between two raised locations. In addition, there is the advantage that the injection point for the bearing structure produced by the injection process between the raised positions can be sunk and thus does not affect the lubricity of the armature in the armature guide.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in the following description.
Es zeigt Fig. Ia ein Hydraulikventil mit einem ersten Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen Stelleinheit,1 a shows a hydraulic valve with a first exemplary embodiment of the electromagnetic actuating unit,
Fig. Ib einen Querschnitt durch den Anker von Fig. Ia entlang der Linie A-A,FIG. 1b shows a cross section through the armature of FIG. 1a along the line A-A, FIG.
Fig. 2a ein Hydraulikventil mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen Stelleinheit,2a shows a hydraulic valve with a second embodiment of the electromagnetic actuator,
Fig. 2b einen Querschnitt durch den Anker aus Fig. 2a entlang der Linie A-A2b shows a cross section through the armature of Fig. 2a along the line A-A
Fig. 2c einen Querschnitt durch den Anker aus Fig. 2a entsprechend einem drittenFig. 2c shows a cross section through the armature of Fig. 2a corresponding to a third
Ausführungsbeispiel der Erfindung.Embodiment of the invention.
Fig. 2d eine vergrößerte Teilansicht aus Fig. 2a mit Anker und Ankerführung für das Ausführungsbeispiel in Fig. 2a und 2c.Fig. 2d is an enlarged partial view of Fig. 2a with anchor and armature guide for the embodiment in Fig. 2a and 2c.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Fig. 1 zeigt ein Hydraulikventil 1, welches beispielsweise ein zur Ansteuerung eines Getriebes eingesetztes Druckregelventil oder Schaltventil sein kann. In dem Hydraulikventil 1 ist in einem Magnetgehäuse 30 eine elektromagnetische Stelleinheit vor- gesehen, die einen Elektromagneten 11 mit einer Spule 15 und mit einem beweglichen Anker 13 umfasst, der auf ein Stellglied 21 einwirkt, sowie ein erstes Polstück 29 an einem von dem Ventilschließglied 23 abgewandten Ende der Spule 15 und zweites Polstück 28 an einem dem Ventilschließglied 23 zugewandten Ende der Spule 15. Der Abstand der beiden Polstücke 28 und 29 kann über eine Hülse 35 ein- gestellt werden, die in die Spule eingesetzt ist und an der sich beide Polstücke abstützen. Das erste Polstücks 29 weist eine Zylinderwand auf, die eine Ankerführung 14 für den Anker 13 der Stelleinheit ausbildet. Die beiden Polstücke können auch einteilig in Form eines so genannten Polrohrs ausgebildet sein, welches als Magnetkern in die Spule 15 eingesetzt ist und eine Innenausnehmung aufweist, in der der Anker gleitet.Description of the embodiments Fig. 1 shows a hydraulic valve 1, which may be, for example, a used for controlling a transmission pressure control valve or switching valve. In the hydraulic valve 1, an electromagnetic actuator unit is provided in a magnet housing 30, which comprises an electromagnet 11 with a coil 15 and a movable armature 13 acting on an actuator 21, and a first pole piece 29 on one of the valve closure member 23 The opposite end of the coil 15 and the second pole piece 28 at one of the valve closing member 23 facing the end of the coil 15. The distance between the two pole pieces 28 and 29 can be adjusted via a sleeve 35 which is inserted into the coil and at the both pole pieces support. The first pole piece 29 has a cylinder wall which forms an armature guide 14 for the armature 13 of the actuating unit. The two pole pieces can also be integrally formed in the form of a so-called pole tube, which is used as a magnetic core in the coil 15 and has an inner recess in which slides the anchor.
Der Anker 13 kann durch Drehen, Fräsen, Druckgussverfahren, Sintern oder als MIM-Bauteil oder Stanzteil aus magnetischem Material hergestellt werden. Der Anker weist eine zylindrische Form mit einer sich in Bewegungsrichtung des Ankers erstreckenden, vorzugsweise zentralen als Bohrung ausgebildeten Durchgangsaus- nehmung 16 und einen zum Ventilschließglied 23 hin abstehenden Vorsprung 34 auf, der in einen topfförmige Aufsatz 34 eingreift. Die Durchgangsausnehmung 16 kann auch exzentrisch im Anker angeordnet sein. Der Aufsatz 34 stützt sich über ein Federelement 36 an dem zweiten Polstück 28 ab und wirkt auf ein Stellglied 21 ein, welches das Ventilschließglied 23 betätigt und in einer in das zweite Polstück 28 eingesetzten Stellgliedführung 22 verschiebbar gelagert ist. Das Ventilschließglied 23 wirkt mit einem Flachsitz 24 zusammen, der in einem Ventilfiansch 25 ausgebildet ist. Der Ventilfiansch 25 ist beispielsweise aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt und an das zweite Polstück 28 im Spritzgussverfahren angeformt. In dem Ventilflansch 25 ist ein Zulauf 26 und ein Ablauf 27 für Hydrauliköl ausgebildet.The armature 13 can be manufactured by turning, milling, die casting, sintering or as MIM component or stamped part of magnetic material. The armature has a cylindrical shape with a passage recess 16 extending in the direction of movement of the armature, preferably formed as a bore, and a projection 34 projecting towards the valve closing member 23, which engages in a cup-shaped attachment 34. The passage recess 16 may also be arranged eccentrically in the armature. The attachment 34 is supported by a spring element 36 on the second pole piece 28 and acts on an actuator 21 which actuates the valve closure member 23 and is slidably mounted in an actuator guide 22 inserted into the second pole piece 28. The valve closing member 23 cooperates with a flat seat 24 which is formed in a Ventilfiansch 25. The valve hinge 25 is for example made of plastic by injection molding and integrally formed on the second pole piece 28 by injection molding. In the valve flange 25, an inlet 26 and a drain 27 is formed for hydraulic oil.
Mittels des Ventilschließgliedes 23 wird die Verbindung vom Zulauf 26 zum Ablauf 27 geöffnet und geschlossen. An dem von dem Ventilschließglied 23 abgewandten Ende des Ankers 13 stützt sich dieser über ein Federelement 32 an einer in das erste Polstück 29 eingesetzten Stellschraube 33 ab. Elektrische Anschlüsse 37 des Elekt- romagneten 11 sind an dem von dem Ventilfiansch 25 abgewandten Ende des Mag- netteils aus dem Gehäuse 30 geführt. In dem in Fig. Ia und Fig. Ib dargestellten ersten Ausfuhrungsbeispiel der Stelleinheit ist der Anker 13 an seiner Ankerumfangsfläche 17 mit fünf parallel zur Ankermitte lachse 31, beziehungsweise in axialer Richtung verlaufenden Ausnehmungen 12 in Form von Längsnuten versehen, die über den Umfang des Ankers vorzugsweise derart gleichmäßig verteilt sind, dass der Umfangsabstand jeweils zweiter benachbarter Ausnehmungen annähernd gleich groß ist. Die fünf Ausnehmungen 12 sind im Spritzgussverfahren mit Lagerstrukturen 19a ausgespritzt, die in radialer Richtung über die Ankerumfangsfläche 17 abstehende Kunststoffstege bilden. Als Kunststoff kommt insbesondere PA 6.6, LCP, PPS oder PEAK in Frage, dem als Verstärkungsstoff Glasfasern oder Kohlefasern zugegeben wurden und dem als Gleitmittel ein Füllstoff wie PTFE beigemengt wurde. Wie in Fig. Ia und Ib erkennbar ist, gelangt der Anker 13 nur mit den Lagerstrukturen 19a an der zylindrischen Innenfläche 18 der Ankerführung 14 zur Anlage. Auf diese Weise entsteht ein kostengünstiges Gleitlager für den Anker 13, das es diesem ermöglichst, in axialer Richtung in derBy means of the valve closing member 23, the connection from the inlet 26 to the outlet 27 is opened and closed. At the end remote from the valve closing member 23 of the armature 13, this is supported via a spring element 32 on an adjusting screw 33 inserted into the first pole piece 29. Electrical connections 37 of the electric magnet 11 are guided out of the housing 30 at the end of the magnetic part facing away from the valve hinge 25. In the illustrated in Fig. Ia and Fig. Ib first embodiment of the actuator, the armature 13 is provided on its armature peripheral surface 17 with five parallel to the anchor center salmon 31, or in the axial direction recesses 12 in the form of longitudinal grooves which extend beyond the circumference of the armature are preferably distributed evenly such that the circumferential distance of each second adjacent recesses is approximately equal. The five recesses 12 are injection-molded with bearing structures 19 a, which form in the radial direction over the armature peripheral surface 17 protruding plastic webs. As a plastic is in particular PA 6.6, LCP, PPS or PEAK in question, which was added as a reinforcing material glass fibers or carbon fibers and the lubricant as a filler such as PTFE was added. As can be seen in FIGS. 1 a and 1 b, the armature 13 comes to bear against the cylindrical inner surface 18 of the armature guide 14 only with the bearing structures 19 a. In this way, a cost-effective sliding bearing for the armature 13, which makes it possible, in the axial direction in the
Ankerführung 14 problemlos zu gleiten. Da die Ankerumfangsfläche über den Umfang nicht überall mit Lagerstrukturen versehen ist, bestehen zwischen den Lagerstrukturen 19a vorteilhaft Kanäle zur Belüftung, die von der dem ersten Polstück 29 zugewandten Stirnseite in Richtung zu der dem zweiten Polstück 28 zugewandten Stirnseite des Ankers 13 verlaufen.Anchor guide 14 easy to slide. Since the armature circumferential surface is not provided with bearing structures everywhere, there are advantageously ventilation channels between the bearing structures 19 a, which extend from the end face facing the first pole piece 29 in the direction of the end face of the armature 13 facing the second pole piece 28.
Neben den in Fig. Ia und Ib dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich die sich in Längsrichtung des Ankers 13 erstreckenden Ausnehmungen 12 nicht an dem Anker sondern in die Innenfläche 18 der Ankerführung 14 einzubringen und dort mit Kunststoff auszuspritzen. In diesem Fall stehen die Kunststoffstege in radialer Richtung über die Innenfläche 18 der Ankerführung 14 in Richtung des Ankers 13 ab.In addition to the embodiment shown in Fig. Ia and Ib, it is also possible in the longitudinal direction of the armature 13 extending recesses 12 not to introduce the armature but in the inner surface 18 of the armature guide 14 and there spout with plastic. In this case, the plastic webs are in the radial direction on the inner surface 18 of the armature guide 14 in the direction of the armature 13 from.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 2a und 2b darge- stellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Ausnehmungen 12 in Form vonA further embodiment of the invention is shown in FIGS. 2a and 2b. In this embodiment, two recesses 12 in the form of
Ringnuten in die Ankerumfangsfläche 17 eingebracht. Die Ausnehmungen 12 sind mit je einer ringförmigen Lagerstruktur 19b aus Kunststoff ausgespritzt, die jeweils einen über die Ankerumfangsfläche 17 hinaus überstehenden Kunststoffring bilden, der die Ankerumfangsfläche umfasst. Je nach Breite der Lagerstruktur 19b kann auch nur ein Kunststoffring verwandt werden. Es sind auch Ausführungsbeispiele mit mehr als zwei Kunststoffringen möglich. Weiterhin ist es möglich, die ringförmi- gen Lagerstrukturen so auszubilden, dass sie keinen geschlossenen Ring bildet und Unterbrechungen aufweisen und den Anker nicht vollständig umschließen, um einen Druckausgleich vor und hinter dem Anker zu ermöglichen.Ring grooves introduced into the anchor peripheral surface 17. The recesses 12 are each injection-molded with an annular bearing structure 19b made of plastic, each of which forms a plastic ring projecting beyond the armature peripheral surface 17 and comprising the armature circumferential surface. Depending on the width of the bearing structure 19b, only one plastic ring can be used. There are also embodiments with more than two plastic rings possible. Furthermore, it is possible to use the annular gene bearing structures so that it forms no closed ring and have interruptions and not completely enclose the anchor to allow pressure equalization in front of and behind the anchor.
Weiterhin kann die ringförmige Ausnehmung auch an der Innenseite 18 der Ankerführung 14 ausgebildet werden. In diesem Fall stehen die Lagerstrukturen von der Innenseite 18 der Ankerführung in radialer Richtung zum Anker hin ab.Furthermore, the annular recess can also be formed on the inner side 18 of the armature guide 14. In this case, the bearing structures are from the inner side 18 of the armature guide in the radial direction to the anchor down.
Ein besonderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2c dargestellt. Das Hyd- raulikventil ist wie in Fig. 2a aufgebaut. Der Anker ist mit zwei Ausnehmungen 12 versehen, die als Ringnuten in die Ankerumfangsfläche 17 einbracht sind. Im Unterschied zu dem in Fig. 2b dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Ausnehmungen 12 nun jeweils so mit Kunststoff ausgespritzt, dass eine umlaufende Lagerstruktur 19c aus Kunststoff entsteht, die sich mit über den Umfang verteilten erhabenen Stellen 40 über die Ankerumfangsfläche 17 hinaus erstreckt und die in den BereichenA particularly advantageous embodiment is shown in Fig. 2c. The hydraulic valve is constructed as in FIG. 2a. The armature is provided with two recesses 12, which are introduced as annular grooves in the armature peripheral surface 17. In contrast to the embodiment shown in Fig. 2b, the recesses 12 are now each ejected with plastic, that a circumferential bearing structure 19c made of plastic, which extends with distributed over the circumference of raised portions 40 on the armature peripheral surface 17 also and in the areas
41 zwischen jeweils zwei benachbarten erhabenen Stellen 40 die Ausnehmung 12 nicht ganz mit Kunststoff ausfüllt, so dass die Lagerstruktur 19c dort in Richtung der Ankermittelachse 31 in der Ausnehmung 12 zurückversetzt ist und nicht über die Ankerumfangsfläche 17 übersteht. Vorteilhaft können ein oder mehrere vorhandener Anspritzpunkt 42 für die im Spritzverfahren hergestellte Lagerstruktur 19c innerhalb der abgesenkten Bereiche 41 angeordnet sein, so dass die Gleitfähigkeit des Ankers 13 in der Ankerführung 14 nicht beeinträchtigt wird.41 between each two adjacent raised portions 40, the recess 12 is not completely filled with plastic, so that the bearing structure 19c is set back there in the direction of the anchor central axis 31 in the recess 12 and does not project beyond the anchor peripheral surface 17. Advantageously, one or more existing injection point 42 can be arranged for the injection-molded bearing structure 19c within the depressed areas 41, so that the sliding ability of the armature 13 in the armature guide 14 is not impaired.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Überstand der Lagerstruktur von der Ankerumfangsfläche beziehungsweise von der Innenfläche der Ankerführung so bestimmt werden, dass vom Lagerspiel abhängige magnetische Querkräfte möglichst gering sind. Dies ist der Fall, wenn der Restluftspalt s in Fig. 2d, also die Differenz aus dem Innendurchmesser d3 der Ankerführung 14 und dem Außen- durchmesser d2 der Lagerstruktur 19c kleiner ist als der Überstand der Lagerstruk- tur 19c an einer Seite der Ankerumfangsfläche, wenn also die Bedingung d3 - d2 kleiner als (d2 - dl) / 2 erfüllt ist, wobei dl der Außendurchmesser der Ankerumfangsfläche 17 ist.In the illustrated embodiments, the projection of the bearing structure of the armature peripheral surface or of the inner surface of the armature guide can be determined so that dependent on the bearing clearance magnetic transverse forces are minimized. This is the case if the residual air gap s in FIG. 2d, ie the difference between the inner diameter d3 of the armature guide 14 and the outer diameter d2 of the bearing structure 19c, is smaller than the projection of the bearing structure 19c on one side of the armature circumferential surface, if that is, the condition d3-d2 is satisfied smaller than (d2-dl) / 2, where dl is the outer diameter of the armature circumferential surface 17.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die aus Kunststoff im Spritz- verfahren hergestellte Lagerstruktur schraubenförmig oder spiralförmig an der Ankerumfangsfläche oder an der Innenfläche der Ankerführung auszubilden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann auch vorgesehen sein, die Lagerstruktur an einem mit dem Anker verbundenen Ankerbolzen auszubilden, der in einer Anker- führung gleitverschiebbar geführt wird.In a further embodiment, it is provided that the bearing structure made of plastic produced by injection molding helically or spirally form on the armature peripheral surface or on the inner surface of the armature guide. In another embodiment, it may also be provided to form the bearing structure on an anchor bolt connected to the armature, which is guided in an armature guide in a slidable manner.
Aufgrund der Herstellung der Lagerstruktur aus Kunststoff im Spritzverfahren können die Lagerstrukturen vorteilhaft sehr präzise mit engen Toleranzen hergestellt werden, wodurch eine kostengünstige Konstruktion mit sehr engem Lagerspiel erreicht wird, was bei der Verwendung der elektromagnetischen Stelleinheit in einem Hydraulikventil einen großen Vorteil darstellt. Due to the production of the bearing structure made of plastic by injection molding, the bearing structures can advantageously be produced very precisely with tight tolerances, whereby a cost-effective design with very tight bearing clearance is achieved, which is a great advantage in the use of the electromagnetic actuator in a hydraulic valve.

Claims

Ansprüche claims
1. Elektromagnetische Stelleinheit für ein Hydraulikventil (1) mit einem Elektromagneten (11) mit einer Spule (15) und einem Anker (13), der in einer Ankerfüh- rung (14) beweglich gelagert ist und auf ein Stellglied (21) einwirkt, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine aus Kunststoff im Spritzverfahren hergestellte Lagerstruktur (19a, 19b, 19c) für den Anker (13) an der Stelleinheit ausgebildet ist.1. Electromagnetic actuator for a hydraulic valve (1) having an electromagnet (11) with a coil (15) and an armature (13) which is movably mounted in a Ankerfüh- (14) and acts on an actuator (21), characterized in that a bearing structure made of plastic by injection molding (19a, 19b, 19c) for the armature (13) is formed on the adjusting unit.
2. Elektromagnetische Stelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ankerführung (14) zugewandte Ankerumfangsfläche (17) oder eine dem Anker (13) zugewandte Innenfläche (18) der Ankerführung (14) mit wenigstens einer Ausnehmung versehen ist, in die eine Lagerstruktur (19a, 19b, 19c) aus Kunststoff im Spritzverfahren eingebracht ist.2. Electromagnetic actuator according to claim 1, characterized in that one of the armature guide (14) facing the armature peripheral surface (17) or the armature (13) facing inner surface (18) of the armature guide (14) is provided with at least one recess into which a Bearing structure (19a, 19b, 19c) made of plastic is introduced by injection molding.
3. Elektromagnetische Stelleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstruktur (19a, 19b, 19c) erhabene Stellen aufweist, die von der Ankerumfangsfläche (17) zur Ankerführung (14) hin abstehen oder erhabene Stellen aufweist, die über die Innenfläche (18) der Ankerführung (14) zum Anker (13) hin abstehen.3. Electromagnetic actuator unit according to claim 2, characterized in that the bearing structure (19a, 19b, 19c) has raised portions which protrude from the armature peripheral surface (17) to the armature guide (14) or has raised portions which extend beyond the inner surface (18 ) of the armature guide (14) protrude toward the armature (13).
4. Elektromagnetische Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerumfangsfläche (17) mit sich in axialer Bewegungsrichtung des Ankers erstreckenden, in Form von Längsnuten ausgebildeten Ausnehmungen (12) versehen ist, in die als Lagerstruktur über die Ankerumfangsfläche überstehende Kunststoffstege (19a) eingespritzt sind, oder dass die Innenfläche der Ankerführung mit sich in axialer Bewegungsrichtung des Ankers erstreckenden in4. Electromagnetic actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the armature peripheral surface (17) extending in the axial direction of movement of the armature, in the form of longitudinal grooves recesses (12) is provided, in the bearing structure over the armature peripheral surface protruding Plastic webs (19 a) are injected, or that the inner surface of the armature guide with extending in the axial direction of movement of the armature in
Form von Längsnuten ausgebildeten Ausnehmungen versehen ist, in die als Lagerstruktur über die Innenfläche überstehende Kunststoffstege eingespritzt sind. (Fig. Ia, Fig. Ib) Form of longitudinal grooves formed recesses is provided, are injected into the bearing structure over the inner surface protruding plastic webs. (FIG. 1a, FIG. 1b)
5. Elektromagnetische Stelleinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffstege (19b) über die Ankerumfangsfiäche (17) gleichmäßig verteilt sind.5. Electromagnetic actuator according to claim 5, characterized in that the plastic webs (19b) over the Ankerumfangsfiäche (17) are evenly distributed.
6. Elektromagnetische Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerumfangsfiäche (17) mit wenigstens einer ringnutför- migen Ausnehmung (12) versehen ist, in die als Lagerstruktur (19b) ein über die Ankerumfangsfiäche (17) überstehender Kunststoffring eingespritzt ist, oder dass die Innenfläche (18) der Ankerführung (14) mit wenigstens einer ringnutförmigen Ausnehmung versehen ist, in die als Lagerstruktur ein über die Innenfläche überstehender Kunststoffring eingespritzt ist. (Fig. 2a, Fig. 2b)6. Electromagnetic actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Ankerumfangsfiäche (17) is provided with at least one ringnutför- shaped recess (12), in the bearing structure (19b) over the Ankerumfangsfiäche (17) protruding plastic ring is injected, or that the inner surface (18) of the armature guide (14) is provided with at least one annular groove-shaped recess in which a bearing over the inner surface of a projecting plastic ring is injected as a bearing structure. (Fig. 2a, 2b)
7. Elektromagnetische Stelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerumfangsfiäche (17) mit wenigstens einer ringnutför- migen Ausnehmung (12) versehen ist, in die eine umlaufende Lagerstruktur (19c) aus Kunststoff eingespritzt ist, die sich mit über den Umfang verteilten erhabenen Stellen (40) über die Ankerumfangsfiäche (17) hinaus erstreckt. (Fig. 2a, 2c)7. Electromagnetic actuator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Ankerumfangsfiäche (17) is provided with at least one ringnutför- shaped recess (12) into which a circumferential bearing structure (19c) is injected from plastic, which with extending over the circumference raised portions (40) over the Ankerumfangsfiäche (17) also extends. (FIGS. 2a, 2c)
8. Elektromagnetische Stelleinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Stellen der Lagerstruktur (19a, 19b, 19c) einen Überstand von der8. Electromagnetic actuator according to claim 3, characterized in that the raised portions of the bearing structure (19a, 19b, 19c) a supernatant of the
Ankerumfangsfiäche (17) aufweisen, der mindestens so groß ist, wie das Lagerspiel des Ankers (13) in der Ankerführung (14).Ankerumfangsfiäche (17), which is at least as large as the bearing clearance of the armature (13) in the armature guide (14).
9. Elektromagnetische Stelleinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass die Ankerführung (14) an einem in die Spule (15) eingeführten Polstück (29) ausgebildet ist.9. Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, character- ized in that the armature guide (14) is formed on a in the coil (15) inserted pole piece (29).
10. Elektromagnetische Stelleinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoff der Lagerstruktur (19a, 19b, 19c) ein Verstärkungsstoff und/oder ein Gleitmittel beigemengt sind. 10. Electromagnetic actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic of the bearing structure (19a, 19b, 19c), a reinforcing material and / or a lubricant are added.
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