DE19700405A1 - Solenoid valve for vehicle ABS braking systems - Google Patents
Solenoid valve for vehicle ABS braking systemsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a solenoid valve according to the Preamble of claim 1.
Mit einem derartigen Ventil, welches aus der DE 42 36 482 bekannt ist, kann z. B. bei einer Blockierschutzeinrichtung für Fahrzeugbremsanlagen der Hauptzylinder vom Radbremszylinder getrennt oder der Durchfluß zum Radbremszylinder gedrosselt werden. Hierfür wird der Elektromagnet mit einem ersten Erregerstrom erregt, wodurch ein erstes Strömungsventil geschlossen wird. Der Bremsdruck wird nunmehr verlangsamt aufgebaut, da das Druckmedium die Blende passieren muß. Neigt das Rad zum Blockieren, dann wird der Elektromagnet mit dem maximalen Erregerstrom angesteuert, wodurch auch die Blende geschlossen wird. Bei der Ansteuerung des Elektromagneten mit dem ersten Erregerstrom ist die Magnetkraft so bemessen, daß sie größer ist als die Summe aus der Federkraft der ersten Rückstellfeder und die vom Druck am Ventileinlaß auf das Schließelement ausgeübte Druckkraft des Druckmediums. Bei der Ansteuerung des Elektromagneten mit dem maximalen Erregerstrom ist die Magnetkraft so bemessen, daß sie größer ist als die Summe der Federkräfte der Rückstellfedern und der an beiden Strömungsventilen anliegenden Druckkräfte des unter Druck stehenden Druckmediums. With such a valve, which from DE 42 36 482 is known, for. B. in an anti-lock device for vehicle brake systems the master cylinder from Wheel brake cylinder separately or the flow to Wheel brake cylinders are throttled. For this the Electromagnet excited with a first excitation current, whereby a first flow valve is closed. The brake pressure is now built up slower because the print medium Aperture must pass. If the wheel tends to lock, then becomes the electromagnet with the maximum excitation current controlled, which also closes the diaphragm. At the control of the electromagnet with the first Excitation current is the magnetic force so that it is greater than the sum of the spring force of the first Return spring and that of the pressure at the valve inlet on the Closing element exerted pressure force of the pressure medium. At the control of the electromagnet with the maximum Excitation current is the magnetic force so that it is greater than the sum of the spring forces of the return springs and the pressure forces applied to both flow valves of the pressurized media.
Ein derartiges Magnetventil kann nur in eine bestimmte Bremsanlage eingebaut werden, da die Magnetkraft des Elektromagneten auf den Druck des Druckmediums abgestimmt sein muß. Somit sind für Bremsanlagen mit geringerem Arbeitsdruck andere Magnetventile zu verwenden als bei Bremsanlagen mit höherem Arbeitsdruck, was in der Regel bei größeren Fahrzeugen der Fall ist. Außerdem kann der Strömungsquerschnitt des ersten Strömungsventils nicht beliebig groß gewählt werden, da dann die vom Druckmedium auf das Schließelement ausgeübte Kraft unverhältnismäßig groß wäre, was zu einem unverhältnismäßig großen Elektromagneten führen würde. Ein verringerter Durchflußquerschnitt beim ersten Strömungsventil erlaubt die Verwendung eines Elektromagneten mit akzeptabler Größe. Strömungsventile mit geringem Durchfluß weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Bremsanlage eine relativ große Ansprechzeit besitzt. Dies mag bei kleineren Bremsanlagen akzeptabel sein, bei größeren Bremsanlagen ist eine lange Ansprechzeit jedoch nicht vertretbar.Such a solenoid valve can only be used in a specific one Brake system can be installed because the magnetic force of the Electromagnets must be matched to the pressure of the pressure medium got to. So are for brake systems with lower working pressure to use other solenoid valves than with brake systems higher working pressure, which is usually the case with larger vehicles the case is. In addition, the flow cross section of the first Flow valve can not be chosen arbitrarily large, because then the force exerted by the pressure medium on the closing element would be disproportionately large, resulting in a disproportionate large electromagnets. A reduced one Flow cross section at the first flow valve allows Use an electromagnet of acceptable size. Flow valves with a low flow rate have the Disadvantage that the brake system is relatively large Response time. This may be the case with smaller braking systems be acceptable, with larger braking systems is a long one Response time however not reasonable.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Magnetventil der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit diesem Magnetventil die Ansprechzeit der Bremsanlage verkürzbar ist und daß dieses Magnetventil universell verwendbar ist, d. h. in eine Vielzahl von Bremsanlagen eingesetzt werden kann.The invention is therefore based on the object To design the solenoid valve of the type mentioned in such a way that the response time of the brake system with this solenoid valve can be shortened and that this solenoid valve is universal is usable, d. H. in a variety of braking systems can be used.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Magnetventil gelöst, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweisen.This object is achieved with a solenoid valve solved, which have the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Magnetventil weist das Merkmal auf, daß im stromlosen Zustand am Ventilglied nicht nur im Bereich des Strömungsventils der Arbeitdruck des Druckmediums anliegt, sondern auch auf der dem Strömungsventil gegenüberliegenden Seite des Ventilgliedes, so daß ein Druckausgleich am Ventilglied stattfindet. Das Ventilglied ist somit im stromlosen Zustand des Magnetventils druckausgeglichen. Zum Schließen der Strömungsventile müssen somit lediglich die Rückstellkräfte der Rückstellfedern überwunden werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, daß die erforderliche Magnetkraft des Elektromagneten unabhängig vom Arbeitdruck des Mediums ist. Somit kann dieses erfindungsgemäße Magnetventil sowohl bei Bremsanlagen für kleine Fahrzeuge als auch bei Bremsanlagen für große Fahrzeuge eingesetzt werden, bei denen in der Regel höhere Arbeitsdrücke herrschen.The solenoid valve according to the invention has the feature that in the de-energized state on the valve member not only in the area of Flow valve the working pressure of the pressure medium is present, but also on the one opposite the flow valve Side of the valve member, so that a pressure equalization on Valve element takes place. The valve member is thus in the de-energized state of the solenoid valve pressure balanced. To the The flow valves must therefore only be closed Restoring forces of the return springs can be overcome. this has the main advantage that the required magnetic force of the electromagnet is independent of the working pressure of the medium. Thus, this solenoid valve according to the invention can both Brake systems for small vehicles as well as for brake systems for large vehicles are used, which usually there are higher working pressures.
Da beim erfindungsgemäßen Magnetventil eine wesentlich geringere Magnetkraft zum Schließen erforderlich ist, besteht auch in kritischen Situationen, z. B. bei Unterspannung der Batterie oder bei hohen Temperaturen in der elektrischen Steuereinheit nicht die Gefahr, daß aufgrund der verringerten Magnetkraft der am Ventilglied angreifende Arbeitsdruck nicht überwunden werden kann. Da das Ventilglied unabhängig vom Arbeitsdruck des Druckmediums verlagert wird, sind, wie bereits erwähnt, wesentlich geringere Magnetkräfte erforderlich, so daß auch der Elektromagnet kleiner dimensioniert bzw. ausgelegt werden kann und mit geringeren Erregerströmen erregbar ist.Since an essential in the solenoid valve according to the invention less magnetic force is required for closing even in critical situations, e.g. B. with undervoltage Battery or at high temperatures in the electrical Control unit does not run the risk of being reduced due to the Magnetic force is not the working pressure acting on the valve member can be overcome. Since the valve member regardless of Working pressure of the pressure medium is shifted, as is already the case mentioned, significantly lower magnetic forces required, so that the electromagnet also has smaller dimensions or can be designed and with lower excitation currents is excitable.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß das erste Strömungsventil mit einer relativ großen Ventilöffnung versehen werden kann, so daß aufgrund des großen Ventildurchflussquerschnitts eine sehr kurze Ansprechzeit der Bremsanlage erzielt werden kann.Another advantage is seen in the fact that the first Flow valve with a relatively large valve opening can be, so that due to the large Valve flow cross-section a very short response time Brake system can be achieved.
Dadurch, daß im Ventilgehäuse ein mit dem Ventilauslass verbundener Druckraum vorgesehen ist und daß das Ventilglied an seiner zum ersten Strömungsventil parallelen Fläche einen Fortsatz aufweist, wobei der Fortsatz axial verschieblich im Ventilgehäuse geführt ist und in den Druckraum mündet, kann an diesem Fortsatz der Arbeitsdruck anliegen, so daß das Ventilglied sowohl auf der das erste Strömungsventil aufweisenden Seite als auch auf der gegenüberliegenden, den Fortsatz aufweisenden Seite vom Arbeitsdruck des Druckmediums beaufschlagt wird und dadurch unabhängig vom Arbeitsdruck des Druckmediums betätigbar ist.The fact that in the valve housing with the valve outlet connected pressure chamber is provided and that the valve member on its surface parallel to the first flow valve Has extension, the extension axially displaceable in Valve housing is guided and opens into the pressure chamber, can this extension of the working pressure so that the Valve member on both the first flow valve having side as well as on the opposite, the Continuation side of the working pressure of the printing medium is applied and thereby regardless of the working pressure of the Print medium is actuated.
Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Betätigungsrichtung des Elektromagneten der Durchströmungsrichtung des Druckmediums durch das erste und/oder zweite Strömungsventil entspricht. Wird bei einem solchen Magnetventil das zweite Strömungsventil verschlossen, dann liegt am Schließelement, welches die Ventilöffnung des zweiten Strömungsventils verschließt, nicht der Arbeitsdruck des Druckmediums an. Vielmehr liegt am Schließelement der am Ventilauslass herrschende Druck an. Das Schließelement wird also mit einer aus dem Druck am Ventileinlaß und dem Druck am Ventilauslass resultierenden Differenzdruck in Richtung auf das zweite Strömungsventil gehalten. Da aber dieses zweite Strömungsventil eine sehr geringe Fläche aufweist, übt der Differenzdruck, mit welchem das Verschlußelement am zweiten Strömungsventil gehalten wird, eine vernachlässigbar geringe Haltekraft aus. Beim Öffnen dieses zweiten Strömungsventils muß diese Haltekraft von der entsprechenden Rückstellfeder überwunden werden. Vorteilhafterweise bildet die Blende den Ventilsitz dieses zweiten Strömungsventils.In a further training it is provided that the Direction of actuation of the electromagnet Flow direction of the pressure medium through the first and / or second flow valve corresponds. Will at a such a solenoid valve closed the second flow valve, then lies on the closing element, which the valve opening of the second flow valve closes, not the working pressure of the print medium. Rather, it is due to the closing element on Pressure prevailing at the valve outlet. The closing element is So with one of the pressure at the valve inlet and the pressure at Resulting differential pressure towards the valve outlet second flow valve held. But there is this second Flow valve has a very small area, the Differential pressure with which the closure element on the second Flow valve is kept, a negligible low Holding force. When opening this second flow valve this holding force must be from the corresponding return spring be overcome. The aperture advantageously forms the Valve seat of this second flow valve.
Vorteilhaft ist der Druckraum an der Einmündung des Fortsatzes mittels einer reibungsarmen Dichtung, z. B. aus Teflon o. dgl. abgedichtet. Wird beim Betätigen des Magnetventils der Ventilkörper innerhalb des Ventilgehäuses verlagert, dann wird der Fortsatz verschoben. Da dieser Fortsatz dicht in den Druckraum hineinragt, liegt, unabhängig von der Stellung des Ventilglieds im Ventilgehäuse, permanent der Arbeitsdruck des Druckmediums an den einander gegenüberliegenden Seiten am Ventilglied an.The pressure chamber at the mouth of the extension is advantageous by means of a low-friction seal, e.g. B. Teflon or the like. sealed. If the solenoid valve is actuated The valve body is displaced within the valve housing, then the extension shifted. Since this extension is tight in the Pressure chamber protrudes, regardless of the position of the Valve element in the valve housing, permanent the working pressure of the Print media on opposite sides on Valve member on.
Vorteilhaft ist die Abdichtung nach Art eines Wellendichtringes oder Simmerringes druckunterstützt. Auf diese Weise wird eine optimale Abdichtung des Fortsatzes, der nach Art einer Kolbenstange ausgebildet ist, erreicht und vom Arbeitsdruck unterstützt.The seal in the manner of a shaft sealing ring is advantageous or Simmerring pressure-supported. In this way, one optimal sealing of the extension, the kind of Piston rod is formed, reached and working pressure supported.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Größe der Querschnittsfläche des Fortsatzes der Größe der Querschnittsfläche des ersten Strömungsventils entspricht. Dabei ist es unerheblich, ob der Fortsatz hohl bzw. als Hülse ausgebildet ist oder aus Vollmaterial besteht. Auf diese Weise wird sowohl bei offenem, als auch bei geschlossenem ersten Strömungsventil der vom Druckmedium herrührende Arbeitsdruck am Ventilglied ausgeglichen.A particularly preferred embodiment provides that the size of the cross-sectional area of the extension of the size of the Cross-sectional area of the first flow valve corresponds. It is irrelevant whether the extension is hollow or as a sleeve is trained or consists of solid material. In this way will both open and closed first Flow valve the working pressure originating from the pressure medium Valve element balanced.
Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Blende als separates und insbesondere austauschbares Bauteil, z. B. in einer Ventilplatte, im Ventilglied angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Magnetventil mit der gewünschten Durchflusscharakteristik eingestellt werden, so daß für unterschiedliche Anforderungen das gleiche Grund-Magnetventil verwendet werden kann und lediglich unterschiedliche Blenden eingesetzt werden müssen.One embodiment provides that the aperture as a separate and in particular interchangeable component, e.g. B. in one Valve plate, is arranged in the valve member. In this way can the solenoid valve with the desired Flow characteristics can be set so that for different requirements the same basic solenoid valve can be used and only different panels must be used.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.Further advantages, features and details of the invention result from the subclaims and the following Description in the with reference to the drawing particularly preferred exemplary embodiments in detail are described. You can do that in the drawing illustrated and in the claims and in the description mentioned features each individually or in any Combination be essential to the invention.
In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Magnetventils; Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a solenoid valve according to the invention;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils; und2 shows a longitudinal section through a second embodiment of the solenoid valve according to the invention. and
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils. Fig. 3 shows a longitudinal section through a third embodiment of the solenoid valve according to the invention.
In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit 1 bezeichneten Magnetventils dargestellt, welches in ein nicht näher dargestelltes Bauteil 2 eingeschraubt ist. Dieses Bauteil 2 weist eine erste Öffnung 3 und eine zweite Öffnung 4 auf, welche mit einem Druckgeber bzw. einem Druckempfänger verbindbar sind. Als Druckgeber dient z. B. ein Hauptzylinder und als Druckempfänger dient z. B. ein Radbremszylinder. Dabei strömt das Druckmedium vom Hauptzylinder in Richtung des Pfeils 5 in die erste Öffnung 3, wohingegen aus der zweiten Öffnung 4 das Druckmedium in Richtung des Pfeils 6 zum Radbremszylinder strömt.In Fig. 1 a first embodiment is shown of an overall designated 1 solenoid valve, which is screwed into a not-shown member 2. This component 2 has a first opening 3 and a second opening 4 , which can be connected to a pressure transmitter or a pressure receiver. Z. B. a master cylinder and serves as a pressure receiver z. B. a wheel brake cylinder. The pressure medium flows from the master cylinder in the direction of arrow 5 into the first opening 3 , whereas the pressure medium flows from the second opening 4 in the direction of arrow 6 to the wheel brake cylinder.
Das Magnetventil 1 weist ein Ventilgehäuse 7 auf, an dem axial ein Elektromagnet 8 angeordnet ist. Innerhalb des Elektromagnets 8 befindet sich ein Anker 9, der einen Stößel 10 in axialer Richtung antreibt. Dieser Stößel 10 weist ein als Schließelement 11 ausgebildetes freies Ende auf, welches mit einem insgesamt mit 12 bezeichneten Ventilglied zusammenwirkt. Dieses Ventilglied 12 ist in einem axialen Aufnahmeraum 13 des Ventilgehäuses 7 angeordnet und in dieser verschieblich gelagert. Dieser Aufnahmeraum 13 mündet axial über einen Ventileinlaß 14 ins Freie und somit in die erste Öffnung 3 aus. Außerdem ist der Aufnahmeraum 13 über einen Ventilauslass 45 hydraulisch mit der zweiten Öffnung 4 verbunden.The solenoid valve 1 has a valve housing 7 , on which an electromagnet 8 is arranged axially. Within the electromagnet 8 there is an armature 9 which drives a plunger 10 in the axial direction. This tappet 10 has a free end designed as a closing element 11 , which cooperates with a valve member, designated overall by 12 . This valve member 12 is arranged in an axial receiving space 13 of the valve housing 7 and is displaceably mounted therein. This receiving space 13 opens axially via a valve inlet 14 into the open and thus into the first opening 3 . In addition, the receiving space 13 is hydraulically connected to the second opening 4 via a valve outlet 45 .
Der Aufnahmeraum 13 weist am Ventileinlaß 14 einen ersten Ventilsitz 15 auf, der über einen ersten Ventilkörper 16 verschließbar ist. Der erste Ventilsitz 15 und der erste Ventilkörper 16 bilden ein erstes Strömungsventil 17 mit einem relativ großen Strömungsquerschnitt. Der erste Ventilkörper 16 ist Teil des Ventilgliedes 12, welches in Achsrichtung, d. h. in Richtung des Pfeils 5 verschieblich im Ventilgehäuse 7 gelagert ist.The receiving space 13 has a first valve seat 15 at the valve inlet 14 , which can be closed via a first valve body 16 . The first valve seat 15 and the first valve body 16 form a first flow valve 17 with a relatively large flow cross section. The first valve body 16 is part of the valve member 12 , which is displaceably mounted in the valve housing 7 in the axial direction, ie in the direction of the arrow 5 .
In der Fig. 1 ist das Ventilglied 12 in seiner Ruhelage gezeigt und das Magnetventil 1 ist vollständig geöffnet. Dabei stützt sich das Ventilglied 12 über eine erste Rückstellfeder 18 am Grund des Aufnahmeraums 13 ab. Die Kraft der Rückstellfeder 18 ist so bemessen, daß die Rückstellfeder 18 das Ventilglied 12 in seiner Offenstellung hält.In Fig. 1 the valve member 12 is shown in its rest position and the solenoid valve 1 is fully open. The valve member 12 is supported by a first return spring 18 on the bottom of the receiving space 13 . The force of the return spring 18 is dimensioned such that the return spring 18 holds the valve member 12 in its open position.
Das Ventilglied 12 ist seinerseits mit einer Stufenbohrung 19 versehen, welche axial über eine Längsbohrung 20 in Richtung des Ventileinlasses 14 ausmündet. In der Stufenbohrung 19 ist außerdem eine Ventilplatte 21 eingesetzt, die mit Längsbohrungen 22 versehen ist, so daß sie axial durchströmt werden kann. In der Ventilplatte 21 befindet sich eine konzentrisch angeordnete weitere Bohrung, die eine Blende 23 bildet. Diese, die Blende 23 aufweisende Bohrung mündet in eine Querbohrung 24, welche in eine Ringnut 25 einmündet, die an der Umfangsfläche der Ventilplatte 21 vorgesehen ist. Diese Ringnut 25 steht mit einer weiteren Querbohrung 26 in Verbindung, welche im Ventilglied 12 vorgesehen ist, und über welche die Ringnut 25 mit dem Aufnahmeraum 13 verbunden ist.The valve member 12 is in turn provided with a stepped bore 19 which opens axially via a longitudinal bore 20 in the direction of the valve inlet 14 . In the stepped bore 19 , a valve plate 21 is also used, which is provided with longitudinal bores 22 so that it can be flowed through axially. There is a concentrically arranged further bore in the valve plate 21 , which forms an aperture 23 . This, the aperture 23 bore opens into a transverse bore 24 which opens into an annular groove 25 which is provided on the peripheral surface of the valve plate 21 . This annular groove 25 is connected to a further transverse bore 26 , which is provided in the valve member 12 and via which the annular groove 25 is connected to the receiving space 13 .
Die die Blende 23 aufweisende Bohrung ist mit einem zweiten Ventilsitz 27 versehen, welchem das Schließelement 11 zugeordnet ist. Der zweite Ventilsitz 27 und das Schließelement 11 bilden ein zweites Strömungsventil 28.The bore having the diaphragm 23 is provided with a second valve seat 27 , to which the closing element 11 is assigned. The second valve seat 27 and the closing element 11 form a second flow valve 28 .
Innerhalb der Stufenbohrung 19 des Ventilglieds 12 befindet sich eine zweite Rückstellfeder 29, die sich einerseits an einer Schulter der Stufenbohrung 19, andererseits an einer Mitnahmeplatte 30 abstützt. Diese Mitnahmeplatte 30 ist auf einen verjüngten Abschnitt des Stößels 10 aufgeschoben und stützt sich an einer Schulter 31 ab, so daß sie vom Stößel 10 bei dessen Bewegung in Richtung des Ventileinlasses 14, d. h. beim Schließen des Magnetventils 1 mitgenommen wird. Die Mitnahmeplatte 30 ist mit einem Durchbruch 32 versehen.Within the stepped bore 19 of the valve member 12 there is a second return spring 29 , which is supported on the one hand on a shoulder of the stepped bore 19 and on the other hand on a driving plate 30 . This driving plate 30 is pushed onto a tapered section of the plunger 10 and is supported on a shoulder 31 , so that it is taken along by the plunger 10 when it moves in the direction of the valve inlet 14 , ie when the solenoid valve 1 is closed. The driving plate 30 is provided with an opening 32 .
Ferner ist in Fig. 1 erkennbar, daß das Ventilglied 12 einen in Achsrichtung sich erstreckenden Fortsatz 33 aufweist, der dem ersten Strömungsventil 17 gegenüberliegt. Dieser Fortsatz 33 ist als Hülse ausgebildet und umgreift mit Spiel den Stößel 10. Zwischen dem Stößel 10 und dem Fortsatz 33 befindet sich ein ringförmiger Strömungskanal 34, der in einen Druckraum 35 mündet. Der Druckraum 35 ist gegenüber dem Fortsatz 33 mit einer Teflondichtung 36 abgedichtet. Ein elastisches Blech 37 hält die Teflondichtung 36 dichtend am Außenumfang des Fortsatzes 33 fest.It can also be seen in FIG. 1 that the valve member 12 has an extension 33 which extends in the axial direction and is opposite the first flow valve 17 . This extension 33 is designed as a sleeve and engages around the plunger 10 with play. Between the tappet 10 and the extension 33 there is an annular flow channel 34 which opens into a pressure chamber 35 . The pressure chamber 35 is sealed off from the extension 33 with a teflon seal 36 . An elastic sheet 37 holds the teflon seal 36 tightly on the outer circumference of the extension 33 .
Über die erste Öffnung 3 tritt das Druckmedium mit Arbeitsdruck in das Bauteil 2 ein und strömt über den Ventileinlaß 14 durch das erste Strömungsventil 17 in den Aufnahmeraum 13 des Ventilgliedes 12. Aus diesem Aufnahmeraum 13 verläßt das Druckmedium das Ventilglied 12 über den Ventilauslass 45 und strömt in die zweite Öffnung 4 in Richtung des Pfeils 6 zum Radbremszylinder.The pressure medium enters the component 2 at working pressure via the first opening 3 and flows via the valve inlet 14 through the first flow valve 17 into the receiving space 13 of the valve member 12 . From this receiving space 13, the pressure medium leaves the valve member 12 via the valve outlet 45 and flows into the second opening 4 in the direction of arrow 6 to the wheel brake cylinder.
Wird der Elektromagnet 8 mit einem ersten Erregerstrom angeregt, dann wird der Anker 9 und über diesen der Stößel 10 in eine erste Position verlagert. Dabei wird die axiale Verlagerung des Stößels 10 über die Schulter 31 und die Mitnahmeplatte 30 sowie die zweite Rückstellfeder 29 auf das Ventilglied 12 übertragen und dieses entgegen der Kraft der ersten Rückstellfeder 18 axial in Richtung des Ventileinlasses 14 verlagert. Dabei legt sich der erste Ventilkörper 16 am ersten Ventilsitz 15 an und verschließt das erste Strömungsventil 17. In dieser Position des Ventilgliedes 12 strömt das Druckmedium nicht mehr durch das erste Strömungsventil 17 sondern nur noch über die Längsbohrung 20 und die Längsbohrungen 22 in die erste Stufenbohrung 19 und von dort entgegen der bisherigen Strömungsrichtung, d. h. von oben durch das zweite Strömungsventil 28 in die Querbohrung 24, die Ringnut 25 und verläßt das Ventilglied 12 über die Querbohrung 26. Da das Druckmedium die Blende 23 passieren muß verringert sich der Volumenstrom. Der Druckaufbau wird dadurch verzögert, wodurch sich eine günstige Regelgüte sowie ein verbessertes Geräuschverhalten einstellen. Die hydraulischen Schaltgeräusche (Druckpulsationen) werden außerdem verringert.If the electromagnet 8 is excited with a first excitation current, the armature 9 and, via this, the plunger 10 are displaced into a first position. The axial displacement of the tappet 10 is transmitted to the valve member 12 via the shoulder 31 and the driving plate 30 and the second return spring 29 and this is axially displaced in the direction of the valve inlet 14 against the force of the first return spring 18 . The first valve body 16 lies against the first valve seat 15 and closes the first flow valve 17 . In this position of the valve member 12 , the pressure medium no longer flows through the first flow valve 17 but only via the longitudinal bore 20 and the longitudinal bores 22 into the first stepped bore 19 and from there against the previous flow direction, ie from above through the second flow valve 28 into the Cross bore 24 , the annular groove 25 and leaves the valve member 12 via the cross bore 26 . Since the pressure medium has to pass the orifice 23 , the volume flow is reduced. The pressure build-up is delayed, which results in a favorable control quality and an improved noise behavior. The hydraulic switching noises (pressure pulsations) are also reduced.
Bei geschlossenem ersten Strömungsventil 17 liegt am ersten Ventilkörper 16 der Arbeitsdruck des Druckmediums an. Da aber der Druckraum 35 über den Durchbruch 32 und den ringförmigen Strömungskanal 34 ebenfalls vom Arbeitsdruck beaufschlagt ist, wirkt dieser Arbeitsdruck am Fortsatz 33, so daß ein Druckausgleich am Ventilglied 12 stattfindet. Der Elektromagnet 8 muß also lediglich die Rückstellkraft der ersten Rückstellfeder 18 überwinden und nicht eine vom Arbeitsdruck herrührende und am Ventilglied 12 angreifende zusätzliche Kraft des Druckmediums.When the first flow valve 17 is closed, the working pressure of the pressure medium is applied to the first valve body 16 . However, since the pressure chamber 35 is also acted upon by the working pressure via the opening 32 and the annular flow channel 34 , this working pressure acts on the extension 33 , so that pressure compensation takes place on the valve member 12 . The electromagnet 8 must therefore only overcome the restoring force of the first restoring spring 18 and not an additional force of the pressure medium originating from the working pressure and acting on the valve member 12 .
Wird der Elektromagnet 8 mit einem zweiten Erregerstrom erregt, dann wird der Anker 9 und über diesen der Stößel 10 weiter in Richtung des Ventileinlasses 14 verlagert. Dabei wird über die Schulter 31 die Mitnahmeplatte 30 entgegen der Kraft der zweiten Rückstellfeder 29 verschoben und das Schließelement 11 auf den zweiten Ventilsitz 27 positioniert. Dadurch wird das zweite Strömungsventil 28 verschlossen. Das Magnetventil 1 nimmt nun seine Schließstellung ein und die erste Öffnung 3 ist von der zweiten Öffnung 4 getrennt. Am Fortsatz 33 liegt nach wie vor der Arbeitsdruck des Druckmediums an, so daß das Ventilglied 12 druckausgeglichen ist. Lediglich am Schließelement 11 greift eine aus einem Differenzdruck resultierende Schließkraft an, wobei der Differenzdruck vom Druckunterschied in der ersten Öffnung 3 und in der Öffnung 4 gebildet wird. Diese Schließkraft ist in Schließrichtung des zweiten Strömungsventils 28 gerichtet. Beim Öffnen des Magnetventils 1 muß also diese Schließkraft von der zweiten Rückstellfeder 29 überwunden werden.If the electromagnet 8 is excited with a second excitation current, the armature 9 and, via this, the plunger 10 are displaced further in the direction of the valve inlet 14 . In this case, the driving plate 30 is displaced against the force of the second return spring 29 via the shoulder 31 and the closing element 11 is positioned on the second valve seat 27 . This closes the second flow valve 28 . The solenoid valve 1 now assumes its closed position and the first opening 3 is separated from the second opening 4 . The working pressure of the pressure medium is still present on the extension 33 , so that the valve member 12 is pressure-balanced. A closing force resulting from a differential pressure acts only on the closing element 11 , the differential pressure being formed by the pressure difference in the first opening 3 and in the opening 4 . This closing force is directed in the closing direction of the second flow valve 28 . When the solenoid valve 1 opens, this closing force must be overcome by the second return spring 29 .
Die gestufte Ansteuerung der beiden Strömungsventile 17 und 28 wird dadurch erreicht, daß die Rückstellkraft der ersten Rückstellfeder 18 geringer ist als die Rückstellkraft der zweiten Rückstellfeder 29, wobei diese soweit vorgespannt ist, daß die Mitnahmeplatte 30 erst bei geschlossenem ersten Strömungsventil 17 axial verlagert wird.The stepped control of the two flow valves 17 and 28 is achieved in that the restoring force of the first restoring spring 18 is less than the restoring force of the second restoring spring 29 , which is preloaded to such an extent that the driving plate 30 is only axially displaced when the first flow valve 17 is closed.
Aufgrund des Druckausgleichs am Ventilglied 12 muß der Elektromagnet 8 lediglich die Rückstellkräfte der Rückstellfedern 18 und 29 aufbringen. Er kann deshalb kleiner dimensioniert bzw. ausgelegt werden. Außerdem kann der Strömungsquerschnitt des ersten Strömungsventils 17 relativ groß gewählt werden, so daß die gesamte Bremsanlage eine kurze Ansprechzeit aufweist und das Magnetventil 1 auch bei größeren Fahrzeugen eingesetzt werden kann. Durch den kleiner dimensionierten Elektromagneten 8 benötigt das erfindungsgemäße Magnetventil 1 einen kleineren Bauraum und bedarf geringerer elektrischer Schaltleistungen.Due to the pressure equalization on the valve member 12 , the electromagnet 8 only has to apply the restoring forces of the restoring springs 18 and 29 . It can therefore be dimensioned or designed smaller. In addition, the flow cross section of the first flow valve 17 can be chosen to be relatively large, so that the entire brake system has a short response time and the solenoid valve 1 can also be used in larger vehicles. Due to the smaller-sized electromagnet 8 , the solenoid valve 1 according to the invention requires a smaller installation space and requires lower electrical switching powers.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetventils 1 dargestellt, wobei gleiche oder gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede zu dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Magnetventils 1 eingegangen. FIG. 2 shows a second embodiment of the solenoid valve 1 according to the invention, the same or equivalent components being designated with the same reference numerals. In the following, only the differences from the embodiment of the solenoid valve 1 shown in FIG. 1 will be discussed.
Das Ventilglied 12 ist ohne Längsbohrung 20 ausgebildet, so daß der erste Ventilkörper 16 nicht durchströmt werden kann. Demgemäß ist auch die Ventilplatte 21 nicht mit Längsbohrungen 22 versehen. Dahingegen weist das Ventilgehäuse 7 eine Bohrung 38 auf, die den Ventileinlaß 14 mit dem Druckraum 35 direkt verbindet. Außerdem wird die Teflondichtung 36 zusätzlich von einer Druckfeder 39 vorgespannt.The valve member 12 is formed without a longitudinal bore 20 so that the first valve body 16 cannot be flowed through. Accordingly, the valve plate 21 is not provided with longitudinal bores 22 . In contrast, the valve housing 7 has a bore 38 which connects the valve inlet 14 to the pressure chamber 35 directly. In addition, the Teflon seal 36 is additionally biased by a compression spring 39 .
In der Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetventils 1 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Ventilglied 12 ebenfalls einen Fortsatz 33 auf, der jedoch auf der dem Ventileinlaß 14 bzw. dem ersten Strömungsventil 17 zugewandten Seite angeordnet ist. Auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel sind gleiche bzw. gleich wirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In FIG. 3, a third embodiment of the solenoid valve 1 according to the invention. In this exemplary embodiment, the valve member 12 also has an extension 33 , which is, however, arranged on the side facing the valve inlet 14 or the first flow valve 17 . In this third exemplary embodiment, too, components that are the same or have the same effect are identified by the same reference symbols.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ventileinlaß 14 bereits als Druckraum 35 ausgebildet. Von diesem Druckraum 35 führt eine Längsbohrung 40 zu dem das Ventilglied 12 aufnehmenden Aufnahmeraum 13 und verbindet diese beiden hydraulisch miteinander. Die Oberseite des Ventilgliedes 12 ist mit Einlaßöffnungen 41 versehen, so daß das Druckmedium in die Stufenbohrung 19 des Ventilgliedes 12 einströmen kann.In this embodiment, the valve inlet 14 is already designed as a pressure chamber 35 . A longitudinal bore 40 leads from this pressure chamber 35 to the receiving space 13 receiving the valve member 12 and connects these two hydraulically to one another. The top of the valve member 12 is provided with inlet openings 41 so that the pressure medium can flow into the stepped bore 19 of the valve member 12 .
Bei, wie in der Fig. 3 dargestellt, geöffnetem Magnetventil 1 strömt das Druckmedium in Richtung des Pfeils 5 die erste Öffnung 3 im Bauteil 2, den Ventileinlaß 14 und den Druckraum 35 über die Längsbohrung 40 in den Aufnahmeraum 13 des Ventilgehäuses 7 ein. Über das erste Strömungsventil 17, welches vom ersten Ventilsitz 15 und vom ersten, am Ventilglied 12 angeformten Ventilkörper 16 gebildet wird, gelangt das Druckmedium in eine Längsbohrung 42, deren Durchmesser dem Durchmesser des ersten Strömungsventils 17 entspricht. Von dort verläßt das Druckmedium das Magnetventil 1 über eine Schrägbohrung 43 und den Ventilauslass 45 und gelangt in die zweite Öffnung 4 und strömt in Richtung des Pfeils 6 zum Radbremszylinder ab.With the solenoid valve 1 open, as shown in FIG. 3, the pressure medium flows in the direction of arrow 5, the first opening 3 in the component 2 , the valve inlet 14 and the pressure chamber 35 via the longitudinal bore 40 into the receiving space 13 of the valve housing 7 . Via the first flow valve 17 , which is formed by the first valve seat 15 and by the first valve body 16 formed on the valve member 12, the pressure medium enters a longitudinal bore 42 , the diameter of which corresponds to the diameter of the first flow valve 17 . From there, the pressure medium leaves the solenoid valve 1 via an oblique bore 43 and the valve outlet 45 and reaches the second opening 4 and flows in the direction of arrow 6 to the wheel brake cylinder.
Wird der Elektromagnet 8 mit dem ersten Erregerstrom erregt, dann wird der Stößel 10 in Richtung der Ventilplatte 21 verlagert. Dabei nimmt die Schulter 31 des Ventilstößels 10 die Mitnahmeplatte 30 mit, welche die Verschiebekraft über die zweite Rückstellfeder 29 auf die Ventilplatte 21 überträgt. Da die Federkraft der zweiten Rückstellfeder 29 wesentlich größer ist als die Federkraft der ersten Rückstellfeder 18, verursacht die Verlagerung des Stößels 10 eine Verschiebung des Ventilglieds 12 in der Stufenbohrung 13, indem die erste Rückstellfeder 18 komprimiert wird. Dadurch wird der erste Ventilkörper 16 auf den ersten Ventilsitz 15 aufgesetzt und das erste Strömungsventil 17 geschlossen. Die Vorspannung der zweiten Rückstellfeder 29 ist so gewählt, daß in dieser Lage des Magnetventils 1 die Mitnahmeplatte 30 nach wie vor am Deckel des Ventilglieds 12 anliegt. Das Druckmedium strömt nun über die Einlaßöffnungen 41 in die Stufenbohrung 19 des Ventilgliedes 12 ein und passiert das zweite Strömungsventil 28, welches in der Ventilplatte 21 vorgesehen ist. Unmittelbar nach dem zweiten Strömungsventil 28 befindet sich die Blende 23, die eine Drosselung des Volumenstroms bewirkt. Diese Blende 23 mündet in eine Längsbohrung 44 aus, die ihrerseits in eine Querbohrung 24 einmündet. Diese Querbohrung 24 steht mit der Längsbohrung 42 in Verbindung, über welche das Druckmedium durch den Ventilauslass 45 in die zweite Öffnung 4 abströmen kann.If the electromagnet 8 is excited with the first excitation current, then the plunger 10 is displaced in the direction of the valve plate 21 . The shoulder 31 of the valve tappet 10 takes along the driving plate 30 , which transmits the displacement force to the valve plate 21 via the second return spring 29 . Since the spring force of the second return spring 29 is substantially greater than the spring force of the first return spring 18 , the displacement of the tappet 10 causes the valve member 12 to shift in the stepped bore 13 by compressing the first return spring 18 . As a result, the first valve body 16 is placed on the first valve seat 15 and the first flow valve 17 is closed. The bias of the second return spring 29 is selected so that in this position of the solenoid valve 1, the driving plate 30 still abuts the cover of the valve member 12 . The pressure medium now flows through the inlet openings 41 into the stepped bore 19 of the valve member 12 and passes through the second flow valve 28 , which is provided in the valve plate 21 . Immediately after the second flow valve 28 is the orifice 23 , which throttles the volume flow. This aperture 23 opens into a longitudinal bore 44 , which in turn opens into a transverse bore 24 . This transverse bore 24 is connected to the longitudinal bore 42 , via which the pressure medium can flow out through the valve outlet 45 into the second opening 4 .
Am ersten Strömungsventil 17 greift die aus dem Differenzdruck resultierende Kraft an, wobei der Differenzdruck vom Einlaßdruck minus Auslaßdruck gebildet wird. Diese Kraft wird dadurch kompensiert, daß in der Längsbohrung 42 der Fortsatz 33 vorgesehen ist, der in den Druckraum 35 ausmündet. Der Fortsatz 33 weist zumindest an seinem in den Druckraum 35 ausmündenden Abschnitt eine Querschnittsfläche auf, die dem Durchmesser des ersten Strömungsventils 17 entspricht. Auf diese Weise wird der am ersten Strömungsventil 17 anliegende Druck ausgeglichen. Es sei noch angemerkt, daß die Strömungsrichtung des Druckmediums durch das erste Strömungsventil 17 und durch das zweite Strömungsventil 28 in Arbeitsrichtung des Stößels 10 verläuft.The force resulting from the differential pressure acts on the first flow valve 17 , the differential pressure being formed by the inlet pressure minus the outlet pressure. This force is compensated for in that the extension 33 is provided in the longitudinal bore 42, which opens into the pressure chamber 35 . The extension 33 has, at least at its section opening into the pressure chamber 35 , a cross-sectional area which corresponds to the diameter of the first flow valve 17 . In this way, the pressure applied to the first flow valve 17 is compensated. It should also be noted that the direction of flow of the pressure medium through the first flow valve 17 and through the second flow valve 28 extends in the working direction of the tappet 10 .
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