BRPI0919591B1

BRPI0919591B1 - Válvula solenoide, especialmente para o controle da pressão de frenagem de um freio de roda

Info

Publication number: BRPI0919591B1
Application number: BRPI0919591-2A
Authority: BR
Inventors: Massimiliano Ambrosi; Nicolas Houis; Gerhard Schuster; Siegfried Huber; Gerhard Stokmaier; Ingo Buchenau; Michael Hilden
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2019-06-18
Also published as: BRPI0919591A2; CN102177057A; EP2337716A1; CN102177057B; US8579251B2; EP2337716B1; DE102008042731A1; WO2010040620A1; KR20110084175A; JP2012505354A; US20110198522A1; JP5340395B2; KR101589941B1

Abstract

válvula solenoide, especialmente para o controle da pressão de frenagem de um freio de roda a presente invenção refere-se a uma válvula solenoide especialmente para controle da pressão de frenagem de um freio de roda de uma instalação de freio hidráulico de deslizamento regulável de um veículo automotor. nas válvulas magnéticas conhecidas existe uma primeira ligação hidráulica eficaz de um compartimento de induzido (28) desta válvula solenoide com uma saída (20) através da condução de um percussor (12) em uma inserção de válvula (10). esta primeira ligação hidraulicamente eficaz termina a semelhança de um orifício cego e, portanto, não permite a remoção por enxágue de bolhas de gás que se acumularam eventualmente neste compartimento de induzido (28). para solucionar este problema a invenção propõe uma segunda ligação (40) hidraulicamente eficaz a qual, desacoplada da primeira ligação hidraulicamente eficaz, está prevista afastada da condução do percussor (12). desta maneira, será produzido um percurso de meio de pressurização fechado dentro de um cartucho de válvula (100) da válvula solenoide que possibilita um enxágue eficaz do compartimento de induzido (28) e, portanto, uma remoção por enxágue de bolhas de gás.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para VÁLVULA SOLENOIDE, ESPECIALMENTE PARA O CONTROLE DA

PRESSÃO DE FRENAGEM DE UM FREIO DE RODA.

Estado da Técnica [001] A presente invenção refere-se a uma válvula solenoide especialmente para o controle da pressão da frenagem e um freio de roda de um conjunto de frenagem hidráulico com regulagem de deslizamento de um veículo automotor de acordo com as características e componentes da espécie conforme descrito na invenção. Essas válvulas magnéticas ficaram conhecidas, por exemplo, do pedido de patente anterior da suplicante com o protocolo DE 10 2007 053 134.8 [002] Com a designação de instalações de frenagens hidráulicas de deslizamentos reguláveis de veículos automotores compreendemse, em seguida, tanto sistemas reguladores de proteção antibloqueio (ABS-), antideslizamento (ASR-) ou dinâmica de deslocamento (ESP-). Nesses sistemas reguladores, a pressão da frenagem de ao menos um freio de roda pode ser comandada, ou seja, regulada na dependência das condições de deslizamentos reinantes na respectiva roda, recorrendo-se as válvulas magnéticas. A ativação dessas válvulas magnéticas se verifica por um aparelho de controle eletrônico que, para esta finalidade, avalia sinais sensoriais.

[003] As válvulas magnéticas empregadas nesses sistemas reguladores são conhecidas dois tipos de construção principais: ou são empregadas válvulas magnéticas, conformadas como válvulas comutadoras e permitem a comutação para duas posições discretas (posição básica e posição comutada) ou trata-se das chamadas válvulas contínuas (= válvulas proporcionais), que podem ocupar posições intermediárias aleatórias entre uma posição aberta e uma posição fechada. A presente invenção pode ser empregada da mesma maneira para válvulas comutadoras e também para válvulas contínuas.

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2/10 [004] As válvulas magnéticas descritas no documento DE 10 2007 053 134.8 apresentam como componentes essenciais, entre outros, uma inserção de válvulas na qual são conformadas ao menos uma admissão e uma saída. A inserção de válvulas foi produzida, devido a motivos de custo, pelo enrolamento de uma tira de chapa sendo que as duas extremidades desta tira de chapa encostam reciprocamente, de modo aproximado, sem formação de fenda intermediária. A razão é que uma fenda, eventualmente existente, ocasionaria um obstáculo indesejado dentro do circuito magnético da válvula solenoide, devendo, portanto, ser evitado.

[005] Para controlar uma conexão hidráulica entre a admissão e a saída, está previsto um corpo de válvula que conforma uma seção transversal de controle. A seção transversal de controle, no estado mencionado da técnica, está conformada como sede de válvula. Esta pode ser comandada por meio de um percussor o qual, para este fim está integrado de forma deslocável na inserção de válvula. Uma ativação do percussor verifica-se de forma indireta de um induzido está integrado de forma móvel em um compartimento de induzido. O compartimento do induzido será limitado por uma cápsula fechada em um lado e presa na inserção da válvula.

[006] Uma inserção de válvula equipada com a cápsula induzida, percussor em corpo de válvula constitui um chamado cartucho de válvula. Sobre este cartucho de válvula será encaixada uma bobina de formato anelar e que pode ser operada de forma eletrônica. Com uma ativação desta bobina, o induzido é sujeito com forças magnéticas atuantes na direção do fechamento da válvula solenoide. Estas forças de fechamento encontram forças contrárias de abertura, sendo estas forças de origem hidráulica bem como forças molares mecânicas que sujeitam o induzido na direção de uma posição básica. Tão logo as forças magnéticas fossem superiores a estas forças de abertura, o in

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3/10 duzido realizaria o curso de trabalho. O movimento do induzido será transferido para o percussor o qual, desta maneira, fecha a sede da válvula. Com um retorno da ativação elétrica da bobina, o percussor será reposicionado pela força elástica e a válvula solenoide passará novamente a ocupar a sua posição aberta, ou seja, a sua posição de passagem.

[007] Em condições de serviço, o interior de uma válvula solenoide constituída desta maneira está totalmente enchido com meio de pressão a ser controlado. Neste meio de pressão poderá encontrar-se, todavia, gás (ar) em estado dissolvido. Este gás, em determinadas condições de serviço, poderá escoar do meio de pressão, formando bolhas de gás. Estas acumulam-se, preferencialmente, no compartimento do induzido. Especialmente nas válvulas contínuas, bolhas de gás podem liberar oscilações do percussor e são perceptíveis na forma de ruídos e que alteram desvantajosamente o comportamento operacional da válvula solenoide. Efetivamente existe nas válvulas magnéticas conhecidas, entre o compartimento do induzido e a saída, uma primeira conexão hidráulica eficaz sobre a condução do percussor na inserção da válvula, porém esta ligação termina em forma de orifício cego de maneira que não pode ser regulado um fluxo pressurizado do compartimento do induzido.

[008] Por conseguinte, nas válvulas magnéticas, de acordo com o estado da técnica, existe o risco da formação das bolhas de gás, uma vez acumuladas no compartimento do induzido permitindo a sua indução do cartucho da válvula solenoide apenas com muita dificuldade. Vantagens da Invenção [009] Diferente em relação ao acima disposto, uma válvula solenoide, cuja pelo menos uma segunda ligação hidraulicamente ativa está conformada entre a circunferência externa da seção de válvula e a circunferência da cápsula, apresenta a vantagem de que com base

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4/10 em medidas construtivas que podem ser concretizadas de forma mais simples possível, a possibilidade do fluxo de passagem pelo compartimento do induzido e, portanto, a remoção de bolhas de gás eventualmente existente é aperfeiçoada. De acordo com a invenção é proposto para esta finalidade prever uma segunda ligação hidráulica do compartimento do induzido com a saída que está desacoplada ao menos da primeira ligação de ação hidráulica, dispondo esta segunda ligação na parte afastada da região condutora para o percussor na inserção da válvula. Esta segunda ligação de atuação hidráulica gera, juntamente com a primeira ligação já mencionada, um percurso de interferência fechado na condução do percussor na ligação hidráulica formada na inserção da válvula, sendo que este percurso se estende desde a admissão, atravessando o corpo da válvula, passando pela condução do percussor até o compartimento do induzido e deste compartimento passa em uma trajetória direta novamente em retorno até a saída. Constitui, portanto, seguramente um fluxo de passagem pelo compartimento do induzido, com o que bolhas de gás eventualmente existentes podem ser removidas com relativa facilidade. Os efeitos desvantajosos mencionados como, por exemplo, ruídos operacionais ou um comportamento operacional modificado da válvula solenoide, podem assim ser, ao menos, amplamente evitados.

[0010] A segunda ligação de ação hidráulica proposta pode ser concretizada de forma construtiva e relativamente simples, portanto, a custo vantajoso, baseada em ao menos uma ranhura longitudinal aberta para o exterior que se estende sobre uma parte do comprimento axial da inserção de válvula ao longo de sua circunferência externa.

[0011] Esta ranhura longitudinal, no tocante ao seu formato transversal (segmento circular, triangular, retangular ou poligonal) e/ou a sua profundidade pode ser ampliada construtivamente em várias regiões e, portanto, pode ser conformada na dependência da válvula e do

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5/10 funcionamento.

[0012] Outras vantagens ou ampliações vantajosas da invenção resultam das concretizações e da descrição seguinte.

Desenho [0013] Um exemplo de execução da invenção está representado no desenho, sendo explanado detalhadamente na descrição seguinte. Conforme inicialmente já mencionado, uma válvula solenoide de acordo com a invenção abrange um chamado cartucho de válvula e uma bobina de formato anelar que pode ser encaixada sobre este cartucho da válvula. A invenção está conformada no cartucho de válvula representada na figura única em corte longitudinal.

Descrição do Exemplo de Execução [0014] O cartucho de válvula 100 apresentado na figura apresenta como um dos seus componentes construídos principais uma inserção de válvula 10. No caso, trata-se de um componente oco e cilíndrico que é produzido de material condutor de magnetismo, por exemplo, com usinagem com remoção de aparas de um bloco de material maciço ou pelo enrolamento de uma platina de chapa. No interior de inserção da válvula 10 está previsto como mobilidade axial um percussor

12. Para tanto, o percussor 12 apresenta em uma de suas extremidades um primeiro segmento condutor 12.1 cujas dimensões externas estão sincronizadas com diâmetro interno da inserção de válvula 10. O segmento condutor 12.1 está salientando-se parcialmente diante da extremidade frontal da inserção de válvula 10. O segmento condutor 12.1 é seguido na direção do interior da inserção de válvula 10 por um segmento do corpo de fechamento 12.2. Este último se projeta em forma de um dedo até a extremidade oposta do percussor 12 em relação ao segmento condutor 12.1. No caso, apresenta vários recuos no seu diâmetro externo, terminando em um segmento esférico 12.3. Este segmento esférico 12.3 está situado dentro da inserção de válvula 12

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6/10 e controla uma sede de válvula 14.1.

[0015] Um corpo de válvula 14 forma a sede de válvula 14.1. Este corpo de válvula 14 é conformado como passa sendo prensado ao menos por segmento da extremidade aberta da inserção de válvula 10. Na posição básica representada no cartucho de válvula 100, o segmento esférico 12.3 do percussor 12 está suspenso da sede de válvula 14.1. Isto é produzido por um elemento de recuo na forma de uma mola 16. A mola 16 penetra no percussor 12 em uma passagem conformada como ombro 12.4 retangular desde o segmento condutor 12.1 até o segmento do corpo de fechamento 12.2 e se apoia, em posição oposta, em um anel de apoio 18 também fixado no interior da inserção de válvula 10. A posição deste anel de apoio 18 dentro da inserção de válvula 10 pode ser alterada na direção do eixo longitudinal desta inserção de válvula 10 com o que a força da mola 16 incidente sobre o percussor 12 bem como um curso de trabalho da válvula solenoide podem ser ajustados.

[0016] Na posição básica representada, aproximadamente na altura da posição do segmento esférico 12.3 do percussor 12, são conformadas várias perfurações transversais 20 na inserção de válvula 10. Estas perfurações transversais 20 transfixam a parede da inserção de válvula 10 onde são recobertos na sua circunferência externa por um elemento de filtro 22 em formato anelar. As perfurações transversais 20 formam juntamente uma saída do cartucho de válvula 100. Entre estas unidades e o anel de apoio 18 da mola 16 existe uma distância axial, com o que a mola 16 juntamente com o anel de apoio 18, fora de um fluxo de meio pressurizado que pode ser regulado com sede de válvula aberta, através do cartucho de válvula 100 onde se encontra e, portanto, não exercendo influência sobre as condições de fluxo.

[0017] O elemento de filtração 22 encosta com sua face frontal 22.1 do lado do induzido em um colar radial 24.1 de uma cápsula 24

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7/10 ancorada estanque a meio pressurizado na inserção da válvula 10. A ancoragem da cápsula 24 da inserção da válvula 10 verifica-se, por exemplo, através de uma ligação rebordada 26. Para sua conformação, a inserção de válvula 10 apresenta uma ranhura anelar 26.1 circunferencial em sentido horizontal dentro da qual foi deslocado em uma etapa de trabalho de rebordo, material da parede da cápsula 24. [0018] A cápsula 24 possui uma extremidade aberta que abraça a inserção da válvula 10 bem como possui uma extremidade como cúpula fechada e situada afastada em relação à inserção de válvula 10. A inserção de válvula 10 e a cápsula 24 limitam um compartimento de induzido 28 oco, no qual está integrado o induzido magnético 30 de forma móvel. Este induzido magnético 30 encosta na extremidade frontal do percussor 12 que se salienta da inserção de válvula 10 e se encarrega de sua ativação.

[0019] Uma admissão 32 do cartucho de válvula 100 encontra-se na extremidade do cartucho de válvula 100 afastado do induzido 30. Esta admissão 32 está conformada em uma seção de soquete 34, produzido preferencialmente em técnica de moldagem por injeção a partir de material plástico. O componente de soquete 34 mantém o elemento de filtro 22 aplicado no colar radial 24.1 da cápsula 24 e apresenta uma cúpula 34.1 disposta centralizada, saliente e transfixada pela admissão 32. Com esta cúpula 34.1 o componente do soquete 34 se projeta na extremidade aberta do corpo de válvula 14, situado em relação afastada relativamente ao induzido, quando pressiona a sua parede, estanque a meio de pressão, contra o diâmetro interno deste corpo de válvula 14. A cúpula 34.1, no caso, salienta-se em tal extensão que a admissão 34 desemboca na direção do fluxo quase diretamente diante da sede de válvula 14.1.

[0020] Em sentido lateral da admissão, do componente do soquete 34 também está previsto uma válvula de repercussão 36. Esta válvula

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8/10 de repercussão 36 comanda um canal de meio pressurizado de meio 38 da saída formada pelas perfurações transversais 20, conduzindo até a transmissão 32, estando configurada no componente do soquete 34 especificamente. Para tanto, a válvula de repercussão 36, como componente de válvula, apresenta uma esfera 36.1 que coopera com uma sede esférica 36.2. A sede da esfera 36.2 e a esfera 36.1 estão de tal modo posicionadas, uma relativamente à outra, que o canal do meio pressurizado 38 somente é liberado caso a pressão da saída seja superior a pressão que previamente reinava na admissão 32 do cartucho de válvula 100.

[0021] O meio pressurizado que com o percussor 12 suspenso da sede de válvula 14.1 flui através da admissão 32 para o interior da inserção de válvula 10, poderá passar sob ranhuras axiais 21 transfixantes no anel de apoio e por ranhuras axiais 12.5 no percussor 12 até o compartimento do induzido 28, banhando o induzido 30 ali disposto. Desta maneira o cartucho de válvula 100 nas condições de serviço está completamente cheio de meio pressurizado. As ranhuras axiais 12.35 e 18.1 formam uma primeira ligação de meio pressurizado hidraulicamente ativo entre o compartimento do induzido 28 e a saída do cartucho de válvula 100, formado pelas perfurações transversais 20.

[0022] De acordo com a invenção, ao menos está previsto uma segunda ligação de meio pressurizado de ação hidráulica que interliga o compartimento do induzido 28 com a saída (perfurações transversais 20). Esta ligação de meio pressurizado que constitui ao menos uma segunda ligação hidraulicamente atuante está desacoplada da primeira ligação hidráulica afastada da condução do percussor 12 e isto, de preferência, entre a circunferência externa da inserção de válvula 10 e a circunferência interna da cápsula 24. Ela é conformada com base em uma ranhura longitudinal 40, radialmente aberta, que se projeta na direção axial longitudinal da inserção de válvula 10 e se estende do lado

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9/10 frontal do lado do induzido desta inserção de válvula 10 até aproximadamente a altura das perfurações transversais 20. Esta ranhura longitudinal 40 pode ser conformada conjuntamente no lado interno da cápsula 24, no lado externo da inserção de válvula 10 e nos dois componentes conjuntamente. A ranhura longitudinal 40 será recoberta por amplas regiões pela cápsula 24 com o que está vedada em relação ao ambiente do cartucho de válvula 100. A sua seção transversal poderá ter acabamento em formato de segmentos circular, retangular, triangular ou poligonal. A profundidade da ranhura longitudinal 40 é superior do que a profundidade da ranhura anelar 26.1 que conforma a ligação rebordada 26 na inserção de válvula 10 e representa assim, não obstante, esta ligação rebordada 26 existente, uma passagem hidraulicamente eficaz entre o compartimento do induzido 28 e a saída (perfurações transversais 20). A face da seção transversal da ranhura longitudinal 40 pode ser dimensionada na dependência da válvula ou da função. Para afetar na menor extensão possível as propriedades magnéticas da válvula solenoide, é proposto que esta superfície transversal seja conformada na menor extensão necessária. Para o comprimento de sua eficácia hidráulica deveria não situar-se abaixo de um tamanho mínimo que no exemplo de execução é de aproximadamente 0,2 mm². A ranhura longitudinal 40 interliga o compartimento do induzido 28 com a saída de forma direta ou indireta, isto é, no menor percurso possível e sem estabelecer contato ou atravessar outras regiões condutoras de meio pressurizado dentro do cartucho de válvula 100.

[0023] A segunda ligação do meio pressurizado formada pela ranhura longitudinal 40 produz, juntamente com a primeira ligação de meio pressurizado mencionada, a formação de um percurso de meio de pressurização fechado desde a admissão 32, pela sede de válvula

14.1, dentro do corpo da válvula 14 sobre a condução do percussor 12 para o compartimento do induzido 28 e atravessando este compartiPetição 870180159342, de 06/12/2018, pág. 12/19

10/10 mento do induzido 28, imediatamente sendo reciclada para a saída (perfuração transversal 20) sendo, portanto, hidraulicamente eficaz, desta maneira é criado um fluxo de passagem do compartimento do induzido 28 e uma redução por enxágue de bolhas de gás eventualmente existentes no compartimento do induzido é assegurado.

[0024] Naturalmente são possíveis alterações ou ampliações vantajosas da invenção sem abandonar a idéia básica da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula solenoide, especialmente para o controle da pressão de frenagem de um freio de roda de um conjunto de frenagem hidráulico de deslizamento regulável de um veículo automotor com ao menos uma admissão (32) e ao menos uma saída (20), uma inserção de válvula (10) com um percussor (12) tipo deslocável, um corpo de válvula (14) com uma seção transversal de controle (14.1) que pode ser controlada pelo percussor (12), uma cápsula (24) ancorada na seção de válvula (10) e limitando um compartimento de induzido (28), um induzido (30) móvel que ativa o percussor (12), e montado móvel no compartimento do induzido (28) e uma solenoide de operação elétrica para ativação do referido induzido (30), sendo que entre o compartimento do induzido (28) e a saída (20) existe uma primeira ligação hidráulica atuante conformada na inserção de válvula (10) na região de condução do percussor (12), e ao menos está prevista uma segunda ligação hidraulicamente ativa do compartimento de induzido (28) com a saída (20), que está conformada no lado afastado da região do condutor do percussor (12), caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma segunda ligação hidraulicamente ativa está conformada entre a circunferência externa da seção de válvula (10) e a circunferência interna da cápsula (24).
2. Válvula solenoide, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma segunda ligação hidraulicamente eficaz apresenta ao menos uma ranhura longitudinal (40) aberta para o exterior que se estende na direção axial da inserção de válvula (10).
3. Válvula solenoide, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a ranhura longitudinal (40) está conformada na circunferência externa na inserção de válvula (10) e/ou na circunferência interna da cápsula (24).

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4. Válvula solenoide, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que a ranhura longitudinal (40) se estende desde um lado frontal da inserção de válvula (10) voltado na direção do induzido (30) até a altura de ao menos uma perfuração transversal (20) que transfixa a parede da inserção de válvula 10 e que forma a saída da válvula solenoide.
5. Válvula solenoide, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizada pelo fato de que a ranhura longitudinal (40) apresenta uma seção transversal em formato de segmento circular, retangular, triangular ou poligonal.
6. Válvula solenoide, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizada pelo fato de que a ranhura longitudinal (40) apresenta uma profundidade superior à profundidade de ranhura anelar (26.1) formada na inserção de válvula (10), de uma ligação rebordada (26) estanque a pressão entre a cápsula (24) e esta inserção de válvula (10).
7. Válvula solenoide, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizada pelo fato de que a ranhura longitudinal (40) forma uma ligação direta e imediata entre o compartimento de induzido (28) e a saída (20).
8. Válvula solenoide, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a válvula solenoide está conformada como válvula contínua aberta e sem fluxo.