CN109863068A - 电磁阀和用于车辆的液压制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于液压制动系统的电磁阀(10)以及具有这种电磁阀(10)的液压制动系统。该电磁阀具有磁体组件、磁极铁芯(11)、与磁极铁芯(11)连接的引导套筒(13)、在引导套筒(13)内可沿轴向运动地引导的阀衔铁(20)、以及与引导套筒(13)连接并且具有阀座(15.1)的阀体(15)，其中，该阀衔铁可由通过磁体组件产生的磁力克服回位弹簧(16)的力驱动或通过回位弹簧(16)的力驱动，并且使具有闭合元件(34)的挺杆(30)沿轴向运动，该阀座布置在至少一个第一流动开口(15.2)和至少一个第二流动开口(15.3)之间，其中，挺杆(30)固定地与阀衔铁(20)连接。在此，阀体(15)具有容纳区域(19)，其至少部分地容纳引导组件(40)，其中，阀衔铁(20)在引导组件(40)的至少一个通孔(41.1、44.1)中沿轴向引导，其中，在引导组件(40)和阀衔铁(20)之间构造有机械式锁定装置(18)，其在断电的闭合状态中释放阀衔铁(20)，使得回位弹簧(16)驱动阀衔铁(20)，并且将闭合元件(34)密封地按压到阀座(15.1)中以用于实施密封功能，并且将阀衔铁(20)在断电的打开状态中克服回位弹簧(16)的力固定在轴向的锁定状态中，使得闭合元件(34)从阀座(15.1)抬起。

Description

电磁阀和用于车辆的液压制动系统
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求1的类型的用于液压制动系统的电磁阀。本发明的对象还为用于车辆的具有这种电磁阀的液压制动系统。
背景技术
由现有技术已知用于车辆的液压制动系统，其具有主制动缸、液压单元和多个车轮制动器，该液压制动系统包括不同的安全系统，例如防抱死系统(ABS)、电子稳定程序(ESP)等等，以及可实施不同的安全功能，例如防抱死功能、驱动防滑调节(ASR)等等。通过该液压单元可在防抱死系统(ABS)或驱动防滑调节系统(ASR系统)或电子稳定程序系统(ESP系统)中针对在对应的车轮制动器中的压力形成或压力卸载执行控制和/或调节过程。为了执行控制和/或调节过程，液压单元包括电磁阀，其基于对立起作用的力“磁力”、“弹力”以及“液压力”而通常保持在明确的位置中。与此相应地得到阀类型“断电打开”和“断电闭合”。电磁阀相应包括磁体组件和阀筒，其包括磁极铁芯、与磁极铁芯连接的引导套筒、在引导套筒内克服回位弹簧的力在闭合位置和打开位置之间可沿轴向运动地引导的衔铁、以及与引导套筒连接的阀套筒，该衔铁具有挺杆和闭合元件，该阀套筒具有阀座。通过为磁体组件通电产生磁力，磁力在未通电打开的电磁阀中使具有挺杆和闭合元件的衔铁从打开状态运动到闭合状态中，直至闭合元件到达对应的阀座并且密封阀座。在未通电的状态中，回位弹簧使具有挺杆和闭合元件的衔铁运动，并且闭合元件从阀座抬起以及释放阀座。在未通电闭合的电磁阀中，具有挺杆和闭合元件的衔铁通过为磁体组件通电从闭合状态运动到打开状态中，并且闭合元件从阀座抬起，以及释放阀座。如果切断电流，那样回位弹簧使具有闭合元件的磁性衔铁朝阀座的方向运动，直至闭合元件到达阀座并且密封阀座。在通电的情况下伴随着不期望的能量消耗。此外，如果功能仅仅通过有源的通电实现，功能可靠性或功能可用性未达到所需程度。
在公开文献DE 10 2007 051 557 Al中例如说明了一种断电闭合的电磁阀，其用于防滑调节的液压车辆制动设备。电磁阀包括：还被称为阀筒的液压部分，其部分地布置在阀块的分级的孔中；和主要由磁体组件形成的电气部分，该磁体组件插到阀筒的从阀块突出的部分上。磁体组件包括具有电气绕组的线圈体、引导磁通的线圈围罩以及引导磁通的环形盘。液压部分具有引导套筒，该引导套筒在其面向电气部分的一端通过压入的和流体密封地焊接的磁极铁芯闭合。在引导套筒中容纳有可沿纵向移动的衔铁，其通过回位弹簧支撑在磁极铁芯处。衔铁背离磁极铁芯地具有布置在凹处中的球形的闭合体。在背离磁极铁芯的一端，在引导套筒中压入有杯状的阀套筒，其具有圆柱状围罩和底部。阀套筒在底部具有贯通部以及空心锥形的阀座，该阀座与闭合体一起形成阀座。通过阀座可切换地实施在阀套筒的底部的贯通部和在阀套筒的围罩中的至少一个贯通部之间的流体连接。此外，在阀套筒的围罩之外布置有径向过滤器，以便从流体流中滤除污物颗粒。引导套筒可借助于固定插接部锁牢在阀块的台阶孔中。
由EP 00 73 886 Bl已知一种液压控制设备，其具有可沿轴向移动到多个切换位置中的并且借助于回位弹簧自动回到其切换位置中的一个中的控制滑阀，该控制滑阀可在其切换位置之外通过在锁定位置中接入的受弹簧加载的锁子固定，该锁子还可通过作为活塞在壳体孔中引导的并且可通过相邻的环形空间加载压力液体的部件液压地操纵。环形空间通过预调阀与引导至负载的泵压力管路连接，该泵压力管路在切断一个或多个负载时卸载压力。在此，锁子的液压调节通路相对于其可克服弹力的调节通路受限，并且在控制滑阀处为了接合或握扣锁子的锁定位置沿径向如此确定尺寸，即，与可克服弹力的调节通路无关地仅可在为此设置的锁定状态处液压触发锁子。
发明内容
具有独立权利要求1的特征的用于液压制动系统的电磁阀具有的优点是，在电磁阀中，在断电的第一运行状态的情况下可转换另一断电的第二运行状态。这意味着，本发明的实施方式提供了一种双稳态的电磁阀，其通过施加切换信号可在两种运动状态之间切换，其中，电磁阀持久地保持在相应的运行状态中，直至下一个切换信号。在此，第一运行状态可相应于电磁阀的闭合状态，并且第二运行状态可相应于电磁阀的打开状态。在两种运行状态之间的变换例如可通过磁体组件的有源调节单元的短暂通电或通过将切换信号或电流脉冲施加给磁体组件来执行。在这种短暂通电的情况下，相比于具有两种运动状态的传统的电磁阀能量消耗可有利地降低，传统的电磁阀仅仅具有断电的第一运行状态，并且为了实现通电的第二运行状态必须针对第二运行状态的持续时间进行通电。此外，如果功能仅可通过有源的通电实现，相比于本发明的实施方式，功能可靠性或功能可用性没有达到期望的程度。
本发明的实施方式提供了一种用于液压制动系统的电磁阀，该电磁阀具有磁体组件、磁极铁芯、与磁极铁芯连接的引导套筒、在引导套筒内可沿轴向运动地引导的阀衔铁、以及与引导套筒连接并且具有阀座的阀体，其中，该阀衔铁可由通过磁体组件产生的磁力克服回位弹簧的力或通过回位弹簧的力来驱动，并且使具有闭合元件的挺杆沿轴向运动，该阀座布置在至少一个第一流动开口和至少一个第二流动开口之间。挺杆固定地与阀衔铁连接。在此，阀体具有容纳区域，其至少部分地容纳引导组件，其中，阀衔铁在引导组件的至少一个通孔中沿轴向来引导。在引导组件和阀衔铁之间构造有机械式锁定装置，其在断电的闭合状态中释放阀衔铁，使得回位弹簧驱动阀衔铁，并且将闭合元件密封地按压到阀座中以用于实施密封功能，并且将阀衔铁在断电的打开状态中克服回位弹簧的力固定在轴向的锁定状态中，使得闭合元件从阀座抬起。在断电的闭合状态中中断在至少一个第一流动开口和至少一个第二流动开口之间的流体流，并且在断电的打开状态中实现在至少一个第一流动开口和至少一个第二流动开口之间的流体流。
根据本发明的电磁阀的实施方式有利地在闭合状态中具有非常低的泄漏，并且在打开状态中具有低的能量消耗。
具有独立权利要求11的特征的用于车辆的液压制动系统具有的优点是，可以低的附加花费在通常存在的具有ESP功能性的液压单元处实现附加功能，其以电子液压方式地锁定在对应的车轮制动器中的当前的制动压力，并且可在低的能量需求的情况下保持更长的时间。这意味着，存在的压力供给部、从液压单元直至车轮制动器的管路以及传感器和通信信号不仅可用于ESP功能和/或ABS功能和/或ASR功能，而且可用于在车轮制动器中的电子液压压力保持功能。由此可以有利的方式以积极的效果节省成本、结构空间、重量和布线，使得降低制动系统的复杂性。
通过在从属权利要求中列举的措施和改进方案可有利地改进在独立权利1中说明的用于液压制动系统的电磁阀。
特别有利的是，机械式锁定装置实施为转动凸轮机构，其利用周向力分量，以便改变在具有闭合元件的阀衔铁和引导组件之间的转动状态，并且使具有闭合元件的阀衔铁沿轴向运动到锁定状态中，并且又离开该锁定状态，使得具有闭合元件的阀衔铁可通过将切换信号或电流脉冲施加给磁体组件简单地在两种断电的状态之间变换。从断电的闭合状态开始，具有闭合元件的阀衔铁可通过施加切换信号从断电的闭合状态变换到断电的打开状态中。在施加下一个切换信号时，具有闭合元件的阀衔铁从断电的打开状态变换回断电的闭合状态中。从断电的打开状态开始，具有闭合元件的阀衔铁可通过施加切换信号从断电的打开状态变换回断电的闭合状态中。在施加下一个切换信号时，具有闭合元件的阀衔铁从断电的闭合状态变换回断电的打开状态中。取决于需克服的摩擦，在阀衔铁轴向运动时，引导组件可相对于阀衔铁转动，和/或阀衔铁可相对于布置的引导组件转动。为了仅仅有针对性地允许部件的运动，引导组件能不可相对转动地固定在阀体中，或者阀衔铁可通过形状配合连接与引导套筒或磁极铁芯以防回转的方式来实施。
在电磁阀的有利的设计方案中，引导组件可转动运动地或不可相对转动地支承在阀体的容纳区域中。因此，引导组件例如可在支架和保持环之间或在下陷部(Hinterschnitt)中引导，其可限定引导组件的轴向位置。
在电磁阀的另一有利的设计方案中，引导组件可包括：控制笼，其可具有第一通孔和第一引导几何结构；以及控制环，其可具有第二通孔和第二引导几何结构。控制笼和控制环例如可相应实施为单件。单件例如可以浇注方法制成为塑料件。替代地，塑料件可通过粉末注射成型(PIM)或陶瓷注射成型(CIM)或金属注射成型(MIM)等等制成，或通过3D打印制成。此外，控制环可以冲弯工艺制成为板材件。通过将引导组件多件式地实施为塑料件可将复杂的引导几何结构简单且成本有利地制成为大量生产件，并且接着将它们彼此接合在一起。控制笼和控制环能不可相对转动地彼此连接，其中，控制环被引入控制笼中，并且至少一个构造在控制环处的定位凸起可接合到对应的构造在控制笼处的定位凹处。替代地，引导组件可与控制笼和控制环一体实施，例如实施为双组分塑料浇注件。
在电磁阀的另一有利的设计方案中，阀衔铁可具有分级的圆柱状的基体，其具有两种不同的外直径，其中，阀衔铁的基体的在引导组件的至少一个通孔中引导的区段可具有第三引导几何结构，该第三引导几何结构在阀衔铁朝磁极铁芯的方向轴向运动时与控制笼的第一引导几何结构共同作用，并且在阀衔铁朝阀座的方向轴向运动时与控制环的第二引导几何结构共同作用，并且可产生阀衔铁和/或引导组件围绕共同的纵向轴线的转动运动。阀衔铁可通过基体的布置在引导组件之外的区段在引导套筒的内壁处转动运动地或沿径向防回转地引导。由于要求磁传导能力，阀衔铁由能导磁的材料例如以冷镦方法或切削地制成。磁极铁芯同样由能导磁的材料制成。挺杆例如可以浇注方法制成为塑料构件。替代地，挺杆可通过粉末注射成型(PIM)或陶瓷注射成型(CIM)或金属注射成型(MIM)等等制成，或通过3D打印制成。此外，挺杆可在其顶部一件式地实施为用于阀座的闭合元件。替代地，挺杆可多件式地实施，并且例如具有附加的密封元件，例如O型圈密封件，其布置在闭合元件的区域中并且改善在闭合状态中的密封效果。挺杆例如可压入在阀衔铁的基体中的相应的容纳部中。
在电磁阀的另一有利的设计方案中，第一引导几何结构可具有第一环绕的滑槽引导部，其具有在第一通孔的壁部处以均匀的角间距构造的第一凹处，该第一凹处通过第一分隔隔片彼此隔开，在分隔隔片处可相应构造有单侧的倾斜部。第二引导几何结构可具有第二环绕的滑槽引导部，其具有在第二通孔的壁部处以均匀的角间距构造的第二凹处，该第二凹处具有不同的轴向深度，第二凹处通过第二分隔隔片彼此隔开，在第二分隔隔片处可相应构造有单侧的斜面。在此，第一分隔隔片可与第二分隔隔片错位地布置，其中，第三引导几何结构可具有至少一个沿径向突出的定位元件。在倒圆地实施至少一个定位元件时，引入引导组件和/或阀衔铁的转动运动可以有利的方式通过倒圆的定位元件在倾斜面上的切向接触实现。因此，在车辆中预期的大量的切换过程的情况下，不同于为了旋转串接的功能而使沿轴向预受力的顶部轮廓在接触的情况下相对彼此转动的其他解决方案，可避免或至少减少在重要的功能件上的磨损。此外，相比于其他的解决方案，切换过程可以相对小的轴向的操纵行程实现，这可在电磁阀中通过减小的气隙有利地影响可实现的轴向力。替代地，至少一个定位元件可具有多角的、优选三角的横截面。
在电磁阀的另一有利的设计方案中，阀衔铁可在通过磁体组件的磁力引起的朝磁极铁芯的方向的轴向运动的情况下带动挺杆和其闭合元件，其中，至少一个定位元件可从在第二凹处中的位置到达控制笼的对应的倾斜部，由此周向力作用到引导组件和/或阀衔铁上，并且可使引导组件和/或阀衔铁围绕对应的纵向轴线转动，直至至少一个定位元件可在倾斜部的端部处滑动到对应的第一凹处中。在此，在阀衔铁通过回位弹簧的弹力引起的朝阀座的方向的轴向运动的情况下，至少一个定位元件可从第一凹处到达控制环的对应的斜面，由此周向力作用到引导组件和/或阀衔铁上，并且可使引导组件和/或阀衔铁围绕对应的纵向轴线继续转动，直至至少一个定位元件可在斜面的端部处滑动到对应的第二凹处中。此外，在断电的打开状态中，至少一个定位元件可贴靠在浅的第二成型部中的止挡处，并且在断电的闭合状态中在深的第二成型部中引导，直至闭合元件止挡在阀座中。阀衔铁的最大工作行程例如可通过在磁极铁芯和阀衔铁之间的气隙或通过阀衔铁止挡在磁极铁芯处来预定。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并且在下文的说明中对其进行进一步阐述。在附图中，相同的附图标记表示功能相同或相似的零件或元件。其中，
图1示出了根据本发明的电磁阀的实施例的示意性的立体截面图示，该电磁阀处于其断电的闭合状态中。
图2示出了用于图1的电磁阀的引导组件的实施例的示意性的立体仰视图示。
图3示出了与图1的电磁阀的阀体接合的图2的引导组件的示意性的立体部分截面图示。
图4示出了用于图1的电磁阀的阀衔铁的实施例的示意性的详细截面图示。
图5至图10以不同的状态相应示出了用于图1的电磁阀的机械式锁定装置的实施例的示意性的立体图示。
图11示出了图1的根据本发明的电磁阀的示意性的立体截面图示，该电磁阀处于其断电的打开状态中。
图12示出了根据本发明的用于车辆的液压制动系统的实施例的示意性的液压线路图。
具体实施方式
如由图1至图11可见的那样，根据本发明的用于液压制动系统1的电磁阀10的示出的实施例包括未进一步示出的磁体组件、磁极铁芯11、与磁极铁芯11连接的引导套筒13、在引导套筒13内可沿轴向运动地引导的阀衔铁20、以及与引导套筒13连接并且具有阀座15.1的阀体15，其中，该阀衔铁可由通过磁体组件产生的磁力克服回位弹簧16的力驱动或通过回位弹簧16的力驱动，并且使具有闭合元件34的挺杆30沿轴向运动，该阀座布置在至少一个第一流动开口15.2和至少一个第二流动开口15.3之间，其中，挺杆30固定地与阀衔铁20连接。在此，阀体15具有容纳区域19，该容纳区域至少部分地容纳引导组件40。阀衔铁20在引导组件40的至少一个通孔41.1、44.1中沿轴向来引导，其中，在引导组件40和阀衔铁20之间构造有机械式锁定装置18，该锁定装置在图1中示出的断电的闭合状态中释放阀衔铁20，使得回位弹簧16驱动阀衔铁20，并且将闭合元件34密封地按压到阀座15.1中以用于实施密封功能，并且中断在至少一个第一流动开口15.2和至少一个第二流动开口15.3之间的流体流，并且使阀衔铁20在图11中示出的断电的打开状态中克服回位弹簧16的力固定在轴向的锁定状态中，使得闭合元件34从阀座15.1抬起，并且使得能够实现在至少一个第一流动开口15.2和至少一个第二流动开口15.3之间的流体流。由此实施双稳态的电磁阀10，其可通过施加切换信号在两个状态之间进行切换，其中，电磁阀10直至下一个切换信号持久地保持在相应的运行状态中。
这种双稳态的电磁阀10例如可用在用于车辆的液压制动系统1中。
如由图12可见的那样，根据本发明的用于车辆的液压制动系统1的示出的实施例包括主制动缸5、液压单元9和多个车轮制动器RR、FL、FR、RL，其中，通过该液压制动系统可实施各种不同的安全功能。液压单元9包括至少两个制动回路BC1、BC2，以用于在车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力调整。在此，至少两个制动回路BC1、BC2相应具有双稳态的电磁阀10，该电磁阀具有断电的闭合状态和断电的打开状态，并且可在两个状态之间切换，其中，双稳态的电磁阀10在断电的打开状态中释放在至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的制动压力调整，并且在断电的闭合状态中锁定在至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL中的当前的制动压力。
如由图12进一步可见的那样，液压制动系统1的示出的实施例包括两个制动回路BC1、BC2，为它们相应分配四个车轮制动器RR、FL、FR、RL中的两个车轮制动器。因此，例如在车辆前桥处布置在右侧的第一车轮制动器FR和例如在车辆后桥处布置在左侧的第二车轮制动器RL分配给第一制动回路BC1。例如在车辆后桥处布置在右侧的第三车轮制动器RR和例如在车辆前桥处布置在左侧的第四车轮制动器FL分配给第二制动回路BC2。为每个车轮制动器RR、FL、FR、RL分配有进气阀EV11、EV21、EV12、EV22和排出阀AV11、AV21、AV12、AV22，其中，通过进气阀EV11、EV21、EV12、EV22可在对应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中相应建立压力，并且其中，通过排出阀AV11、AV21、AV12、AV22可在对应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中相应卸载压力。为了在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中建立压力，打开对应的进气阀EV11、EV12、EV21、EV22，并且关闭对应的排出阀AV11、AV12、AV21、AV22。为了在相应的车轮制动器RR、FL、FR、RL中卸载压力，关闭对应的进气阀EV11、EV21、EV12、EV22并且打开对应的排出阀AV11、AV21、AV12、AV22。
如由图12进一步可见的那样，为第一车轮制动器FR分配第一进气阀EV11和第一排出阀AV11，为第二车轮制动器RL分配第二进气阀EV21和第二排出阀AV21，为第三车轮制动器RR分配第三进气阀EV12和第三排出阀AV12，并且为第四车轮制动器FL分配第四进气阀EV22和第四排出阀AV22。通过进气阀EV11、EV21、EV12、EV22和排出阀AV11、AV21、AV12、AV22可执行用于实现ABS功能的控制和/或调节过程。
此外，第一制动回路BC1具有第一吸入阀HSV1、第一系统压力调节阀USV1、带有第一止回阀RSV1的第一补偿容器Al以及第一流体泵PE1。第二制动回路BC2具有第二吸入阀HSV2、第二系统压力调节阀USV2、带有第二止回阀RSV2的第二补偿容器A2和第二流体泵PE2，其中，第一流体泵PE1和第二流体泵PE2由共同的电马达M驱动。为了确定当前的系统压力或制动压力，液压单元9还包括传感器单元9.1。为了制动压力调整和实施ASR功能和/或ESP功能，液压单元9在第一制动回路BC1中使用第一系统压力调节阀USV1、第一吸入阀HSV1以及第一回送泵PE1，并且在第二制动回路BC2中使用第二系统压力调节阀USV2、第二吸入阀HSV2以及第二回送泵PE2。如由图12进一步可见的那样，每个制动回路BC1、BC2与主制动缸5连接，该主制动缸可通过制动踏板3操纵。此外，流体容器7与主制动缸5连接。吸入阀HSV1、HSV2能够在没有驾驶员要求的情况下介入到制动系统中。为此，通过吸入阀HSV1、HSV2打开用于对应的流体泵PE1、PE2的至主制动缸5的相应的吸入路径，使得流体泵可代替驾驶员提供用于调节所需的压力。系统压力调节阀USV1、USV2布置在主制动缸5和至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL之间，并且调节在相关的制动回路BC1、BC2中的系统压力或制动压力。如由图12进一步可见的那样，第一系统压力调节阀USV1调节在第一制动回路BC1中的系统压力或制动压力，并且第二系统压力调节阀USV2调节在第二制动回路BC2中的系统压力或制动压力。
如由图12进一步可见的那样，双稳态的电磁阀10可在不同的位置P1、P2、P3、P4、P5置入相应的制动回路BC1、BC2中。在示出的实施例中相应在第二制动回路BC2中标出不同的位置P1、P2、P3、P4、P5。如由图12进一步可见的那样，双稳态的电磁阀10相应在对应的系统压力调节阀USV1、USV2和进气阀EV11、EV12、EV21、EV22之间的第一位置P1处在对应的流体泵PE1、PE2的排出通道之前置入相应的制动回路BC1、BC2中。替代地，双稳态的电磁阀10可相应在主制动缸5和对应的系统压力调节阀USV1、USV2之间的第二位置P2处直接在对应的系统压力调节阀USV1、USV2之前置入相应的制动回路BC1、BC2中。作为其他替代的布置方案，双稳态的电磁阀10可相应在对应的系统压力调节阀USV1、USV2和进气阀EV11、EV12、EV21、EV22之间的第三位置P3处在流体泵PE1、PE2的排出通道之后置入相应的制动回路BC1、BC2中。此外，在另一替代的布置方案中，双稳态的电磁阀10可相应在主制动缸5和对应的系统压力调节阀USV1、USV2之间的第四位置P4处在共同的流体支路中直接在主制动缸5之后置入相应的制动回路BC1、BC2中。此外，双稳态的电磁阀10可相应在第五位置P5处直接在分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL之前置入相应的制动回路BC1、BC2中。
如由图12进一步可见的那样，在液压制动系统1的示出的实施例中使用呈车载电网的形式的电能存储器，以便通过经由流体泵PE1、PE2再输送制动流体使在至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL中在双稳态的电磁阀10的断电的闭合状态中锁定的制动压力保持恒定。因为电能仅仅用于阀开关并且对于短的再输送功能必不可少，所以仅仅产生小的附加的电能需求用于制动压力保持功能。替代地，在未示出的实施例中，可使用液压存储器装置，以便通过再输送制动流体使在至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL中在双稳态的电磁阀10的断电的闭合状态中锁定的制动压力保持恒定。因为仅仅需要用于阀开关的电能，然而似乎不需要电能用于再输送功能，所以通过液压存储器装置得到用于制动压力保持功能的还要更低的电能需求。
通过所说明的措施可有利地补偿可能存在的内部泄漏和体积膨胀，其例如可由于温度变化过程出现。此外，所说明的措施可相组合。这意味着，液压存储器装置可与电存储器装置组合，以便通过再输送制动流体在双稳态的电磁阀10的断电的闭合状态中使在至少一个分配的车轮制动器RR、FL、FR、RL中锁定的制动压力在更长的时段内保持恒定。
如由图1至图11进一步可见的那样，机械式锁定装置18实施为转动凸轮机构，其利用周向力分量，以便改变在具有闭合元件34的阀衔铁20和引导组件40之间的转动状态，并且使具有闭合元件34的阀衔铁20沿轴向运动到锁定状态中，并且又离开该锁定状态，使得具有闭合元件34的阀衔铁20可通过将切换信号施加给磁体组件在两种断电的状态之间变换。引导组件40在示出的实施例中转动运动地在支承部17和保持环47之间支承在阀体15的容纳区域19中。此外，支承部17和保持环47限定引导组件40的轴向位置。在此，保持环47在引导组件40放入阀体15的容纳区域19之后压入阀体15中，使得引导组件40保持可转动。替代地，保持环47还可成型为C形夹圈并且锁入阀体15中的下陷部中，使得引导组件40保持可转动。
在示出的实施例中，引导组件40包括：控制笼41，其具有第一通孔41.1和第一引导几何结构42；和控制环44，其具有第二通孔44.1和第二引导几何结构45。控制笼41和控制环44在示出的实施例中相应实施为塑料件并且不可相对转动地彼此连接。在此，控制环44引入控制笼41中，并且三个构造在控制环44处的定位凸起44.2接合到对应的构造在控制笼41处的定位凹处41.2中。显然，还可使用少于或多于三个的定位凸起44.2和定位凹处41.2，以便使控制环44不可相对转动地与控制笼41连接。此外，控制环44可在替代的未示出的实施例中实施为冲弯板材件。替代地，引导组件40可与控制笼41和控制环44一体地实施为双组分塑料浇注件。
在示出的实施例中，阀衔铁20具有分级的圆柱状的基体22，其具有两种不同的外直径，其中，阀衔铁20的基体22的在引导组件40的至少一个通孔41.1、44.1中引导的区段具有第三引导几何结构28，其在阀衔铁20朝磁极铁芯11的方向轴向运动时与控制笼40的第一引导几何结构42共同作用，并且在阀衔铁20朝阀座15.1的方向轴向运动时与控制环44的第二引导几何结构45共同作用，并且产生阀衔铁20和/或引导组件40围绕共同的纵向轴线的转动运动。阀衔铁20通过基体22的布置在引导组件40之外的区段在引导套筒13的内壁处沿径向沿引导。如尤其由图1和图11进一步可见的那样，阀衔铁20的基体22在其面向阀座15.1的一端具有凹口24，在其中压入有挺杆30的基体32的端部。在基体32的另一端构造有闭合元件34，其形成挺杆30的顶部，并且为了实施密封功能而与阀座15.1共同作用。在示出的实施例中，挺杆30实施为塑料浇注件。替代地，挺杆30可以PIM、CIM或MIM方法制成，或者制成为3D打印件。附加地，可在闭合元件34处布置密封元件，以便改善在阀座15.1中的密封效果。密封元件可例如实施为O型圈密封件。阀衔铁20的基体22在其面向磁极铁芯11的一端具有弹簧容纳部26，其至少部分地容纳回位弹簧16。回位弹簧16在一端支撑在磁极铁芯11的面向阀衔铁20的极面上，并且在另一端支撑在弹簧容纳部26中的支承部处。在替代的未示出的实施方式中，弹簧容纳部26还可引入在磁极铁芯11中，使得回位弹簧16支撑在阀衔铁20的面向磁极铁芯11的端面处和弹簧容纳部26中。在示出的实施例中，弹簧容纳部26通过补偿孔与凹口24连接。构造在磁极铁芯11的极面和阀衔铁20的极面之间的气隙12预定最大可行的衔铁行程。
如尤其由图2和图3进一步可见的那样，第一引导几何结构42具有第一环绕的滑槽引导部43，其具有在第一通孔41.1的壁部处以均匀的角间距构造的第一凹处43.1，该第一凹处通过第一分隔隔片43.2彼此隔开。在第一分隔隔片43.2处相应构造有单侧的倾斜部43.3。在示出的实施例中，十八个第一凹处43.1以18x20°的角间距和相应10°的宽度构造在第一通孔41.1的壁部处。这意味着，在第一凹处43.1之间的第一分隔隔片43.2同样具有相应10°的宽度。第二引导几何结构45具有第二环绕的滑槽引导部46，其具有在第二通孔44.1的壁部处以均匀的角间距构造的第二凹处46.1、46.2，该第二凹处具有不同的轴向深度，并且通过第二分隔隔片46.3彼此隔开。在第二分隔隔片46.3处相应构造有单侧的斜面46.4。在示出的实施例中，十八个第二凹处46.1、46.2以18x20°的角间距和相应10°的宽度构造在第二通孔44.1的壁部处。这意味着，在第二凹处46.1、46.2之间的第二分隔隔片46.3同样具有相应10°的宽度。如由图2和图3进一步可见的那样，第一分隔隔片43.2与第二分隔隔片46.3错位地布置。在示出的实施例中，在第一分隔隔片43.2和第二分隔隔片46.3之间的错位为相应10°。因此，第一分隔隔片43.2的倾斜部43.3布置在第二凹处46.1、46.2对面，并且第二分隔隔片46.3的斜面46.4布置在第一凹处43.1对面。如尤其由图4可见的那样，第三引导几何结构28在示出的实施例中包括沿径向突出的倒圆的定位元件28.1，其压入阀衔铁20的基体22的径向孔中。替代地，定位元件28.1可实施成具有有角的、优选三角的横截面，使得定位元件28.1的面平行于对应的倾斜部43.3或斜面46.4取向。此外，至少一个定位元件28.1可替代地与阀衔铁20一体实施，使得可取消压入过程。定位元件28.1可通过布置在控制笼41中的引入凹处41.3引入引导组件40的内部中，并且与第一滑槽引导部43和第二滑槽引导部46共同作用。相应十八个第一凹处43.1和十八个第二凹处46.1、46的提到的数量和20°的角间距以及10°的宽度一样仅仅是示例性的，并且用于更简单的阐述。在360°的周向上的其他划分显然是可行的。
下面参考图5至图10说明具有闭合元件34的阀衔铁20从在图1中示出的断电的闭合状态运动到在图11中示出的断电的打开状态的过程。
如由图5进一步可见的那样，定位元件28.1在断电的闭合状态中在深的第二凹处46.1中引导，并且闭合元件34密封地贴靠在阀座15.1中，如由图1可见的那样。在定位元件28.1和深的第二凹处46.1的底部之间的附加的轴向的自由空间48有利于补偿纵向公差。在示出的实施例中，使用仅仅一个定位元件28.1。显然，还可使用在周向上分布的多个定位元件28.1，以便改善引导。如由图6进一步可见的那样，阀衔铁20在由磁体组件的磁力引起的朝磁极铁芯11的方向的轴向运动的情况下带动挺杆30和它的闭合元件34，其中，倒圆的定位元件28.1从在深的第二凹处46.1中的位置切向地到达控制笼41的对应的倾斜部43.3。在图6中示出了在阀衔铁20的向上运动期间的时刻，在其中倒圆的定位元件28.1接触控制笼41的倾斜部43.3。由此周向力作用到引导组件40和/或阀衔铁20上，并且引导组件40和/或阀衔铁20围绕对应的纵向轴线转动，直至倒圆的定位元件28.1在倾斜部43.3的端部处滑动到对应的第一凹处43.1中，如由图7可见的那样，并且到达预定的在图8中示出的最大轴向行程，并且贴靠在第一凹处43.1的底部处。替代地，可如此选择在定位元件28.1和第一凹处43.1的底部之间的间距，即，最大轴向行程通过阀衔铁20在磁极铁芯11处的止挡或通过在阀衔铁20和磁极铁芯11之间的气隙12预定。在切断磁力之后，回位弹簧16的弹力引起阀衔铁20朝阀座15.1的方向的轴向运动。在此，倒圆的定位元件28.1运动离开第一凹处43.1，并且切向地到达控制环44的对应的斜面46.3，如由图9可见的那样。在图9中示出了在阀衔铁20的向下运动期间的时刻，在其中倒圆的定位元件28.1接触控制环44的斜面46.4。因此，周向力作用到引导组件40和/或阀衔铁20上，并且使引导组件40和/或阀衔铁20围绕对应的纵向轴线进一步转动，直至倒圆的定位元件28.1在斜面46.3的端部处滑动到对应的浅的第二凹处46.2中，如由图10可见的那样。在此时实现的断电的打开状态中，倒圆的定位元件28.1贴靠在浅的第二成型部46.2中的止挡处。从在图10中示出的断电的打开状态开始，在为磁体组件下一次通电时重复说明的原理，从而此后出现断电的闭合状态。
在上文说明的解决方案中，取决于要克服的摩擦力较小的地方，引导组件40以及阀衔铁20或者两者可没有功能劣势地转动。为了仅仅有针对性地允许部件的运动，引导组件40可固定地而不是转动运动地固定在阀体15中，或者可设置用于阀衔铁20的防回转部。这种防回转部例如可通过阀衔铁20与引导套筒13或与磁极铁芯11的形状配合连接实现。

Claims (11)

1.一种用于液压制动系统(1)的电磁阀(10)，其具有磁体组件、磁极铁芯(11)、与所述磁极铁芯(11)连接的引导套筒(13)、在所述引导套筒(13)内部能沿轴向运动地引导的阀衔铁(20)、以及与所述引导套筒(13)连接并且具有阀座(15.1)的阀体(15)，所述阀衔铁能由通过所述磁体组件产生的磁力克服回位弹簧(16)的力驱动，或能通过所述回位弹簧(16)的力驱动，并且使具有闭合元件(34)的挺杆(30)沿轴向运动，所述阀座布置在至少一个第一流动开口(15.2)和至少一个第二流动开口(15.3)之间，其中，所述挺杆(30)固定地与所述阀衔铁(20)连接，其特征在于，所述阀体(15)具有容纳区域(19)，该容纳区域至少部分地容纳引导组件(40)，其中，所述阀衔铁(20)在所述引导组件(40)的至少一个通孔(41.1、44.1)中沿轴向引导，其中，在所述引导组件(40)和所述阀衔铁(20)之间构造有机械式锁定装置(18)，该锁定装置在断电的闭合状态中释放所述阀衔铁(20)，从而使得所述回位弹簧(16)驱动所述阀衔铁(20)，并且将所述闭合元件(34)密封地按压到所述阀座(15.1)中以实现密封功能，并且将所述阀衔铁(20)在断电的打开状态中克服所述回位弹簧(16)的力固定在轴向的锁定状态中，从而使得所述闭合元件(34)从所述阀座(15.1)抬起。
2.根据权利要求1所述的电磁阀，其特征在于，所述机械式锁定装置(18)为转动凸轮机构，其利用周向力分量来改变在具有闭合元件(34)的所述阀衔铁(20)和所述引导组件(40)之间的转动状态，并且使具有闭合元件(34)的所述阀衔铁(20)沿轴向运动到锁定状态中以及又离开该锁定状态，从而使得具有所述闭合元件(34)的所述阀衔铁(20)通过将切换信号施加给磁体组件在两种断电的状态之间进行切换。
3.根据权利要求1或2所述的电磁阀，其特征在于，所述引导组件(40)转动运动地或不可相对转动地支承在所述阀体(15)的容纳区域(19)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述引导组件(40)包括：控制笼(41)以及控制环(44)，所述控制笼具有第一通孔(41.1)和第一引导几何结构(42)；所述控制环具有第二通孔(44.1)和第二引导几何结构(45)。
5.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述控制笼(41)和控制环(44)相应为单件，或者所述引导组件(40)与控制笼(41)和控制环(44)一体式地构造。
6.根据权利要求4所述的电磁阀，其特征在于，所述控制笼(41)和所述控制环(44)不可相对转动地彼此连接，其中，所述控制环(44)被引入所述控制笼(41)中，并且至少一个构造在所述控制环(44)处的定位凸起(44.2)接合到对应地构造在所述控制笼处的定位凹处(41.2)中。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述阀衔铁(20)具有分级的圆柱状基体(22)，该基体具有两种不同的外直径，其中，所述阀衔铁(20)的基体(22)的在所述引导组件(40)的至少一个通孔(41.1、44.1)中引导的区段具有第三引导几何结构(28)，该第三引导几何结构在所述阀衔铁(20)朝磁极铁芯(11)的方向沿轴向运动时与所述控制笼(40)的第一引导几何结构(42)共同作用，并且在所述阀衔铁(20)朝阀座(15.1)的方向沿轴向运动时与所述控制环(44)的第二引导几何结构(45)共同作用，并且产生所述阀衔铁(20)和/或所述引导组件(40)围绕共同的纵向轴线的转动运动，其中，所述阀衔铁(20)通过所述基体(22)的布置在所述引导组件(40)之外的区段在所述引导套筒(13)的内壁处转动运动地或沿径向防止回转地引导。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的电磁阀，其特征在于，所述第一引导几何结构(42)具有第一环绕的滑槽引导部(43)，其具有在第一通孔(41.1)的壁部处以均匀的角间距构造的第一凹处(43.1)，该第一凹处通过第一分隔隔片(43.2)彼此隔开，在该第一分隔隔片处相应构造有单侧的倾斜部(43.3)，其中，所述第二引导几何结构(45)具有第二环绕的滑槽引导部(46)，其具有在所述第二通孔(44.1)的壁部处以均匀的角间距构造的第二凹处(46.1、46.2)，该第二凹处具有不同的轴向深度并且通过第二分隔隔片(46.3)彼此隔开，在该第二分隔隔片处相应构造有单侧的斜面(46.4)，其中，所述第一分隔隔片(43.2)与所述第二分隔隔片(46.3)错位地布置，并且其中，所述第三引导几何结构(28)具有至少一个沿径向突出的定位元件(28.1)。
9.根据权利要求8所述的电磁阀，其特征在于，所述阀衔铁(20)在通过所述磁体组件的磁力引起的朝磁极铁芯(11)的方向的轴向运动的情况下带动所述挺杆(30)和其闭合元件(34)，其中，所述至少一个定位元件(28.1)从在第二凹处(46.1、46.2)中的位置到达所述控制笼(41)的对应的倾斜部(43.3)，由此周向力作用到所述引导组件(40)和/或所述阀衔铁(20)上，并且使所述引导组件(40)和/或所述阀衔铁(20)围绕对应的纵向轴线转动，直至所述至少一个定位元件(28.1)在所述倾斜部(43.3)的端部处滑动到对应的第一凹处(43.1)中，其中，在所述阀衔铁(20)通过所述回位弹簧(16)的弹力引起的朝阀座(15.1)的方向的轴向运动的情况下，至少一个定位元件(28.1)离开所述第一凹处(43.1)到达所述控制环(44)的对应的斜面(46.3)，由此周向力作用到所述引导组件(40)和/或所述阀衔铁(20)上，并且使所述引导组件(40)和/或所述阀衔铁(20)围绕对应的纵向轴线继续转动，直至所述至少一个定位元件(28.1)在所述斜面(46.3)的端部处滑动到对应的第二凹处(46.1、46.2)中。
10.根据权利要求9所述的电磁阀，其特征在于，在断电的打开状态中，所述至少一个定位元件(28.1)贴靠在浅的第二成型部(46.2)中的止挡处，并且在断电的闭合状态中在深的第二成型部(46.1)中被引导，直至所述闭合元件(34)止挡在所述阀座(15.1)中。
11.一种用于车辆的液压制动系统(1)，其具有主制动缸(5)、液压单元(9)和多个车轮制动器(RR、FL、FR、RL)，其中，所述液压单元(9)包括至少两个制动回路(BC1、BC2)，以用于在所述车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中进行制动压力调整，其特征在于，所述至少两个制动回路(BC1、BC2)相应具有至少一个双稳态的电磁阀(10)，该电磁阀根据权利要求1至10中至少一项来实施，并且在断电的打开状态中释放在至少一个分配的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的制动压力调整，并且在断电的闭合状态中锁定在所述至少一个分配的车轮制动器(RR、FL、FR、RL)中的当前的制动压力。
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