DE10157862A1

DE10157862A1 - Fahrzeugsolenoidventil

Info

Publication number: DE10157862A1
Application number: DE10157862A
Authority: DE
Inventors: Raymundo Saenz; David F Reuter; Alejandro Moreno
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2002-06-20
Also published as: US20020063471A1; US6390570B1

Abstract

Ein Fahrzeugsolenoidventil umfasst einen Eingangsdurchlass, der von einem runden, schalenförmigen Ventilsitz umgeben ist, und einen Ausgangsdurchlass. Ein zweiteiliger Stößel ist in dem Ventil angeordnet und umfasst einen nichtmagnetischen Stößelschaft, der mit einem kegelstumpfförmigen Stößelkopf verbunden ist. Der Stößelkopf umfasst eine einstückig ausgebildete, abgerundete Nase, die so bemessen und geformt ist, um mit dem runden, schalenförmigen Ventilsitz in Eingriff treten zu können. Der Stößel ist zwischen einer offenen Konfiguration, in der die abgerundete Nase von dem Ventilsitz beabstandet ist, und einer geschlossenen Konfiguration bewegbar, in der die abgerundete Nase mit dem Ventilsitz in Eingriff steht, um eine Fluidverbindung durch das Ventil zu blockieren.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen, die dazu verwendet werden, den Fluidfluss durch Fahrzeugfluidsysteme, wie beispielsweise ein Fahrzeugantiblockier-Bremssystem, zu steuern.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Aus Sicherheitsgründen sind heutzutage viele Fahrzeuge mit Antiblockier- Bremssystemen (ABS) ausgerüstet. Ein ABS behält die Fahrzeugsteuerung während extremer Bremsungen dadurch bei, dass elektronisch erfasst wird, wenn sich die Räder kurz vor einem Blockieren befinden, und die Bremsen gelöst werden, bevor ein Blockieren auftritt. Ein ABS ist in der Lage, den Druck in den Radzylindern zu modulieren, um während rauher Bremsbedingungen die Räder auf der Straße vor einem Rutschen zu be wahren.

Allgemein kann ein typisches Antiblockier-Bremssystem mehrere Sole noidventile umfassen, um den Hydraulikfluiddruck in den einzelnen Komponenten, beispielsweise einem Hauptzylinder und einer Vielzahl von Radzylindern zu steuern. Gewöhnlich ist zwischen dem Hauptzylinder und jedem Radzylinder ein normalerweise offenes Solenoidventil angebracht. Während eines normalen Bremsens erlauben diese Ventile eine unge hemmte Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Radzylin der. In dem Falle einer Not-/Gewaltbremsung durch einen Fahrer wer den diese Ventile jedoch angeregt, um ein glattes und stabiles Pendeln/ Zyklieren des Fluiddruckes zu den Radzylindern vorzusehen und ein Blockieren der Bremsen zu verhindern. Ein geeignetes Solenoidventil, das bei der oben beschriebenen Anwendung verwendet wird, umfasst eine relativ kleine Chrom-Stahl-Kugel, die in die Nase eines Ventilstößels ge bördelt ist. Wenn das Ventil angeregt wird, greift die Stahlkugel in einen abgeschrägten Ventilsitz ein, um eine Fluidverbindung durch das Ventil zu blockieren. Unglücklicherweise kommt es vor, dass die Bördelung, die die Stahlkugel in der Nase des Stößels hält, versagt/schadhaft wird und dies zur Folge haben kann, dass die Stahlkugel aus der Nase des Stößels fällt und das Ventil, den Hauptzylinder oder den Radzylinder beschädigt. Überdies ist es erforderlich, die Größe der Kugel so zu verringern, dass sie in einen relativ kleinen Ventilsitz passt, wobei der Prozess, um die Nase des Stößels um die Stahlkugel herum zu bördeln, zunehmend schwieriger wird. Somit ist die minimale Größe der Kugel, des entsprechenden Ventil sitzes und des Eingangsdurchlasses durch den Bördelprozess und durch Strömungsbeschränkungen durch den Eingangsdurchlass begrenzt. Es kommt auch vor, dass das gebördelte Material um die Stahlkugel herum eine Strömung um die Nase des Stößels beschränken kann, wenn das Ventil offen ist.

Die vorliegende Erfindung ist auf die Nachteile des oben erwähnten Stan des der Technik gerichtet und sieht die unten beschriebenen Lösungen für einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik vor.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Fahrzeugsolenoidventil umfasst einen Eingangsdurchlass, der von einem runden, schalenförmigen Ventilsitz umgeben ist, und einen Aus gangsdurchlass. In dem Ventil ist ein Stößel vorgesehen, der eine abge rundete Nase aufweist, welche so ausgebildet ist, um mit dem Ventilsitz in Eingriff zu treten. Der Stößel ist zwischen einer offenen Konfiguration, bei der die abgerundete Nase von dem Ventilsitz entfernt ist, und einer ge schlossenen Konfiguration bewegbar, bei der die abgerundete Nase mit dem Ventilsitz in Eingriff steht, um eine Fluidverbindung durch das Ventil hindurch zu blockieren.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Stößel einen nicht magnetischen Stößelschaft und einen Stößelkopf, der an dem Schaft befestigt ist. Vorzugsweise umfasst der Stößelkopf einen kegelstumpfför migen Abschnitt, der an die Nase angrenzt, und einen zylindrischen Ab schnitt, der an den kegelstumpfförmigen Abschnitt angrenzt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform steht das Ventil mit einem Radbremszylin der und einem Hauptbremszylinder in Verbindung, um eine Fluidverbin dung dazwischen selektiv zu steuern.

Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Sole noidventilstößel einen nichtmagnetischen Stößelschaft und einen Stößel kopf, der mit dem Stößelschaft verbunden ist. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Stößelkopf eine abgerundete Nase auf.

Bei einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Ventil, um eine Verbindung zwischen einem Fahrzeughauptbremszylinder und einem Fahrzeugradbremszylinder selektiv herzustellen, einen Ein gangsdurchlass und einen Ausgangsdurchlass. Der Eingangsdurchlass ist verbunden mit entweder dem Hauptbremszylinder oder dem Radbremszy linder, und der Ausgangsdurchlass ist mit dem anderen der beiden ver bunden. Bei diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung bildet einer der Durchlässe einen Ventilsitz, und das Ventil umfasst einen mehrstückigen Stößel, der einen kegelstumpfförmigen Stößelkopf aufweist, der in einer Nase endet, die so ausgebildet ist, um mit dem Ventilsitz in Eingriff treten zu können.

Die vorliegende Erfindung wird nun nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Ventils in einer nicht erregten Konfiguration, die schematisch den Radzylinder und den Hauptzylinder zeigt.

Fig. 2 ist eine detaillierte Ansicht des Ventils in der nicht erregten Konfiguration, wie durch Kästchen 2 in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 ist eine detaillierte Ansicht des Ventils in der erregten Kon figuration.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist ein Fahrzeugsolenoidventil gezeigt, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Fig. 1 zeigt, dass das Fahrzeugsolenoidventil 10 ein hohles, allgemein zylindrisches Wicklungsgehäuse 12 vorzugsweise aus Metall umfasst, das ein proximales Ende 14 und ein distale Ende 16 definiert. Innerhalb des Wicklungsgehäuses 12 ist eine allgemeine rohrförmige Plungerschale 18 vorzugsweise aus Metall vorgesehen, die ein geschlosse nes proximales Ende 20 und ein offenes distales Ende 22 aufweist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das proximale Ende 14 des Wicklungsgehäuses 12 mit einem Loch 24 ausgebildet, das so bemessen ist, um die Plungerschale 18 aufnehmen zu können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Plungerschale 18 mittels Presspassung in das Loch 24 so eingepasst, dass das geschlossene proximale Ende 20 der Plungerschale 18 durch das proximale Ende 14 des Wicklungsgehäuses 12 gehalten ist und sich der Rest der Plungerschale 18 in dem Innenraum des Wicklungsgehäuses 12 erstreckt.

Ferner ist bei dem Ventil 10 ein Plunger 26 hin- und herbewegbar inner halb der Plungerschale 18 angeordnet. Die Plungerschale 18 ist von einer hohle Ringspule 28 eng umgeben, die mit dem Plunger 26 magnetisch gekoppelt ist. Von dem offenen distalen Ende 22 der Plungerschale 18 erstreckt sich ein allgemein zylindrisches Stößelgehäuse 30 vorzugsweise aus Metall. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bildet das Stößelgehäuse 30 einen Außenflansch 32 in der Nähe seiner Mitte. Der Flansch 32 ist so bemes sen, um in ein Loch 34 zu passen, das in dem distalen Ende 16 des Wick lungsgehäuses 12 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das distale Ende 16 des Wicklungsgehäuses 12 mittels Presspassung um den Flansch 32 herum eingepasst. Somit steht der Flansch 32 entlang seines Außenum fanges mit dem Loch 34 in Eingriff, das in dem distalen Ende 16 des Wicklungsgehäuses 12 ausgebildet ist, um das Stößelgehäuse 30 zu la gern und das distale Ende 16 des Wicklungsgehäuses 12 zu umgeben.

In Fig. 1 ist ferner das Stößelgehäuse 30 mit einer Zentralbohrung 36 ausgebildet, die einen relativ schmalen ersten Abschnitt 38 umfasst, der sich in einen größeren zweiten Abschnitt 40 erweitert. Innerhalb der Zentralbohrung 36 ist ein zweiteiliger Stößel 42 hin- und herbewegbar angeordnet, der einen massiven, allgemein zylindrischen Schaft 44 und einen massiven Kopf 46 umfasst. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stößelschaft 44 aus nichtmagnetischem Stahl hergestellt und der Stößelkopf 46 ist aus einsatzgehärtetem Stahl hergestellt.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das Stößelgehäuse 30 auch mit einem Ein gangsdurchlass 48 ausgebildet, der durch einen Ventilsitz 50 umgeben ist. Wie durch die derzeit bevorzugte Ausführungsform bestimmt ist, sieht der Eingangsdurchlass 48 eine Fluidverbindung zwischen einem Hauptzy linder 49 und dem Ventil 10 vor. Überdies ist das Stößelgehäuse 30 mit einem Ausgangsdurchlass 52 ausgebildet, der eine Fluidverbindung zwi schen dem Ventil 10 und einem Radzylinder 53 vorsieht. Der Stößel 42 steht selektiv mit dem Ventil 50 in Eingriff, um eine Fluidverbindung durch das Solenoidventil 10 zu steuern.

Fig. 1 zeigt, dass der Stößelkopf 46 mit einer ersten Federkontaktfläche 54 ausgebildet ist. Überdies ist das Stößelgehäuse 30 mit einer zweiten Fe derkontaktfläche 56 um den Ventilsitz 50 herum ausgebildet. Eine Feder 58 ist unter Druck zwischen der ersten Federkontaktfläche 54 und der zweiten Federkontaktfläche 56 angebracht, um den Stößelkopf 46 von dem Ventilsitz 50 weg vorzuspannen.

In den Fig. 2 und 3 sind Einzelheiten betreffend den Stößelkopf 46 und dem Ventilsitz 50 gezeigt. Die Fig. 2 und 3 zeigen, dass der Stößelkopf 46 mit einer abgerundeten Nase 60 ausgebildet ist. Wie durch die vorliegende Erfindung bestimmt ist, weist der Ventilsitz 50 eine abgerundete Schalen form auf, die so bemessen und geformt ist, um die abgerundete Nase 60 des Stößelkopfes 46 abdichtend aufzunehmen, wenn die Wicklung 28 angeregt wird, wie unten beschrieben ist. Von der abgerundeten Nase 60 erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 62 radial auswärts in Richtung der proximalen Richtung und endet in einem massiven zylindri schen Abschnitt 64 des Stößelkopfes 46.

Anfänglich befindet sich, wenn die Wicklung 28 nicht erregt ist, das Ventil in einer offenen Konfiguration, d. h. die abgerundete Nase 60 des Stößel kopfes 46 ist geringfügig von dem Ventil 50 beabstandet, wie in Fig. 2 gezeigt ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 49 und dem Radzylinder 53 zuzulassen. Wenn jedoch die Wicklung 28 erregt wird, wird der Stößel 42 in Fig. 1 nach links gegen die Kraft der Feder und den Fluiddruck an dem Eingangsdurchlass 48 bewegt, so dass das Ventil in eine geschlossene Konfiguration kommt, wobei die Fluidverbindung zwi schen dem Hauptzylinder 49 und dem Radzylinder 53 blockiert ist. Wenn die Wicklung 28 nachfolgend aberregt ist, spannt die Feder 58 den Stößel 46 in Fig. 1 nach rechts vor, so dass sich das Ventil wiederum in der offenen Konfiguration befindet, wobei eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder 49 und dem Radzylinder 53 durch das Solenoidventil 10 hindurch zugelassen wird.

Somit erlaubt das Solenoidventil 10 unter normalen Bremsbedingungen, d. h. wenn die Wicklung 28 nicht erregt ist, eine Fluidverbindung von dem Hauptzylinder zu dem Radzylinder. Unter rauhen Bremsbedingungen, beispielsweise wenn eine angehende Bremsenblockierung erfasst wird, wird jedoch das Solenoidventil 10 erregt, so dass die abgerundete Nase 60 des Stößelkopfes 46 mit dem entsprechend geformten Ventilsitz 50 in Eingriff tritt, um eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptzylinder und dem Radzylinder zu blockieren. Zu der oben beschriebenen Anordnung sei angemerkt, dass das Fahrzeugsolenoidventil 10 die gebördelte Stahlkugel beseitigt, die aus der Nase des Stößelkopfes 46 fallen und zur Folge haben kann, dass die Hauptfunktion des Solenoidventiles 10 verschlechtert wird. Zusätzlich beseitigt das vorliegende Fahrzeugsolenidventil 10 das Bördeln an der Nase des Stößelkopfes 46, das eine Fluidströmung um die Nase des Stößelkopfes 46 herum beschränken kann. Überdies kann die abgerunde te Nase 60 des Stößelkopfes 46 in sehr kleiner Größe gearbeitet sein, so dass diese einen Ventilsitz 50 blockieren kann, der einen sehr kleinen Eingangsdurchlass 48 umgibt.

Zusammengefasst umfasst ein Fahrzeugsolenoidventil einen Eingangs durchlass, der von einem runden, schalenförmigen Ventilsitz umgeben ist, und einen Ausgangsdurchlass. Ein zweiteiliger Stößel ist in dem Ventil angeordnet und umfasst einen nichtmagnetischen Stößelschaft, der mit einem kegelstumpfförmigen Stößelkopf verbunden ist. Der Stößelkopf umfasst eine einstückig ausgebildete, abgerundete Nase, die so bemessen und geformt ist, um mit dem runden, schalenförmigen Ventilsitz in Ein griff treten zu können. Der Stößel ist zwischen einer offenen Konfigurati on, in der die abgerundete Nase von dem Ventilsitz beabstandet ist, und einer geschlossenen Konfiguration bewegbar, in der die abgerundete Nase mit dem Ventilsitz in Eingriff steht, um eine Fluidverbindung durch das Ventil zu blockieren.

Claims

1. Fahrzeugsolenoidventil mit:
zumindest einem Eingangsdurchlass (48), der von einem runden schalenförmigen Ventilsitz (50) umgeben ist;
zumindest einem Ausgangsdurchlass (53); und
einem Stößel (42) mit einer abgerundeten Nase (60), wobei der Stö ßel (42) zwischen einer offenen Konfiguration, in der die abgerunde te Nase (60) von dem Ventilsitz (48) beabstandet ist, und einer ge schlossenen Konfiguration bewegbar ist, in der die abgerundete Na se (60) mit dem Ventilsitz (SO) in Eingriff steht, um eine Fluidverbin dung durch das Ventil zu blockieren.

2. Ventil nach Anspruch 1, wobei der Stößel (42) umfasst:
einen nichtmagnetischen Stößelschaft (44); und
einen Stößelkopf (46), der an dem Schaft (44) befestigt ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, wobei der Stößelkopf (46) einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (62) umfasst, der benachbart der Nase (60) vorgesehen ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, wobei der Stößelkopf (46) einen zylindrischen Abschnitt (64) um fasst, der benachbart des kegelstumpfförmigen Abschnittes (62) vor gesehen ist.

5. Ventil nach Anspruch 1, ferner mit:
einem Radbremszylinder (53), der mit dem Ventil in Verbindung steht; und
einem Hauptbremszylinder (49), der mit dem Ventil in Verbindung steht.

6. Solenoidventilstößel mit:
einem nichtmagnetischen Stößelschaft (44); und
einem Stößelkopf (46) der mit dem Stößelschaft (44) verbunden ist, wobei der Stößelkopf (46) eine abgerundete Nase (60) aufweist.

7. Solenoidventilstößel nach Anspruch 6, wobei der Stößel in einem Solenoidventil (10) angebracht ist, das zumindest einen Eingangsdurchlass (48), der von einem Ventilsitz (50) umgeben ist, und zumindest einen Ausgangsdurchlass (52) aufweist, wobei der Stößel (42) zwischen einer offenen Konfigurati on, in der die abgerundete Nase (60) von dem Ventilsitz (48) beabstandet ist, und einer geschlossenen Konfiguration bewegbar ist, in der die abgerundete Nase (60) mit dem Ventilsitz (50) in Ein griff steht, um eine Fluidverbindung durch das Ventil zu blockieren.

8. Solenoidventilstößel nach Anspruch 6, wobei der Stößelkopf (46) einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (62) benachbart der Nase (60) umfasst.

9. Solenoidventilstößel nach Anspruch 8, wobei der Stößelkopf (46) einen zylindrischen Abschnitt (64) be nachbart des kegelstumpfförmigen Abschnittes (62) umfasst.

10. Solenoidventilstößel nach Anspruch 6, wobei der Stößelkopf (46) aus einem anderen Material als der Stö ßelschaft (44) besteht.

11. Solenoidventilstößel nach Anspruch 7, wobei das Ventil (10) mit einem Radbremszylinder (53) und einem Hauptbremszylinder (49) in Verbindung steht.

12. Ventil, um eine Verbindung zwischen einem Fahrzeughauptbrems zylinder (49) und einem Fahrzeugradbremszylinder (53) selektiv her zustellen, mit:
einem Eingangsdurchlass (48), der verbunden ist mit einem aus:
Hauptzylinder (49) und Radbremszylinder (53);
einem Ausgangsdurchlass (52), der mit dem anderen aus Haupt bremszylinder (49) und Radbremszylinder (53) verbunden ist, wobei zumindest einer der Durchlässe (48, 52) einen Ventilsitz (50) bildet; und
einem mehrteiligen Stößel (42) mit einem kegelstumpfförmigen Stößelkopf (46), der in einer Nase (60) endet, die so ausgebildet ist, um mit dem Ventilsitz (50) in Eingriff treten zu können.

13. Ventil nach Anspruch 12, wobei der Stößelkopf (46) an einem nichtmagnetischen Stößelschaft (44) angebracht ist.

14. Ventil nach Anspruch 12, wobei der Stößelkopf (46) einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (62) benachbart der Nase (60) umfasst.

15. Ventil nach Anspruch 14, wobei der Stößelkopf (46) einen zylindrischen Abschnitt (64) be nachbart des kegelstumpfförmigen Abschnittes (62) umfasst.