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Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung,
welche als Drei-Stellungs-Drei-Wegeventil gestaltet ist und einen
elektromagnetisch bewegbaren Anker aufweist, dem ein mit dem Anker
betätigbares
erstes Ventil zugeordnet ist.
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Bei
Fahrzeugbremsanlagen besteht allgemein die Tendenz durch eine Reduzierung
der Anzahl an Magnetventilen die Baugröße sowie die Teilezahl zu reduzieren
und dadurch Kosten einzusparen. Um zugleich den hohen Qualitätsansprüchen bei geringen
Fertigungskosten zu entsprechen, sollen die Magnetventilanordnungen
ferner möglichst
einfach aufgebaut sein. Bekannte Drei-Stellungs-Drei-Wegeventile
ermöglichen
zwar eine Reduzierung der Anzahl an Magnetventilen, sind aber vergleichsweise
teuer, da Präzisionsteile
verwendet werden müssen.
Ferner war es bei solchen Drei-Stellungs-Drei-Wegeventilen bisher notwendig, diese
an zwei gegenüberliegenden
Seiten eines Hydraulikblocks anzuschließen, wodurch sich eine vergleichsweise
aufwendige Hydraulik bei großem
Bauraum ergab.
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Aufgabe und
Lösung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung eine Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
zu schaffen, welche als Drei-Stellungs-Drei-Wegeventil gestaltet
und zugleich kompakt und einfach aufgebaut ist.
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Die
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
der eingangs genannten Art gelöst,
bei der ein Stellelement vorgesehen ist, mit dem ein zweites Ventil
betätigbar
und welches zum Betätigen
des zweiten Ventils mit dem Anker des ersten Ventils bewegbar ist.
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Erfindungsgemäß ist bei
einem Drei-Stellungs-Drei-Wegeventil lediglich ein einziger bewegbarer
Anker vorgesehen, welcher insbesondere mit einer Ankerwicklung umgeben
ist und von dieser linear bewegt werden kann. Der derart gestaltete
Anker dient gemäß der Erfindung
jedoch nicht nur zum Betätigen
eines einzigen Ventils, sondern es ist ferner ein Stellelement vorgesehen,
welches ebenfalls von dem Anker bewegt werden kann und dabei zum
Betätigen
eines zweiten Ventils dient.
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Mit
den derart erfindungsgemäß realisierten beiden
Ventilen können
die Schaltfunktionen eines Drei-Stellungs-Drei-Wegeventils auf sehr
einfache Weise realisiert werden. Gleichzeitig kann mit der Magnetventilanordnung
die Teileanzahl sowie die Gesamtbaugröße reduziert werden. Es ergibt
sich ferner eine vorteilhafte Anschlusssituation und es können darüber hinaus
auch bekannte und derzeit angewandte Technologien aus der bisherigen
Magnetventilfertigung übernommen
werden. Eine hohe Fertigungsqualität bei besonders geringen Herstellungskosten
ist dadurch gewährleistet.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
ist das Stellungsventil im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung
des Ankers ausgerichtet und schwenkbar gelagert. Ein derartiges Stellelement ermöglicht es
die vom Anker ausgeübte Kraft
in einen Bereich der Magnetventilanordnung zu übertragen, in welchem dann
vorteilhaft ein zweites Ventil ausgebildet sein kann.
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Um
mit dem erfindungsgemäßen einen
Anker bei den Schaltvorgängen
eine hohe Dynamik (insbesondere mit geringen Trägheitsmomenten) zu erreichen,
ist das Stellelement vorteilhaft ferner als eine Wippe gestaltet,
an der an einem Endbereich der Anker angreift und am anderen Endbereich
das zu betätigende
zweite Ventil angeordnet ist.
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Die
beiden erfindungsgemäß dem Anker
der Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung zugewiesenen Funktionen
der Betätigung
des ersten Ventils und der Betätigung
des zweiten Ventils können
besonders bauraumsparend realisiert werden, indem das Stellelement
von einem zum Anker gehörenden
Stößel durchsetzt
ist. Der Stößel kann
dann unmittelbar auf das erste Ventil einwirken, während das
zweite Ventil über
das Stellelement insbesondere vorteilhaft durch eine am Stößel ausgebildete
Stufe oder einen Bund betätigt
werden kann.
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Um
Fertigungstoleranzen auszugleichen und insbesondere an dem ersten
Ventil eine hohe Dichtqualität
zu erzielen, ist es von Vorteil, wenn der Stößel hohlzylindrisch gestaltet
und in ihm ein Ventilkörper
des ersten Ventils aufgenommen ist, der in dem Stößel mittels
einer Ventilkörperfeder
federnd gelagert ist.
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Der
Stößel selbst
ist vorteilhaft mittels einer Stößelfeder
federnd vorgespannt, welche eine andere Federstärke aufweist, als die Ventilkörperfeder
am ersten Ventil. Besonders vorteilhaft weist die Stößelfeder
eine größere Federstärke auf,
als die Ventilkörperfeder.
Unter Federstärke
wird dabei die mittels der jeweiligen Feder in der Grundstellung
der Magnetventilanordnung erzielte Kraft verstanden. Die Stößelfeder
ist ferner besonders bevorzugt am Stellelement abgestützt und
weist insbesondere eine kleinere Federstärke als eine nachfolgend noch
näher erläuterte Stellelementfeder
auf.
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Der
erfindungsgemäße Stößel ist
besonders bevorzugt als ein Tiefziehteil hergestellt, wodurch eine
besonders kostengünstige
Produktion bei zugleich geringem Gewicht des Stößels erreicht wird. In dem
hohlzylindrischen Stößel ist
ferner an dem vom ersten Ventil abgewandten Endbereich eine Einstellhülse eingesetzt,
eingepresst oder eingeschraubt. Mit der derartigen Einstellhülse kann
die Kraftwirkung der im Stößel angeordneten
Ventilkörperfeder
dann präzise
vorbestimmt werden.
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Am
ersten Ventil sollte schließlich
ein vom Anker (insbesondere über
den Stößel) bewegbarer Ventilkörper vorgesehen
sein, der mittels einer Ventilkörperfeder
in eine Ruhelage gedrängt
ist. Ferner ist bevorzugt das Stellelement mittels einer Stellelementfeder
ebenfalls in einer Ruhelage gedrängt
und die Federstärke
der Ventilkörperfeder
dabei anders gewählt
als die Federstärke
der Stellelementfeder. Insbesondere ist die Federstärke der
Ventilkörperfeder
vorteilhaft kleiner als die Federstärke der Stellelementfeder gewählt, wodurch
beim Bewegen des Ankers das erste Ventil vor dem zweiten Ventil
verschlossen wird und auch verschlossen bleibt, während das
zweite Ventil betätigt
wird. Außer
einer derartigen Schaltweise der Ventile der erfindungsgemäßen Magnetventilanordnung
sind aber durch eine entsprechende Wahl der Federstärken der
genannten Federn auch andere Schaltreihenfolgen und allgemein andere
Schaltmöglichkeiten
gegeben.
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Allgemein
ist es dabei bevorzugt, dass das Stellelement mittels einer Stellelementfeder
in eine Ruhelage gedrängt
ist, deren Federkraft vom Anker überwunden
werden kann. Das derart in eine Ruhelage gedrängte Stellelement kann dann
während
der Bewegung des Ankers teilweise von diesem abgekoppelt sein, nämlich insbesondere
dann, wenn der Anker das erste Ventil definiert betätigen soll.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
anhand der beigefügten schematischen
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt:
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1 einen
Längsschnitt
eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung,
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2 eine
vergrößerte Ansicht
eines Ausschnitts der 1,
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3 eine
Ansicht gemäß 2 eines
zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung,
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4 eine
Ansicht gemäß 2 eines
dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung,
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5 eine
Ansicht gemäß 2 eines
vierten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
sowie Detailansicht von modifizierten zugehörigen Bauteilen und
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6 eine
Ansicht gemäß 2 eines
fünften
Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
sowie eine Detailansicht von modifizierten zugehörigen Bauteilen.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 und 2 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung 10 mit
einem Ventilblock 12 dargestellt, welcher eine Art Grundsockel
der Magnetventilanordnung bildet. In dem Ventilblock 12 ist
an einer der Seitenflächen
von außen eine
gestufte Aufnahmebohrung 14 eingeformt. In dieser Aufnahmebohrung 14 ist
an einer ersten Stufe eine kreisförmige Scheibe 16 eingesetzt,
auf die eine im Wesentlichen zylindrische Hülse 18 folgt. Auf
der Hülse 18 ist
mittels einer an der Mantelfläche
der Hülse 18 umlaufenden
Laserschweißnaht 20 eine
im Wesentlichen becherförmige
Kappe 22 aufgesetzt und befestigt. Die Kappe 22 ist
von einem hohlzylindrischen Spulenkörper 24 umgeben, an
dem zwei elektrische Anschlüsse 26 und 28 ausgebildet
sind.
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Im
Innern der Kappe 22 ist ein im Wesentlichen zylindrischer
Anker 30 angeordnet, der mittels einer wahlweisen Bestromung
des Spulenkörpers 24 an
den elektrischen Anschlüssen 26 und 28 in
Richtung der Längsachse
der Kappe 22 bewegbar ist. Bezogen auf 1 kann
der Anker 30 also nach oben oder nach unten bewegt werden.
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In
der Hülse 18 ist
exzentrisch eine sich in Längsrichtung
der Hülse 18 erstreckende
Durchgangsöffnung 32 eingeformt,
welche von einem am Anker 30 ortsfest angebrachten, stabförmigen Stößel 34 durchsetzt
ist. Der Stößel 34 ragt
in einen im Wesentlichen zylindrischen Innenraum 36, der
im unteren Abschnitt der Hülse 18 ausgeformt
ist.
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Der
Stößel 34 ist
mit einem Tiefziehverfahren hergestellt und weist an seinem bezogen
auf 1 unteren Endabschnitt eine Verengung auf, in
der ein im Längsschnitt
im Wesentlichen T-förmiger
Ventilkörper 38 derart
eingesetzt ist, dass er mit seinem verbreiterten Abschnitt an der
Verengung des Stößels 34 getragen
werden kann. Der Ventilkörper 38 ist
gegen diese Verengung mittels einer als Spiralfeder gestalteten
Ventilkörperfeder 40 gegen
eine Einstellscheibe 42 vorgespannt, welche im bezogen
auf 1 oberen Endabschnitt des hohlzylindrischen Stößels 34 in
diesen eingepresst ist. Durch das Einpressen der Einstellscheibe 42 in
den Stößel 34 ist die
mit der Ventilkörperfeder 40 erzeugte
Federkraft definiert voreingestellt worden.
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Der
Stößel 34 ist
ferner im bezogen auf 1 unteren Endabschnitt mit einem
Ansatz bzw. Bund 44 gestaltet, an dem eine ebenfalls als
Spiralfeder ausgestaltete Stößelfeder 46 abgestützt ist.
Die Stößelfeder 46 durchsetzt
zusammen mit dem unteren Abschnitt des Ventilkörpers 38 eine Durchgangsbohrung 48,
welche in einen sich im Wesentlichen quer durch den Innenraum 36 erstreckenden
Stellelement 50 ausgebildet ist. Das Stellelement 50 ist
dabei scheibenförmig
gestaltet und ist derart auf einem mittig an dem Stellelement 50 ausgebildeten
Lager 52 auf der Scheibe 16 abgestützt, dass
es wie eine Wippe wirkt. Das Stellelement 50 ist neben
dem Lager 52 ferner mit einer Stellelementfeder 54 gegen die
Scheibe 16 abgestützt,
welche das Stellelement 50 in einer im Wesentlichen waagrechten
Lage hält und
gegen den Bund 44 des Stößels 34 drängt.
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An
der bezogen auf 1 unteren Seite des Stellelements 50 ist
bezogen auf das Lager 52 gegenüberliegend vom Ventilkörper 38 ein
Ventilkörper 56 ortsfest
am Stellelement 50 ausgebildet. Die beiden Ventilkörper 38 und 56 sind
dabei derart bezogen auf 1 nach unten gerichtet mit einer
halbkugelförmigen
Fläche
versehen und dringen in zugehörige jeweils
kegelstumpfförmig
ausgebildete Ventilsitze 58 und 60 ein, dass sie
dort eine fluiddichte Abdichtung herstellen können. Die Ventilsitze 58 und 60 sind entsprechend
in der Scheibe 16 ausgeformt.
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Ferner
ist in der Scheibe 16 im Wesentlichen zwischen den beiden
Ventilsitzen 58 und 60 eine Durchgangsöffnung 62 ausgebildet,
in die ein als fertige Baueinheit gestaltetes, im Wesentlichen zylindrisches
Rückschlagventil 64 eingepresst
ist.
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Die
Anschlüsse
bzw. Zu- und Ableitungen der Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung 10 sind
im Wesentlichen innerhalb des Ventilblocks 12 mittels einer
(von einem nicht dargestellten Hauptbremszylinder kommenden) Hauptbremszylinder-Leitung 66,
einer (zu einem nicht dargestellten Speicher führenden) Speicher-Leitung 68 und
einer (zu einem nicht dargestellten Radbremszylinder führenden)
Radbremszylinder-Leitung 70 gebildet. Die Hauptbremszylinder-Leitung 66 ist
zum bezogen auf 1 mittleren und unteren Abschnitt
der Aufnahmebohrung 14 geführt und schließt dort
an den Ventilsitz 58 sowie an das Rückschlagventil 64 an.
Die Speicher-Leitung 68 ist an der bezogen auf 1 unteren Seite
der Scheibe 16 an den Ventilsitz 60 angeschlossen.
Die Radbremszylinder-Leitung 70 grenzt an
eine Durchgangsöffnung 72,
welche die Hülse 18 durchsetzend
in den Innenraum 36 führt.
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Mit
der derartigen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung 10 können an
den angeschlossenen drei Wegen Hauptbremszylinder-Leitung 66,
Speicher-Leitung 68 sowie Radbremszylinder-Leitung 70 die
folgenden drei Stellungen angewählt
und damit die Funktionen eines Antiblockiersystems oder eines sogenannten
elektronischen Stabilitätsprogramms
realisiert werden:
Im nicht bestromten Zustand des Spulenkörpers 24 befindet
sich der Anker bezogen auf 1 in einer oberen
Ruhelage, in der der Ventilkörper 38 vom Ventilsitz 58 abgehoben
ist und dadurch Hydraulikfluid aus der Hauptbremszylinder-Leitung 66 in
den Innenraum 36 und weiter durch die Durchgangsöffnung 72 in
die Radbremszylinder-Leitung 70 gelangen kann.
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Durch
Ansteuern des Spulenkörpers 24 in
einer ersten Bestromungsstufe, kann der Anker 30 bezogen
auf 1 gezielt soweit nach unten bewegt werden, bis
mit dem Stößel 34 der
Ventilkörper 38 gegen
den Ventilsitz 58 angelegt ist. Aus dem Hauptbremszylinder
kann nun kein weiteres Fluid zum Radbremszylinder gelangen. Das
Fluid ist aber in der Radbremszylinder-Leitung 70 gefangen,
sodass am zugehörigen
Radbremszylinder der Druck gehalten wird.
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Soweit
gewünscht
kann durch eine Rücksteuerung
des Ankers 30 in seine Ruhelage wiederholt am Radbremszylinder
Druck aufgebaut werden.
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Wahlweise
kann aber auch durch eine Ansteuerung am Spulenkörper 24 in einer zweiten
Bestromungsstufe der Anker 30 bezogen auf 1 weiter
nach unten bewegt werden, wodurch auch der am Stößel 34 ausgebildete
Bund 44 nach unten bewegt und mit ihm das Stellelement 50 auf
dem Lager 52 gekippt wird. Durch diese Bewegung des Stellelements 50 mittels
des Ankers 30 wird der Ventilkörper 56 vom Ventilsitz 60 abgehoben
und eine Rückfluss- bzw.
Rücklaufleitung
von der Radbremszylinder-Leitung 70 durch die Durchgangsöffnung 72 und
den Innenraum 36 in die Speicher-Leitung 68 hinein
freigegeben. Am Radbremszylinder wird dadurch Druck abgebaut.
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Durch
eine entsprechende Rückbewegung des
Ankers 30 kann der Ventilkörper 56 gezielt wieder
am Ventilsitz 60 angelegt und damit diese Rücklaufleitung
geschlossen werden.
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Mittels
der Bewegung des Ankers 30 durch den Spulenkörper 24 in
zwei Stufen können
also die Ventilkörper 38 sowie 56 gezielt
an die zugehörigen Ventilsitze 58 bzw. 60 bewegt
werden, wodurch die Funktion von zwei, zu einem Drei-Stellungs-Dreiwege-Ventil
zusammengefassten Ventilen realisiert ist.
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In 3 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
veranschaulicht, welches im Wesentlichen wie das in 1 und 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel
aufgebaut und gestaltet ist. Ein Unterschied bei dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
besteht jedoch darin, dass bei diesem die Stellelementfeder 54 nicht
zwischen der Scheibe 16 und dem Stellelement 50 abgestützt ist
und dabei das Stellelement 50 gegen den Bund 44 des
Stößels 34 drängt, sondern
dass die Stellelementfeder 54 stattdessen koaxial zum Ventilkörper 56 angeordnet
und zwischen der Hülse 18 und dem
Stellelement 50 abgestützt
ist. Die derart angeordnete Stellelementfeder 54 drängt den
Ventilkörper 56 unmittelbar
in den Ventilsitz 60 und führt dadurch dort zu einer besonders
präzisen
Abdichtung.
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In 4 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung 10 dargestellt,
welches wiederum im Wesentlichen wie das in 1 und 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel
ausgebildet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 ist
jedoch die Stellelementfeder 54 ebenfalls koaxial zum Ventilkörper 56 ausgerichtet
und ferner ist die Stößelfeder 46 nicht
an der Scheibe 16 abgestützt, sondern an dem Stellelement 50.
Am Stellelement 50 ist dazu die Durchgangsbohrung 48 im
Vergleich zu dem in 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel im
Durchmesser kleiner gestaltet.
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Die 5 und 6 zeigen
schließlich
verschiedene Ausführungsvarianten
für das
bzw. die Lager 52 des im Form einer Wippe abgestützten Stellelements 50.
In 5 ist dabei das Stellelement 50 streifenförmig gestaltet,
mit der Durchgangsbohrung 48 an einem Endbereich und dem
Ventilkörper 56 am anderen
Endbereich sowie etwa dazwischen mittig zwei jeweils am Rand des
Stellelements 50 nach unten, also zur Scheibe 16 hinweisenden,
abstehenden Nocken.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
das Stellelement 50 hingegen als ein vollständig flacher
Streifen mit lediglich dem nach unten abstehenden Ventilkörper 56 gestaltet,
der auf zwei von der Scheibe 16 nach oben abstehenden Nocken kippbar
gelagert abgestützt
ist.
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Abschließend sei
angemerkt, dass die derart gestaltete erfindungsgemäße Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung 10 auf
vielfältige
Weise vorteilhaft variiert sein kann. So können insbesondere die genannten
Federn 40, 46 und 54 ferner besonders
geführt
sein und das Stellelement 50 kann mittels Kanten oder Anschlägen ebenfalls
besonders positioniert sowie geführt
sein. Die Scheibe 16 kann den unteren Abschluss einer in
sich geschlossenen (Ventilgruppen-)Baueinheit bilden, welche als
solche auch getrennt dichtheitsgeprüft werden kann. Ferner kann
die Scheibe 16 vorteilhaft spanend, urgeformt oder durch
Umformung hergestellt sein. Sie kann aus einer Metalllegierung und/oder
einem Kunststoffmaterial hergestellt sein. Die Scheibe 16 kann
ein Zwischenteil bilden oder direkt Bestandteil des Ventilblocks 12 sein.
Sie kann dort insbesondere als der Boden der Aufnahmebohrung 14 ausgebildet
sein. Zur Vereinfachung des Einbaus einer als Zwischenteil gestalteten
Scheibe 16 kann diese vorteilhaft eine zugehörige, insbesondere
formschlüssige
Markierung aufweisen. Ferner kann das Stellelement 50 mit Hilfe
der Lager 52 ebenfalls formschlüssig an der Scheibe 16 positioniert
sein. Die Ventilkörperfeder 40,
die Stößelfeder 46 sowie
die Stellelementfeder 54 können anstatt als Schraubendruckfedern
auch als Gummielement-Federn oder als Tellerfedern gestaltet sein.
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- 10
- Fahrzeugbremsanlagen-Magnetventilanordnung
- 12
- Ventilblock
- 14
- Aufnahmebohrung
- 16
- Scheibe
- 18
- Hülse
- 20
- Laserschweißnaht
- 22
- Kappe
- 24
- Spulenkörper
- 26
- elektrischer
Anschluss
- 28
- elektrischer
Anschluss
- 30
- Anker
- 32
- Durchgangsöffnung
- 34
- Stößel
- 36
- Innenraum
- 38
- Ventilkörper
- 40
- Ventilkörperfeder
- 42
- Einstellscheibe
- 44
- Bund
- 46
- Stößelfeder
- 48
- Durchgangsbohrung
- 50
- Stellelement
- 52
- Lager
- 54
- Stellelementfeder
- 56
- Ventilkörper
- 58
- Ventilsitz
- 60
- Ventilsitz
- 62
- Durchgangsöffnung
- 64
- Rückschlagventil
- 66
- Hauptbremszylinder-Leitung
- 68
- Speicher-Leitung
- 70
- Radbremszylinder-Leitung
- 72
- Durchgangsöffnung