DE102018122409A1

DE102018122409A1 - Elektromagnetisch und vorgesteuert betätigtes Proportionalventil

Info

Publication number: DE102018122409A1
Application number: DE102018122409.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Bürßner; Peter Vincon
Original assignee: ETO Magnetic GmbH
Current assignee: ETO Magnetic GmbH
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-19
Also published as: WO2020052986A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch und vorgesteuert betätigtes Proportionalventil mitals Reaktion auf eine Bestromung von elektromagnetisch wirkenden Aktuatormitteln (36) in einem Vorsteuerventilgehäuse (16) bewegbaren Vorsteuerventilschiebermitteln (30) zum Öffnen und Schließen eines ersten (18) und eines zweiten (24), jeweils im Vorsteuerventilgehäuse ausgebildeten Ein- und Auslasses für ein Vorsteuerfluid,wobei dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass ein durch das Vorsteuerfluid betätigbares Hauptventil (12) nachgeschaltet oder nachschaltbar vorgesehen ist,wobei das Vorsteuerventilgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass bidirektional von dem Vorsteuerfluid so durchströmbar ausgebildet ist,dass in einem ersten Vorsteuerbetriebsmodus das Vorsteuerfluid durch den ersten Ein- und Auslass eintreten und durch den zweiten Ein- und Auslass mit einer Rückschlagventilfunktionalität (26) austreten kannund in einem zweiten Vorsteuerbetriebsmodus das Vorsteuerfluid durch den zweiten Ein- und Auslass eintreten und durch den ersten Ein- und Auslass mit einer Rückschlagventilfunktionalität (20) austreten kann,wobei das nachgeschaltete Hauptventil durch den ersten und den zweiten Vorsteuerbetriebsmodus in verschiedene Hauptventilbetriebsmodi gesteuert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisch und vorgesteuert betätigtes Proportionalventil nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines derartigen elektromagnetisch und vorgesteuert betätigten Proportionalventils.
Elektromagnetisch betätigte Proportionalventile sind in Form gängiger Elektromagnetventile, wie sie von der Anmelderin entwickelt und produziert werden, allgemein bekannt und weisen einen durch eine elektromagnetische Aktuatorbaugruppe betätigten Ventilschieber auf, welcher einen durch das Proportionalventil zu steuernden Fluidströmungspfad (vollständig oder teilweise) öffnet bzw. schließt.
Dabei ist es bekannt, zugehörige Öffnungen des Fluidströmungspfades im Ventilgehäuse für das Nutzfluid in einem Stirn-, Boden- oder Mantelbereich des (typischerweise entlang einer axialen Aktuatorbewegungsrichtung langgestreckt ausgebildeten) Ventilgehäuses anzuordnen, sodass ein im Ventilgehäuse geführter Ventilschieber entsprechend seiner Stellposition den Ein- bzw. Auslass für das Nutzfluid in der jeweils gewünschten Weise (vollständig oder partiell) freilegt.
Bei einer derartigen, als generisch und bekannt vorausgesetzten elektromagnetischen Ventiltechnologie wird typischerweise der Ventilschieber direkt und unmittelbar von der elektromagnetischen Aktuatorbaugruppe angetrieben, der Gestalt, dass Ankermittel oder ein damit zusammenhängender Stößel der Aktuatorbaugruppe üblicherweise einends und stirnseitig auf die Ventilschiebermittel wirken (ggf. diese selbst ausbilden) und damit deren Ventilschiebeposition im umgebenden Ventilgehäuse und relativ zu einem zusammenwirkenden Ventilsitz bestimmen.
Gerade im Zusammenhang mit hohen Drücken eines Nutzfluids hat sich jedoch häufig eine derartige direkte Ansteuerung als impraktikabel oder gar technisch nicht realisierbar herausgestellt, sodass im bekannten, gattungsbildenden Stand der Technik ein Ventilschieber eines derartigen Proportional-Wegeventils mittels einer sog. Vorsteuerung und damit indirekt durch Wirkung der elektromagnetischen Aktuatorbaugruppe betätigt wird. Auch diese Technologie ist als solche bekannt und wird insbesondere zur Vorsteuerung von bekannten, gattungsgemäßen Ventilen im automobilen bzw. Nutzfahrzeugkontext verwendet, ist jedoch nicht auf eine derartige Verwendung beschränkt. Bei einer derartigen indirekten Betätigung wird mittels der elektromagnetischen Aktuatorbaugruppe ein Vorsteuerfluid gesteuert, welches dann seinerseits auf das Hauptventil steuernd wirkt, sodass dieses dann einen Ein- bzw. Auslass für ein Nutzfluid gesteuert freilegen kann. Dabei ist die elektromagnetische Aktuatorbaugruppe so konfiguriert, dass diese, zur Realisierung einer Vorsteuerventilfunktionalität (wobei ein Vorsteuerventil häufig auch als Pilotstufe bezeichnet wird) einen düsen- oder blendenartig ausgebildeten Einlass für das Vorsteuerfluid öffnet bzw. schließt und das (geeignet von einer Volumenquelle bereitgestellte) Vorsteuerfluid dann das Hauptventil in der gewünschten Weise betätigen kann.
Eine derartige Lösung ist für einfache Vorsteueraufgaben gut geeignet und konstruktiv einfach realisierbar, eignet sich jedoch nicht für komplexe Steuerungsaufgaben, wie sie etwa in einem Kraftfahrzeugkontext im Zusammenhang mit einer Steuerung von Fahrwerks- oder Dämpferbaugruppen auftreten. Hier treten nicht nur Belastungen durch Feuchtigkeit, Verschmutzung oder Wärme in einem mobilen und damit dynamisch bewegten Umfeld auf, auch sind die insbesondere im Hauptventil oder durch dieses zu realisierenden Steuerfunktionalitäten komplex - so verlangt etwa der exemplarisch beschriebene Fahrwerks- bzw. Dämpfungskontext eines Kraftfahrzeugs eine Steuerung sowohl einer Zug-, als auch einer Druckstufe, ohne dass etwa separate Vorsteuerventile oder dergleichen aufwandserhöhende Maßnahmen eingerichtet werden sollen. Auch ist es, insbesondere aus Gründen der Fahrzeug- und Betriebssicherheit, häufig erforderlich, einen sog. stromlos stabilen Schaltzustand des gattungsgemäßen Ventils zu definieren, nämlich eine Schalt- bzw. Öffnungs/Verschlussposition insbesondere der von den Aktuatormitteln betätigten Vorsteuerventilschiebemittel, welche, im deaktivierten und unbestromten Zustand der Aktuatormittel, stets definiert und betriebssicher eingenommen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes elektromagnetisch und vorgesteuert betätigtes Proportionalventil zu schaffen, welches mechanisch einfach und damit für minimierten Herstellaufwand realisiert ist, eine komplexe und insbesondere bidirektionale Steuerfunktionalität eines verbundenen Hauptventils vorsteuern kann und die Möglichkeit schafft, eine stromlos stabile und damit definierte Sperr- bzw. Durchlassposition für das Vorsteuerfluid einzurichten.
Die Aufgabe wird durch das elektromagnetisch und vorgesteuert betätigte Proportionalventil mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlich Schutz im Rahmen der Erfindung wird beansprucht für eine Verwendung eines derartigen elektromagnetisch vorgesteuert betätigten Proportionalventils zur Fahrwerks- und/oder Dämpfersteuerung eines Kraftfahrzeugs.
In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind zunächst die am Vorsteuerventilgehäuse ausgebildeten Öffnungen für ein- und austretendes Fluid jeweils als Ein- und Auslass gebildet, wobei dies sowohl für den ersten Ein- und Auslass gilt, als auch für den zweiten Ein- und Auslass (und diese prinzipiell beliebig am Ventilgehäuse vorgesehen sein können, etwa seitlich-mantelseitig, stirn- oder bodenseitig).
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist ferner vorgesehen, dass das Vorsteuerventilgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass bidirektional (entgegengerichtet) von dem Vorsteuerfluid durchströmbar ausgebildet ist. Damit ist es vorteilhaft ermöglicht, zwei Vorsteuerbetriebsmodi zu realisieren - einen ersten, bei welchem das Vorsteuerfluid durch den ersten Ein- und Auslass eintreten und durch den zweiten Ein- und Auslass (in Richtung auf einen ersten Vorsteueranschluss des nachgeschalteten Hauptventils) austreten kann, und einen zweiten Vorsteuerbetriebsmodus, bei welchem das Vorsteuerfluid (wiederum von einer geeigneten externen Volumenquelle) durch den zweiten Ein- und Auslass eintreten und durch den ersten Ein- und Auslass (zu einem zweiten Vorsteueranschluss des nachgeschalteten Hauptventils) austreten kann. Damit lässt sich also, je nach Betriebsmodus und Durchströmungsrichtung durch das Vorsteuerfluidgehäuse, das mit dem ersten sowie mit dem zweiten Ein- und Auslass verbundene Hauptventil in zwei Richtungen (bidirektional) steuern, mithin also die gewünschten komplexen Steueraufgaben (für ein dann vom Hauptventil in ansonsten bekannter Weise zu steuerndes bzw. zu schaltendes Nutzfluid) realisieren.
Um diese im Ergebnis effiziente und konstruktiv elegante Vorsteuerventilrealisierung zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, einen jeweiligen Ein- und Auslass mit einer Rückschlagventilfunktionalität zu versehen, insbesondere um zu gewährleisten, dass es, bei einem jeweiligen der zwei Vorsteuerbetriebsmodi und einer damit verbundenen Richtung einer Vorsteuerfluiddurchströmung durch das Vorsteuerventilgehäuse, nicht zu einer unbeabsichtigten Rück- bzw. Gegenströmung kommt.
Dabei ist es sowohl von der Erfindung umfasst, das (für das Schalten des eigentlichen Nutzfluids vorgesehene) Hauptventil, welches in der beschriebenen erfindungsgemäßen Weise vorgesteuert wird und entsprechend mit dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass verbunden ist, separat (und etwa durch geeignete Fluid-Druckleitungen verbunden) vom Vorsteuerventilgehäuse vorzusehen, alternativ eine mechanisch integrierte Lösung vorzusehen, etwa dadurch, dass ein geeignet ausgebildetes Hauptventilgehäuse (mechanisch) unmittelbar am Vorsteuerventilgehäuse (unter Ausbildung entsprechender Vorsteuerfluid-Strömungskanäle) festgelegt ist oder gar in ein gemeinsames Gehäuse integriert ist.
Im Rahmen bevorzugter Weiterbildungen der Erfindung ist es dabei zunächst vorgesehen, mindestens einen der Ein- und Auslässe, bevorzugt beide, mit (weiter bevorzugt mechanisch wirkenden) Rückschlagventilmitteln so zu versehen, dass ein von den Rückschlagventilmitteln ausgebildeter, auf den Ein- bzw. Auslass gerichteter Rückschlagventildruckraum mit einem Durchbruch versehen ist, durch welchen von extern des Vorsteuerventilgehäuses eintretendes Vorsteuerfluid (von der Vorsteuerfluidvolumenquelle) zu einem mit den Vorsteuerventilschiebermitteln zusammenwirkenden Steuerventilsitz gelangen kann, sodass im Zusammenwirken zwischen Schieber und Sitz ein jeweils elektromagnetisch einzustellender Flussquerschnitt realisiert ist. Gleichzeitig verhindert die Rückschlagfunktionalität der Rückschlagventilmittel, etwa ein ansonsten bekannter federkraftbeaufschlagter Rückschlagventil-Dichtkörper, dass das eintretende Steuerfluid unbeabsichtigt wiederum aus dem jeweils betreffenden Ein- und Auslass austreten kann.
In mechanisch besonders einfach zu realisierender und betriebssicherer Weise ist weiter bevorzugt und weiterbildungsgemäß dieser Durchbruch, etwa in Form einer Querbohrung oder dergleichen, in einem Mantelbereich der bevorzugt kapsel- oder hülsenartig ausgebildeten Rückschlagventilmittel realisiert. Auch ist es weiterbildungsgemäß bzw. alternativ vorgesehen, dass die Rückschlagventilfunktionalität reallisierende Rückschlagventilmittel einen insbesondere federnd und/oder elastisch vorgespannten, weiter bevorzugt planen Dichtflächenabschnitt ausbilden, der zum für das Vorsteuerfluid dichtenden oder flussquerschnittsverändernden Zusammenwirken mit einem Durchbruch im Vorsteuerventilgehäuse ausgebildet ist.
Während es, nicht zuletzt aufgrund einer konstruktiv einfachen und betriebssicheren Realisierbarkeit, bevorzugt ist, die erfindungsgemäßen Rückschlagventilmittel etwa in der beschriebenen Weise mechanisch auszugestalten, ist es gleichwohl möglich, einem oder beiden Ein- und Auslässen elektromagnetisch betätigte Rückschlagventile zuzuordnen, wobei in dieser Variante dann geeignet konfigurierte zusätzliche Aktuatoren die beschriebene Rückschlagventilfunktionalität realisieren.
Im Rahmen besonders bevorzugter Realisierungsformen der Erfindung ist es weiterbildungsgemäß vorgesehen, das nachgeschaltete Hauptventil so auszugestalten, dass durch Wirkung des Vorsteuerfluids, je nach Vorsteuerbetriebsmodus, eine von zwei (Ventil-Schieber-) Bewegungsrichtungen entlang einer axialen Richtung gesteuert werden kann, entsprechend eine bidirektionale Ansteuerung des Hauptventils realisierbar ist. Zu diesem Zweck ist es ergänzend vorteilhaft vorgesehen und bevorzugt, das jeweils aus dem ersten bzw. zweiten Ein- und Auslass in Richtung auf das Hauptventil austretende Vorsteuerfluid auf jeweilige Wirkflächen (z.B. endseitige Wirkflächen bzw. Stirnseiten) eines bidirektional in einem Hauptventilgehäuse bewegbaren Hauptventilschiebers zu bringen, wobei hier prinzipiell beliebige mechanische Ausgestaltungen und Konfigurationen denkbar sind.
Auch sieht eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, die Vorsteuerventilschiebermittel im Vorsteuerventilgehäuse, insbesondere und weiter bevorzugt gegen eine Stell- bzw. Vorspannkraft geeignet eingerichteter mechanischer Kraftspeichermittel (z.B. Federn), so einzurichten, dass im unbestromten Zustand der Aktuatormittel eine definierte Stell- und damit Öffnungs- bzw. Schließposition der Vorsteuerventilschiebermittel für das damit gesteuerte Vorsteuerfluid erreichbar ist. Während es hierzu denkbar und möglich ist, etwa mittels einer geeigneten Zug- oder Druckfeder, eine einen Vorsteuerfluidflussquerschnitt verschließende stromlose Stellposition zu realisieren, ist es gleichwohl möglich und denkbar (etwa durch eine Mehrzahl von geeignet in ihrer Kraft- und Rückstellwirkung eingerichteten und auf die Ventilschiebermittel wirkenden Federn), eine stromlos stabile Stellposition einzurichten, bei welcher ein vorbestimmter (Mindest-)Vorsteuerfluidfluss ermöglicht ist. Eine derartige Variante erscheint insbesondere bei Anwendungen nützlich und sinnvoll, die in einem unbestromten Zustand (etwa auch einer Situation eines Stromausfalls oder dergleichen Störsituation) eine Mindestfunktionalität durch einen ermöglichten Vorsteuerfluid-Mindestfluss sicherstellen müssen.
Ergänzend oder alternativ ist die vorbestimmte Öffnungs- bzw. Verschlussposition, die den vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt realisiert, als Reaktion auf einen ersten Steuerstrom für die Aktormittel zu einem gegenüber dem vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt verkleinerten Vorsteuerflussquerschnitt und als Reaktion auf einen vom ersten Steuerstrom verschiedenen zweiten Steuerstrom zu einem gegenüber dem vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt vergrößerten Vorsteuerflussquerschnitt veränderbar.
Damit eignet sich die vorliegende Erfindung in konstruktiv einfacher, eleganter und betriebssicherer Weise insbesondere für die Realisierung eines vorgesteuerten Proportionalventils für die Fahrwerks- und/oder Dämpfersteuerung in einem Kraftfahrzeugkontext, wo weiter bevorzugt durch die vorteilhafte bidirektionale Vorsteuerung und Ansteuerung eines Hauptventils sowohl Zug- als auch Druckstufe derartiger Fahrwerks- bzw. Dämpferbaugruppen geeignet ansteuer- und stellbar sind, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Verwendung beschränkt. Vielmehr eignet sich die vorliegende Erfindung für jegliche Realisierungsformen eines elektromagnetisch und vorgesteuert betätigten Proportionalventils, bei welchen eine komplexe Ventilsteuerung mit konstruktiver Einfachheit insbesondere in der Pilotstufe bzw. dem Vorsteuerventil bei hoher Betriebssicherheit und günstiger Eignung für belastete Anwendungsumgebungen kombiniert werden soll.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Figuren; diese zeigen in

1 ein Fluidschaltbild zur Verdeutlichung eines bevorzugten Einsatzkontextes und zur Verwendung eines erfindungsgemä-ßen elektromagnetischen vorgesteuert betätigten Proportionalventils im Rahmen eines Kraftfahrzeug-Dämpfungsverstellsystems mit gemeinsam durch das Proportionalventil betätigter Zug- sowie Druckstufe;
2 eine schematische Längsschnittansicht durch das Vorsteuerventilgehäuse mit den elektromagnetisch wirkenden Aktuatormitteln sowie dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass für das Vorsteuerfluid als Komponente im Rahmen des Schaltbilds im Ausführungsbeispiel der 1; und
3 eine längsschnittliche Schemaansicht zur Realisierung des Hauptventils als Komponente des Fluid-Schaltbilds bzw. des Ausführungsbeispiels der 1.

Das schematische Fluidschaltbild gemäß 1 illustriert den bevorzugten Verwendungs- und Einbaukontext der vorliegenden Erfindung und verdeutlicht gleichermaßen das Realisierungs- und Wirkungsprinzip des elektromagnetisch und vorgesteuert betätigten Proportionalventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Eine (elektromagnetisch betätigte) Pilotstufe, verdeutlicht durch die Umrahmung 10 (2) steuert ein Hauptventil 12 mit einem Vorsteuerfluid, welches aus einer Volumenstromquelle 14 bezogen wird.
Das Hauptventil 12 (konstruktiv realisiert etwa wie in 3 gezeigt, s.u.) steuert in nicht näher im Detail gezeigter Weise durch bidirektionale Bewegung eine Zug- sowie eine Druckstufe eines verbundenen Kraftfahrzeug-Dämpfersystems mit einem Nutzfluid.
Das schematische Fluidschaltbild gemäß 1 verdeutlicht in Form der gezeigten Zweige (oben bzw. unten), wie Vorsteuerfluid der Quelle 14 bidirektional durch ein Ventilgehäuse 16 (2) des Vorsteuerventils 10 fließen kann. Ein erster, stirn- bzw. bodenseitig am Ventilgehäuse 16 vorgesehener Ein- und Auslass 18 für Vorsteuerfluid ist mit einem hülsenartigen Rückschlagventil 20 versehen, in dessen Mantelbereich ein Durchbruch 22 für (bodenseitig) in die Hülse 20 eintretendes Vorsteuerfluid eingebracht ist.
Gleichermaßen ist ein zweiter Ein- und Auslass 24, in der Längsschnittansicht der 2 mantelseitig im Vorsteuerventilgehäuse 16 vorgesehen, mit einem zweiten hülsenartigen Rückschlagventil 26 versehen, in dessen Seitenwand (Mantelfläche) ein weiterer Durchbruch 28 eingebracht ist. Auch dieser ermöglicht, in den zweiten Ein- bzw. Auslass 24 eintretendes Vorsteuerfluid bis zu einem elektromagnetisch gesteuerten Vorsteuerfluid-Durchlassquerschnitt zu leiten, welcher aus einem Zusammenwirken zwischen einem Vorsteuerfluidventilschieber 30 und einem zugehörigen Vorsteuerfluidventilsitz 32 ausgebildet ist.
Genauer gesagt wirkt der Vorsteuerventilschieber 30 (Vorsteuerventilschiebermittel) zusammen mit elektromagnetisch durch Bestromung einer stationären Spuleneinheit 34 bewegten Ankermitteln 36, welche, als Reaktion auf eine Bestromung, die Vorsteuerventilschiebermittel 30 gegen eine Rückstellkraft von Federmitteln 38 von ihrer in 2 gezeigten Verschlussstellung am Ventilsitz 32 abheben und einen Fluidfluss zwischen den Ein- und Auslässen 18 und 24 freilegen; eine jeweilige Öffnungsweite (Flussquerschnitt für das Vorsteuerfluid) wird dabei bestimmt durch einen jeweils gesteuerten Stromfluss in den Spulenmittel 34, und die Federmittel 38 bewirken den in 2 gezeigten Verschluss des Strömungsquerschnitts im unbestromten Zustand (insoweit entsprechend auch einer Fail-Safe-Position).
Die jeweils an den Ein- und Auslässen 18, 24 vorgesehenen, mit Durchbrüchen 22 bzw. 28 versehenen Rückschlagventile 20, 26 ermöglichen es vorteilhaft, dass das im Zusammenhang mit 2 schematisch gezeigte Vorsteuerventilgehäuse bidirektional bzw. mit einander entgegengesetzten Fluidströmungsrichtungen vom Vorsteuerfluid der Volumenquelle 14, je nach Vorsteuerbetriebsmodus, durchflossen werden kann: So ist es einerseits ermöglicht, in den Boden der Ventilhülse 20 eintretendes Fluid durch den Durchbruch 22, den zwischen den Baugruppen 30, 32 gebildeten (und im Bestromungszustand geöffneten) Vorsteuerventilquerschnitt bis zum Auslass 24 zu führen, an welchem das in den Ventilkörper 16 eingetretene Fluid, gegen die Rückstell-Sperrwirkung des Sperrkörpers im Rückschlagventil 26, austritt. Dieses Vorsteuerfluid könnte dann etwa durch eine geeignete (und in den Figuren nicht gezeigte) Druckleitung in einen ersten Vorsteuerfluideinlass 40 eines Hauptventilgehäuses 42 eintreten und dort, durch Angriff an eine erste Stirnfläche 44, einen Hauptventilschieber 46 betätigen, welcher dann eine (nicht im Detail gezeigte) Nutzfluidkommunikation zwischen einem Nutzfluideinlass NE im Gehäuse 42 und einem von zwei Nutzfluidauslässen NA1, NA2 herstellt. Diese wiederum können, in ansonsten bekannter Weise, zur Zug- und Druckstufensteuerung der nachgeschalteten Fahrzeug-Dämpfungskomponente mit dem Nutzfluid dienen.
Gleichermaßen gestattet das im Zusammenhang mit 2 erläuterte Vorsteuerprinzip auch das Durchströmen des Vorsteuerventilgehäuses 16 mit dem Vorsteuerfluid in Gegenrichtung: Durch den Einlass 24 eintretendes Fluid fließt durch den Durchbruch 28 im Rückschlagventil 26 über den (geöffneten) Flussquerschnitt im Übergang zwischen Vorsteuerventilschieber 30 und Ventilsitz 32 bis zum Auslass 18 mit dem zugeordneten bodenseitigen Rückschlagventil 20 und kann etwa, siehe 3, in einen zweiten (linksseitigen) Vorsteuereinlass 48 in das Hauptventilgehäuse 42 eintreten, um dort auf eine zweite (linksseitige) Wirkfläche 50 des Hauptventilschiebers stellend zu wirken, in diesem weiteren Betriebsmodus dann entgegen der Wirkrichtung, welche im vorbeschriebenen Vorsteuerbetriebsmodus durch den Auslass 24 (rechtsseitig in der 3) in das Hauptventil eingebracht wurde.
Die beschriebene Ausführungsform des elektromagnetisch und vorgesteuert betätigten Proportionalventils mit Vorsteuerung (2) und Hauptventil (3) ist als rein exemplarisch, schematisch und nicht beschränkend zu verstehen, dient vielmehr dazu, die bidirektionale Durchströmung des Vorsteuerventilgehäuses mit den dadurch erreichten Vorteilen zu illustrieren.
Sowohl das Vorsteuerventil, als auch das Hauptventil lassen sich auf nahezu beliebige andere Art und Weise realisieren, wobei weder die Ausgestaltung der Pilotstufe mit zwei rein mechanischen Rückschlagventilen beschränkend ist (hier lassen sich auch andere Prinzipien, etwa auch eine elektromagnetische Rückschlagsteuerung, einsetzen), noch die im Ausführungsbeispiel gezeigte Vorsteuerfunktionalität etwa auf die stromlos stabile Verschlussposition beschränkt ist.
Damit eignet sich die vorliegende Erfindung, wie auch durch das Ausführungsbeispiel illustriert, zwar in herausragender Weise zur Realisierung einer komplexen Dämpfer- bzw. Fahrwerkskomponentensteuerung für Zug- und Druckstufe, ist jedoch nicht auf diese bevorzugte Verwendung beschränkt.

Claims

Elektromagnetisch und vorgesteuert betätigtes Proportionalventil mit als Reaktion auf eine Bestromung von elektromagnetisch wirkenden Aktuatormitteln (36) in einem Vorsteuerventilgehäuse (16) bewegbaren Vorsteuerventilschiebermitteln (30) zum Öffnen und Schließen eines ersten (18) und eines zweiten (24), jeweils im Vorsteuerventilgehäuse ausgebildeten Ein- und Auslasses für ein Vorsteuerfluid, wobei dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass ein durch das Vorsteuerfluid betätigbares Hauptventil (12) nachgeschaltet oder nachschaltbar vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorsteuerventilgehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Ein- und Auslass bidirektional von dem Vorsteuerfluid so durchströmbar ausgebildet ist, dass in einem ersten Vorsteuerbetriebsmodus das Vorsteuerfluid durch den ersten Ein- und Auslass eintreten und durch den zweiten Ein- und Auslass mit einer Rückschlagventilfunktionalität (26) austreten kann und in einem zweiten Vorsteuerbetriebsmodus das Vorsteuerfluid durch den zweiten Ein- und Auslass eintreten und durch den ersten Ein- und Auslass mit einer Rückschlagventilfunktionalität (20) austreten kann, wobei das nachgeschaltete Hauptventil durch den ersten und den zweiten Vorsteuerbetriebsmodus in verschiedene Hauptventilbetriebsmodi gesteuert werden kann.
Proportionalventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Ein- und Auslass Rückschlagventilmittel (20;26) so zugeordnet aufweist, dass ein ein- bzw. auslassseitiger Rückschlagventildruckraum der Rückschlagventilmittel einen Durchbruch (22;28) ausbildet, durch welchen ein mit den Vorsteuerventilschiebermitteln (30) zusammenwirkender Vorsteuerventilsitz (32) mit eintretendem Vorsteuerfluid von einer Volumenstromquelle (14) in Wirkverbindung steht.
Proportionalventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch in einem Mantelbereich der bevorzugt kapsel- und/oder hülsenartig ausgebildeten Rückschlagventilmittel ausgebildet ist.
Proportionalventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventilfunktionalität realisierende Rückschlagventilmittel einen insbesondere federnd und/oder elastisch vorgespannten, weiter bevorzugt planen Dichtflächenabschnitt ausbilden, der zum für das Vorsteuerfluid dichtenden oder flussquerschnittsverändernden Zusammenwirken mit einem Durchbruch im Vorsteuerventilgehäuse ausgebildet ist.
Proportionalventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nachgeschaltete oder nachschaltbare Hauptventil durch das aus dem ersten Ein- und Auslass im ersten Vorsteuerbetriebsmodus und durch das aus dem zweiten Ein- und Auslass im zweiten Vorsteuerbetriebsmodus austretende Vorsteuerfluid axial und/oder bidirektional vorgesteuert wird.
Proportionalventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilgehäuse (42) des Hauptventils am Vorsteuerventilgehäuse ansitzt und/oder in dieses integriert ausgebildet ist.
Proportionalventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilschiebermittel (30) in einem unbestromten Zustand der Aktuatormittel in eine vorbestimmte Öffnungs- bzw. Verschlussposition für das Vorsteuerfluid im Vorsteuerventilgehäuse vorgespannt sind, insbesondere durch eine rückstellende Kraft mechanischer Kraftspeichermittel (38).
Proportionalventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Öffnungs- bzw. Verschlussposition einen vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt realisiert, der als Reaktion auf einen ersten Steuerstrom für die Aktormittel zu einem gegenüber dem vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt verkleinerten Vorsteuerflussquerschnitt und als Reaktion auf einen vom ersten Steuerstrom verschiedenen zweiten Steuerstrom zu einem gegenüber dem vorbestimmten Vorsteuerflussquerschnitt vergrößerten Vorsteuerflussquerschnitt veränderbar ist.
Verwendung des elektromagnetisch und vorgesteuert betätigten Proportionalventils nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Fahrwerks- und/oder Dämpfersteuerung eines Kraftfahrzeugs.
Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das durch das Vorsteuerfluid im ersten und im zweiten Vorsteuerbetriebsmodus axial und bidirektional vorgesteuerte Hauptventil eine Druck- sowie eine Zugstufe einer Fahrwerks- bzw. Dämpferbaugruppe des Kraftfahrzeugs steuert.