DE102019215791A1

DE102019215791A1 - Mehrwegeventil

Info

Publication number: DE102019215791A1
Application number: DE102019215791.2A
Authority: DE
Inventors: Heiko Gensert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisch betätigbares Mehrwegeventil, mit zwei in einem Ventilgehäuse (1) axial beweglich angeordnete, von zwei Druckfedern (5, 9) beaufschlagte Schaltelemente (4, 8), wodurch drei in das Ventilgehäuse (1) einmündende Druckanschlüsse (A, B, C) wahlweise miteinander verbindbar bzw. voneinander trennbar sind, mit der Besonderheit, dass in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung der beiden Schaltelemente (4, 8) die drei Druckanschlüsse (A, B, C) unter der Wirkung beider Druckfedern (5, 9) voneinander getrennt sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrwegeventil, insbesondere für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung und/oder automatischem Bremseneingriff, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102005038215 A1 ist bereits ein Mehrwegeventil bekannt geworden, mit zwei in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordnete Schaltelemente, wovon eines der beiden Schaltelemente als Ventilschieber sowie das andere Schaltelement als im Ventilgehäuse positioniertes Sitzventil ausgeführt ist.
Der gewählte Aufbau beider Schaltelemente erfordert infolge der für Schieberventile erforderlichen engen Passungstoleranzen einen entsprechend hohen Fertigungsaufwand, um eine leckagefreie Funktion zu ermöglichen. Ein weiterer Nachteil ist in dem Erfordernis zur Proportionalsteuerung zu sehen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mehrwegeventil der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass einfach einzustellen ist und das mit möglichst geringem elektrischen als auch baulichen Aufwand reaktionsschnell und leckagefrei geschalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Mehrwegeventil der gattungsbildenden Art mittels den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Es wird somit ein 3/3-Wegeventil geschaffen, dass im stromlosen Zustand geschlossen ist, wobei sichergestellt ist, dass ein Druckanschluss wechselweise mit zwei unterschiedlichen Verbrauchern verbunden werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Nachfolgenden aus den Unteransprüchen als auch aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:

1 im Längsschnitt das erfindungsgemäße 3/3-Mehrwegeventil in seiner geschlossenen Grundstellung, in welcher alle drei Druckanschlüsse voneinander getrennt sind,
2 im Längsschnitt das Mehrwegeventil nach 1 in einer Schaltstellung, in welcher der erste mit dem zweiten Druckanschluss verbunden ist,
3 im Längsschnitt das Mehrwegeventil nach 1 in einer Schaltstellung, in welcher der erste mit dem dritten Druckanschluss verbunden ist,
4 im Längsschnitt das Mehrwegeventil nach 1 in einer alternativen Schaltstellung, in welcher alle drei Druckanschlüsse miteinander verbunden sind.

Die 1 bis 4 zeigen jeweils in schematischer Darstellung ein 3/3-Wegeventil, das insbesondere für den Einsatz für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung und/oder automatischem Bremseneingriff geeignet ist.
Das elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventil weist jeweils zwei in einem Ventilgehäuse 1 axial beweglich angeordnete, von zwei Druckfedern 5, 9 beaufschlagte Schaltelemente 4, 8 auf, wodurch drei in das Ventilgehäuse 1 einmündende Druckanschlüsse A, B, C wahlweise miteinander verbindbar bzw. voneinander trennbar sind, wobei zur Vermeidung eine Verschmutzung des Mehrwegeventils, im Bereich der Druckanschlüsse A, B, C Filterelemente 19, 20, 21 am patronenförmigen Ventilgehäuse 1 angeordnet sind.
Gemäß der 1 sind in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung mittels der beiden Schaltelemente 4, 8 die drei Druckanschlüsse A, B, C voneinander getrennt. In dieser elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung ist unter der Wirkung der ersten Druckfeder 5 durch das erste Schaltelement 4 sowohl ein erster Durchlass 6 im Ventilgehäuse 1 verschlossen als auch unter der Wirkung der zweiten Druckfeder 9 ist ein zweiter Durchlass 10 im Ventilgehäuse 1 durch das zweite Schaltelement 8 verschlossen.
Hingegen zeigt die 2 das Mehrwegeventil in einer ersten elektromagnetisch erregten Schaltstellung, wozu eine erste Stromstärke in einer Ventilspule 18 eingestellt ist, durch die der erste Durchlass 6 im Ventilgehäuse 1 freigegeben ist, sodass der erste Druckanschluss A mit dem zweiten Druckanschluss B verbunden ist.
Um die o.g. Schaltweise zu realisieren, wird durch die erste Stromstärke eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die größer als die Kraft der ersten Druckfeder 5 und kleiner als die Kraftwirkung der zweiten Druckfeder 9 ist. Das erste Schaltelement 4 verharrt somit in einer Zwischenstellung auf Anschlag am zweiten Schaltelement 8, das unverändert den zweiten Durchlass 10 verschlossen hält. In dieser Zwischenstellung des ersten Schaltelements 4 ist der erste Durchlass 6 als auch ein dazu stromaufwärts im Ventilgehäuse 1 angeordneter Dichtsitz 22 freigegeben, der an einer Ventilsitzbuchse 2 ausgebildet ist, in die der Druckanschluss A einmündet.
Weiterhin zeigt die 3 das Mehrwegeventil in einer zweiten elektromagnetisch erregten Schaltstellung, wozu eine zweite Stromstärke in der Ventilspule 18 eingestellt ist, durch die der zweite Durchlass 10 im Ventilgehäuse 1 freigegeben und der Dichtsitz 22 durch das erste Schaltelement 4 verschlossen ist, sodass der erste Druckanschluss A ausschließlich mit dem dritten Druckanschluss C verbunden ist.
Um die o.g. Schaltweise zu realisieren, wird durch die zweite Stromstärke eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die größer ist als die aufsummierten, in Schließrichtung auf die beiden Schaltelemente 4, 8 wirksamen Kräfte beider Druckfedern 5, 9.
Wie aus allen Figuren ersichtlich ist, sind die beiden Schaltelemente 4, 8 als in Reihe zueinander im Ventilgehäuse 1 angeordnete Kolben ausgeführt, wobei das erste Schaltelement 4 zwischen dem ersten Durchlass 6 und dem zweiten Schaltelement 8 von der ersten Druckfeder 5 in Richtung des ersten Durchlasses 6 beaufschlagt ist, während das zweite Schaltelement 8 zwischen dem ersten Schaltelement 4 und einem das Ventilgehäuse 1 verschließenden Magnetkern 11 von der zweiten Druckfeder 9 in Richtung auf den zweiten Durchlass 10 beaufschlagt ist. Der Magnetkern 11 ist über eine Hülse 12 druckmitteldicht mit dem patronenförmigen Ventilgehäuse 1 verbunden.
Zwischen den beiden Schaltelementen 4, 8 ist ein mit dem zweiten Durchlass 10 zusammenwirkender Dichtkörper 7 angeordnet, an dem sich das erste Schaltelement 4 abstützt. Innerhalb des ersten Schaltelements 4 ist die erste Druckfeder 5 aufgenommen, die sich am Dichtkörper 7 abstützt, der ein Bestandteil des zweiten Schaltelements 8 bildet.
Der zweite Durchlass 10 ist innerhalb der im Ventilgehäuse 1 fixierten Ventilsitzbuchse 2 ausgebildet, die in Form eines diametralen Doppelsitzes auch den zuvor erwähnten Dichtsitz 22 aufweist. Diese Ventilsitzbuchse 2 ist in einem Axialabstand zu einer weiteren, im Ventilgehäuse 1 fixierten Ventilsitzbuchse 3 angeordnet, die den ersten Durchlass 6 aufweist. Zwischen den beiden Ventilsitzbuchsen 2, 3 ist das erste Schaltelement 4 somit innerhalb einer Kammer 14 des Ventilgehäuses 1 axialbeweglich aufgenommen.
In allen Abbildungen durchdringt jeweils der erste Druckanschluss A seitlich die Ventilsitzbuchse 2, während der zweite Druckanschluss B stromabwärts zum ersten Durchlass 6 unterhalb der weiteren Ventilsitzbuchse 3 in eine zentrale Gehäusebohrung 15 des Ventilgehäuses 1 einmündet. Schließlich durchdringt der dritte Druckanschluss C stromabwärts zum zweiten Durchlass 10 das Ventilgehäuse 1, wozu ein vertikal in der Wand des Ventilgehäuses 1 ausgerichteter Kanal 16 bis zu einer Kammer 13 im Ventilgehäuse 1 geführt ist, in der das zweite Schaltelement 8 angeordnet ist.
Schließlich zeigt die 4 eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes, wonach die Ventilspule 18 von einem elektrischen Strom durchflossen ist, dessen eingestellte Stromstärke eine zur zweiten Druckfeder 9 entgegengesetzt wirkende Magnetkraft erzeugt, welche die Federkraft der relativ straffen zweiten Druckfeder 9 überwindet. Folglich verharrt das zweite Schaltelement 8 am Magnetkern 11 und das erste Schaltelement 4 verharrt am Dichtkörper 7 des zweiten Schaltelements 8, sodass nicht nur über den zweiten Durchlass 10 die hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und dritten Druckanschluss A, C hergestellt ist, sondern auch über den vom ersten Schaltelement 4 an der Ventilsitzbuchse 2 freigegebenen Dichtsitz 22 und dem stromabwärts an der Ventilsitzbuchse 3 freigegebenen ersten Durchlass 6 zwischen dem ersten Druckanschluss A und dem zweiten Druckanschluss B eine hydraulische Verbindung zustande kommt.
Bezugszeichenliste

1: Ventilgehäuse
2: Ventilsitzbuchse
3: Ventilsitzbuchse
4: Schaltelement
5: Druckfeder
6: Durchlass
7: Dichtkörper
8: Schaltelement
9: Druckfeder
10: Durchlass
11: Magnetkern
12: Hülse
13: Kammer
14: Kammer
15: Gehäusebohrung
16: Kanal
17: Kanal
18: Ventilspule
19: Filter
20: Filter
21: Filter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005038215 A1 [0002]

Claims

Elektrisch betätigbares Mehrwegeventil, insbesondere für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung und/oder automatischem Bremseneingriff, mit zwei in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordnete, von zwei Druckfedern beaufschlagte Schaltelemente, wodurch drei in das Ventilgehäuse einmündende Druckanschlüsse wahlweise miteinander verbindbar bzw. voneinander trennbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung die drei Druckanschlüsse (A, B, C) unter der Wirkung der beiden Druckfedern (5, 9) auf die Schaltelemente (4, 8) voneinander getrennt sind.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung unter der Wirkung der ersten Druckfeder (5) durch das erste Schaltelement (4) sowohl ein erster Durchlass (6) im Ventilgehäuse (1) verschlossen ist als auch unter der Wirkung der zweiten Druckfeder (9) ein zweiter Durchlass (10) im Ventilgehäuse (1) durch das zweite Schaltelement (8) verschlossen ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten elektromagnetisch erregten Schaltstellung, eine erste Stromstärke eingestellt ist, durch die der erste Durchlass (6) im Ventilgehäuse (1) freigegeben ist, wodurch der erste Druckanschluss (A) mit dem zweiten Druckanschluss (B) verbunden ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten elektromagnetisch erregten Schaltstellung, eine zweite Stromstärke eingestellt ist, durch die der zweite Durchlass (10) im Ventilgehäuse (1) freigegeben ist, wodurch der erste Druckanschluss (A) mit dem dritten Druckanschluss (C) verbunden ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die erste Stromstärke erzeugte elektromagnetische Kraft größer als die Kraft der ersten Druckfeder (5) und kleiner als die Kraftwirkung der zweiten Druckfeder (9) ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch die zweite Stromstärke erzeugte elektromagnetische Kraft größer ist als die aufsummierten, in Schließrichtung auf die beiden Schaltelemente (4, 8) wirksamen Kräfte beider Druckfedern (5, 9).
Mehrwegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltelemente (4, 8) als in Reihe zueinander im Ventilgehäuse (1) angeordnete Kolben ausgeführt sind, wovon das erste Schaltelement (4) zwischen dem ersten Durchlass (6) und dem zweiten Schaltelement (8) von der ersten Druckfeder (5) beaufschlagt ist, während das zweite Schaltelement (8) zwischen dem ersten Schaltelement (4) und einem das Ventilgehäuse (1) verschließenden Magnetkern (11) von der zweiten Druckfeder (9) beaufschlagt ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schaltelementen (4, 8) ein mit dem zweiten Durchlass (10) zusammenwirkender Dichtkörper (7) angeordnet ist, an dem sich das erste Schaltelement (4) abstützt.
Mehrwegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des ersten Schaltelements (4) die erste Druckfeder (5) aufgenommen ist, die sich am Dichtkörper (7) abstützt.
Mehrwegeventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Durchlass (10) innerhalb einer im Ventilgehäuse (1) fixierten Ventilsitzbuchse (2) ausgebildet ist, die in einem Axialabstand zu einer weiteren, im Ventilgehäuse (1) fixierten Ventilsitzbuchse (3) angeordnet ist, die den ersten Durchlass (6) aufweist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Ventilsitzbuchsen (2, 3) das erste Schaltelement (4) im Ventilgehäuse (1) axialbeweglich aufgenommen ist.
Mehrwegeventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckanschluss (A) seitlich die Ventilsitzbuchse (2) durchdringt.
Mehrwegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckanschluss (B) stromabwärts zum ersten Durchlass (6) unterhalb der weiteren Ventilsitzbuchse (3) in das Ventilgehäuse (1) einmündet.
Mehrwegeventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Druckanschluss (C) stromabwärts zum zweiten Durchlass (10) das Ventilgehäuse (1) durchdringt.