DE102021212281A1

DE102021212281A1 - Elektromagnetventil, insbesondere zur Anordnung zwischen einem hydrauli-schen Druckerzeuger und einer schlupfgeregelten Radbremse

Info

Publication number: DE102021212281A1
Application number: DE102021212281.7A
Authority: DE
Inventors: Daniel Cvetanovic; Marc Lenz; Christian Courth; Heiko Gensert; Holger Kollmann
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2021-11-01
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel (2), der einen Ventildurchlass in einem Dichtsitz (21) zu öffnen oder zu verschließen vermag, der zwischen mehreren Druckanschlüssen (A, B, C) des Ventilgehäuses angeordnet ist, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels (2) vorgesehenen Magnetanker (2), mit der Besonderheit, dass das Ventilgehäuse über drei Druckmittelanschlüsse (A, B, C) verfügt, in dem ein mit einem Rückschlagventil (9) versehener Plunger (6) mittels des Ventilstößels (2) an dem Dichtsitz (21) anlegbar ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, insbesondere zur Anordnung zwischen einem hydraulischen Druckerzeuger und einer schlupfgeregelten Radbremse, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind bereits elektrohydraulische Bremsanlagen bekannt, die zum Druckaufbau in den Radbremsen einen als Linearaktuator ausgebildeten Druckerzeuger aufweisen. In die hydraulische Verbindung des Linearaktuators mit den Radbremsen ist üblicherweise ein als 2/2-Wegeventil ausgeführtes Elektromagnetventil angeordnet, das in der Grundstellung eine ungehinderte Verbindung zwischen den Radbremsen und der Arbeitskammer des Linearaktuators herstellt. Ferner ist zur Befüllung der Arbeitskammer ein als Rückschlagventil konzipiertes Nachsaugventil zwischen einem Vorratsbehälter und dem Druckerzeuger angeordnet. Zwischen dem an der Arbeitskammer unmittelbar angeschlossenen Elektromagnetventil und den Radbremsen befinden sich zur Raddruckregelung bereits bekannte elektromagnetisch betätigbare Ein- und Auslassventile, wobei letztere unmittelbar mit dem Vorratsbehälter verbunden sind. Außerdem bedarf es der Anordnung eines Schnüffellochs zum Druckausgleich innerhalb der Arbeitskammer.
Nachteilig ist der große bauliche Aufwand der Bremsanlage infolge der einzelnen Anordnung von hydraulisch oder elektromagnetisch zu betätigenden Ventilen.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, optimale Voraussetzungen zum Aufbau und zur Funktion einer elektrohydraulischen Bremsanlage zu schaffen, indem ein besonders kompakt bauendes Elektromagnetventil konstruiert wird, sodass die Anordnung eines Schnüffellochs nicht mehr erforderlich ist und die Funktion des Nachsaugventils und das Rückschlagventil möglichst kompakt im Elektromagnetventil integriert sind.
Diese Aufgabe wird mittels eines Elektromagnetventils der angegebenen Art anhand den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:

1 den hydraulischen Schaltplan für eine elektrohydraulische Kraftfahrzeugbremsanlage, die zwischen einem als Linearaktuator ausgebildeten Druckerzeuger und mehreren Radbremsen ein 3/2-Wege-Elektromagnetventil aufweist, dessen kompakter Aufbau in Verbindung mit der erweiterten Funktionalität anhand der 2 näher erläutert wird,
2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Elektromagnetventil in dessen offene, elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung.

Die 1 zeigt den prinzipiellen Schaltungsaufbau einer elektrohydraulischen Bremsanlage, die zum Druckaufbau in den Radbremsen FL, FR, RL, RR einen als Linearaktuator ausgebildeten Druckerzeuger LAC aufweist, der mit einem elektromotorischen Antrieb M versehen ist. In die hydraulischen Verbindung des Linearaktuators mit den Radbremsen FL, FR, RL, RR ist das baulich in der folgenden 2 abgebildete 3/2-Wege-Elektromagnetventil V angeordnet, das in der abgebildeten, elektromagnetisch nicht aktivierten Grundstellung einen ungehinderten Druckausgleich zwischen den Radbremsen FL, FR, RL, RR und der Arbeitskammer des deaktivierten Druckerzeugers LAC herstellt. Ferner weist das Elektromagnetventil V ein integriertes Rückschlagventil auf, das unmittelbar an dem Vorratsbehälter 15 angeschlossen ist und das sowohl in Richtung der Arbeitskammer des Druckerzeugers LAC als auch in Richtung der Radbremsen FL, FR, RL, RR ein Nachströmen von Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 15 ermöglicht. Zwischen dem Elektromagnetventil V und den Radbremsen FL, FR, RL, RR befinden sich zur Raddruckregelung die an sich baulich als auch schaltungstechnisch bereits bekannten elektromagnetisch betätigbaren Ein- und Auslassventile 17, 18, wobei letztere zwecks Reduzierung des Radbremsdrucks unmittelbar an dem Vorratsbehälter 15 angeschlossen sind.
Die nachfolgende 2 zeigt in einer erheblich vergrößerten Ansicht eine zweckmäßige Ausführungsform des in 1 abgebildeten Elektromagnetventils im Längsschnitt mit den zugehörigen Einzelheiten.
Generell weist das in der 2 abgebildete Elektromagnetventil V einen in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel 2 auf, der mittelbar über einen Plunger 7 jeweils einen Ventildurchlass in einem ersten und einem zweiten Dichtsitz 13, 21 zu öffnen oder zu verschließen vermag. Zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels 2 in die Schließstellung des Plungers 7 am zweiten Dichtsitz 21 ist auf bekannte Weise ein mittels einer Ventilspule erregbarer Magnetanker 1 in einer domförmigen Gehäusekappe 3 des Ventilgehäuses vorgesehen, dessen den Ventilstößel 2 führender Gehäuseabschnitt 5 den massiven Magnetkern bildet, der entgegengesetzt zur Gehäusekappe 3 einen dünnwandigen, vorzugsweise im Tiefziehverfahren aus Dünnblech hergestellten Gehäusetopf 6 aufnimmt.
Das Ventilgehäuse verfügt über drei Druckmittelanschlüsse A, B, C, mit der Besonderheit, dass der Plunger 7 mittels der elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels 2 an dem zweiten Dichtsitz 21 anlegbar ist. Damit der Plunger 7 in einer elektromagnetisch nicht betätigten Stellung des Ventilstößels 2 vom zweiten Dichtsitz 21 permanent abgehoben verharrt, ist der Plunger 7 in Richtung des Ventilstößels 2 von einer Druckfeder 12 beaufschlagt, sodass der Plunger 7 an dem diametral zum zweiten Dichtsitz 21 angeordneten ersten Dichtsitz 13 anliegt, der am unteren Ende des Gehäuseabschnitts 5 angeordnet ist. Durch die Anordnung einer Rückstellfeder 4 zwischen dem Magnetanker 1 und dem Magnetkern (Gehäuseabschnitt 5) wird der am Ventilstößel 2 fixierten Magnetanker 1 in seiner elektromagnetisch nicht erregten Stellung auf Anschlag am geschlossenen Ende der Gehäusekappe 3 gehalten.
Somit ist abbildungsgemäß während der Kontaktierung des Plungers 7 am ersten Dichtsitz 13 der Druckanschluss C ausschließlich über ein im Plunger 7 geöffnetes Rückschlagventil 9 mit den Druckanschlüssen A, B, verbunden, wobei über den vom Plunger 7 freigegeben zweiten Dichtsitz 21 eine ungedrosselte hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss A, B hergestellt ist.
Gemäß dem Anwendungsfall für eine Bremsanlage nach 1 ist am ersten Druckanschluss A des Elektromagnetventils somit der als Linearaktuator ausgeführter Druckerzeuger LAC, am zweiten Druckanschluss B die vier Radbremsen FL, FR, RL, RR sowie am dritten Druckanschluss C ein Vorratsbehälter 15 angeschlossen.
In dem elektromagnetisch nicht erregten Zustand, in dem der Plunger 7 infolge der Wirkung der Druckfeder 12 den ersten Dichtsitz 13 verschließt, stellt das im Plunger 7 integrierte Rückschlagventil 9 somit die erforderliche Verbindung zwischen der Arbeitskammer des Linearaktuators und dem Vorratsbehälter 15 her, wobei gleichzeitig über das durch die Ventilfeder 8 offengehaltene Rückschlagventil 9 ein Druckausgleich mit den angeschlossenen Radbremsen FL, FR, RL, RR gewährleistet ist.
Im abgebildeten, elektromagnetisch deaktivierten Zustand des Ventilstößels 2 ist über den vom Plunger 7 geöffneten zweiten Dichtsitz 21 eine richtungsunabhängige hydraulische Verbindung zwischen dem Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC und dem Druckanschluss B der Radbremsen FL, FR, RL, RR hergestellt und es bleibt gleichzeitig die hydraulische Verbindung des am Druckerzeuger LAC angeschlossenen Druckanschlusses A in Richtung des am Vorratsbehälter 15 angeschlossenen Druckanschlusses C infolge des mittels einer Ventilfeder 8 offen gehaltenen Rückschlagventils 9 ununterbrochen, sodass auf einfache Weise in der deaktivierten Stellung des Druckerzeugers ein Druckausgleich möglich ist.
In einer elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Ventilstößels 2 ist der untere, zweite Dichtsitz 21 durch den Plunger 7 verschlossen, sodass zwischen dem am ersten Druckanschluss A angeschlossenen Druckerzeuger LAC und den am zweiten Druckanschluss B angeschlossenen Radbremsen FL, FR, RL, RR die hydraulische Verbindung unterbrochen ist.
Besonders kompakt bauend ist das kugelförmige Rückschlagventil 9 in Verbindung mit der Ventilfeder 8 in einer den Plunger 7 der Länge nach durchdringenden Stufenbohrung 16 eingesetzt. Das Rückschlagventil 9 und die Ventilfeder 8 sind auf einfache Weise in einem im Durchmesser erweiterten Abschnitt der Stufenbohrung 16 aufgenommen, die mittels einer Bodenplatte 11 verschlossen ist. Folglich stützt sich das kugelförmige Rückschlagventil 9 unter der Wirkung der Ventilfeder 8 an der Bodenplatte 11 ab und gibt hierbei eine am Außenumfang des Plungers 7 in den erweiterten Abschnitt der Stufenbohrung 16 einmündende Bohrung 19 frei. In der abgebildeten Grundstellung des Rückschlagventils 9 ist somit ein in der Stufenbohrung 16 integrierter Ventilsitz 20 freigegeben, sodass die beiden Druckanschlüsse A, B mit dem Druckanschluss C verbunden sind.
Hinsichtlich einer möglichst drosselfreien Umströmung und Führung des Plungers 7 weist dieser in seiner baulichen Ausgestaltung am Umfang Längsnuten 22 auf, wobei der Plunger 7 teilweise und die Druckfeder 12 vollständig in einer den zweiten Dichtsitz 21 aufweisenden Buchse 24 bauraumoptimiert aufgenommen ist, die innerhalb des Gehäusetopfs 6 fixiert ist.
Zur Reinhaltung des Ventilgehäuses ist über den Gehäusetopf 6 ein Ringfilter 14 gestülpt, der zur Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlussstroms zwischen dem Druckanschluss C des Vorratsbehälters 15 und dem Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC an seinem Außenumfang einen O-Ring 10 aufweist, der innerhalb einer das Ventilgehäuse des Elektromagnetventils tragenden Ventilaufnahmebohrung dichtet.
Wie aus der 2 hervor geht, verläuft der Druckanschluss C des Vorratsbehälters 15 horizontal in der Ventilaufnahmebohrung eines Ventilblocks und gelangt oberhalb des O-Rings 10 über den Ringfilter 14 durch mehrere am Umfang des Gehäusetopf 6 und im unteren Fortsatz des Magnetkerns (Gehäuseabschnitt 5) angeordnete Bohrungen in den oberhalb des Plungers 7 angeordneten Hohlraum des Ventilgehäuses, während sich der Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC unterhalb des O-Rings 10 durch den Ringfilter 14 und mehrere am Umfang des Gehäusetopfs 6 vorgesehene Bohrungen in das Ventilgehäuse fortsetzt, sodass abbildungsgemäß in der vom unteren Dichtsitz 21 abgehobenen Schaltstellung des Plungers 7 eine drosselfreie Verbindung zum vertikal in den offenen Boden des Gehäusetopf 6 einmündenden Druckanschluss B der Radbremsen FL, FR, RL, RR besteht. Infolge des im Plunger 7 angeordneten und in der Grundstellung immer geöffneten Rückschlagventils 9 ist somit abbildungsgemäß auf einfache Art ein ungehinderter Druckausgleich zwischen allen Druckanschlüssen A, B, C gewährleistet.
Schließlich ist zur elektromagnetischen Betätigung des mit dem Magnetanker 1 verbundenen Ventilstößels 2 eine in der 2 nicht explizit dargestellte Ventilspule am Ventilgehäuse vorgesehen, um das Elektromagnetventil bei Bedarf in die erforderliche Schließstellung zu schalten.
Bezugszeichenliste

1: Magnetanker
2: Ventilstößel
3: Gehäusekappe
4: Rückstellfeder
5: Ventilgehäuseabschnitt
6: Gehäusetopf
7: Plunger
8: Ventilfeder
9: Rückschlagventil
10: O-Ring
11: Bodenplatte
12: Druckfeder
13: Dichtsitz
14: Ringfilter
15: Vorratsbehälter
16: Stufenbohrung
17: Einlassventil
18: Auslassventil
19: Bohrung
20: Ventilsitz
21: Dichtsitz
22: Längsnut
23: -
24: Buchse

Claims

Elektromagnetventil, insbesondere zur Anordnung zwischen einem hydraulischen Druckerzeuger und einer schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Radbremse, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel, der einen Ventildurchlass in einem Dichtsitz zu öffnen oder zu verschlie-ßen vermag, der zwischen mehreren Druckanschlüssen des Ventilgehäuses angeordnet ist, sowie mit einem zur Betätigung des Ventilstößels vorgesehenen Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse über drei Druckmittelanschlüsse (A, B, C) verfügt, in dem ein mit einem Rückschlagventil (9) versehener Plunger (7) mittels der Betätigung des Ventilstößels (2) an dem Dichtsitz (21) anlegbar ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger (7) in Richtung des Ventilstößels (2) von einer Druckfeder (12) beaufschlagt ist, sodass der Plunger (7) in einer elektromagnetisch nicht betätigten Stellung des Ventilstößels (2) vom Dichtsitz (21) abgehoben ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den vom Plunger (7) freigegeben Dichtsitz (21) eine hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss (A, B) hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Druckanschluss (A) ein vorzugsweise als Linearaktuator ausgeführter Druckerzeuger (LAC), am zweiten Druckanschluss (B) wenigstens eine Radbremse (FL, FR, RL, RR) sowie am dritten Druckanschluss (C) ein Vorratsbehälter (15) angeschlossen ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Ventilstößels (2) der Dichtsitz (21) durch den Plunger (7) verschlossen ist, sodass zwischen dem am ersten Druckanschluss (A) angeschlossenen Druckerzeuger (LAC) und der am zweiten Druckanschluss (B) angeschlossenen Radbremse (FL, FR, RL, RR) die hydraulische Verbindung unterbrochen ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im elektromagnetisch deaktivierten Zustand des Ventilstößels (2) über den vom Plunger (7) geöffneten Dichtsitz (21) eine richtungsunabhängige hydraulische Verbindung zwischen dem Druckanschluss (A) des Druckerzeugers (LAC) und dem Druckanschluss (B) der Radbremse (FL, FR, RL, RR) hergestellt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im elektromagnetisch deaktivierten Zustand des Ventilstößels (2) die hydraulische Verbindung des Druckanschlusses (C) in Richtung der beiden Druckanschlüsse (A, B) mittels des Rückschlagventils (9) freigegeben ist.
. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer den Plunger (7) der Länge nach durchdringenden Stufenbohrung (16) das kugelförmige Rückschlagventil (9) in Verbindung mit einer Ventilfeder (8) eingesetzt ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Rückschlagventil (9) und die Ventilfeder (8) aufnehmender erweiterter Abschnitt der Stufenbohrung (16) mittels einer Bodenplatte (11) verschlossen ist, an der sich das kugelförmige Rückschlagventil (9) unter der Wirkung der Ventilfeder (8) abstützt.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Plungers (7) in den erweiterten Abschnitt der Stufenbohrung (16) eine Bohrung (19) einmündet, welche von dem Rückschlagventil (9) infolge der Wirkung der Ventilfeder (8) in Richtung eines in der Stufenbohrung (16) integrierten Ventilsitzes (20) freigegeben ist.