DE102022202238A1

DE102022202238A1 - Elektromagnetventil, insbesondere zur Anordnung zwischen einem hydraulischen Druckerzeuger und einer schlupfgeregelten Radbremse

Info

Publication number: DE102022202238A1
Application number: DE102022202238.6A
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: 2022-03-04
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel (2), der einen Ventildurchlass in einem Dichtsitz (12) 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 Plunger (6) mittels des Ventilstößels (2) an dem Dichtsitz (12) 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 hydraulischen Verbindung des Linearaktuators mit den Radbremsen ist ein als 2/2-Wegeventil ausgeführtes Elektromagnetventil angeordnet, das in der Grundstellung einen ungehinderten Druckausgleich 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.
Nachteilig ist der große bauliche Aufwand der Bremsanlage infolge der einzelnen Anordnung von hydraulisch oder elektromagnetisch zu betätigenden Ventile.
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, in dem die Funktion des Nachsaugventils und das Rückschlagventil integriert ist.
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 Rückschlagventil auf, das unmittelbar an dem Vorratsbehälter 16 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 16 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 15, 16, wobei letztere zwecks Reduzierung des Radbremsdrucks unmittelbar an dem Vorratsbehälter 16 angeschlossen sind. Zum atmosphärischen Druckausgleich ist die Arbeitskammer mit einem am Vorratsbehälter 16 angeschlossenen Schnüffelloch 18 versehen, das abbildungsgemäß vom motorisch betätigbaren Arbeitskolben in dessen deaktivierten Grundstellung freigegeben ist.
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 6 einen Ventildurchlass in einem Dichtsitz 12 zu öffnen oder zu verschließen vermag. Zur elektromagnetischen Betätigung des Ventilstößels 2 in die Schließstellung des Plungers 6 am Dichtsitz 12 ist auf bekannte Weise jeweils ein mittels einer Ventilspule erregbarer Magnetanker 1 in einer domförmigen Gehäusekappe 3 des Ventilgehäuses vorgesehen, dessen den Ventilstößel 2 führender Gehäuseabschnitt 4 den massiven Magnetkern bildet, der entgegengesetzt zur Gehäusekappe 3 einen dünnwandigen, vorzugsweise im Tiefziehverfahren aus Dünnblech hergestellten Gehäusetopf 5 aufnimmt.
Das Ventilgehäuse verfügt über drei Druckmittelanschlüsse A, B, C, mit der Besonderheit, dass der Plunger 6 mittels der Betätigung des Ventilstößels 2 an dem Dichtsitz 12 anlegbar ist. Damit der Plunger 6 in einer elektromagnetisch nicht betätigten Stellung des Ventilstößels 2 vom Dichtsitz 12 permanent abgehoben verharrt, ist der Plunger 6 in Richtung des Ventilstößels 2 von einer Druckfeder 9 beaufschlagt, die gleichzeitig mittelbar über den Plunger 6 den am Ventilstößel 2 fixierten Magnetanker 1 auf Anschlag am geschlossenen Ende der Gehäusekappe 3 hält. Vorteilhaft entfällt durch diese Konstruktion die Anordnung einer zusätzlichen Rückstellfeder zwischen dem Magnetanker 1 und dem Magnetkern (Gehäuseabschnitt 4).
Über den vom Plunger 6 freigegeben Dichtsitz 12 ist zur Betätigung der Radbremsen FL, FR, RL, RR mittels des Linearaktuators somit eine ungedrosselte hydraulische Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Druckanschluss A, B hergestellt, solange die Einlassventile 15 nicht zur Druckmodulation elektromagnetisch in ihre Sperrstellung schalten.
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 13 angeschlossen.
In einer elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Ventilstößels 2 ist der Dichtsitz 12 durch den Plunger 6 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. Falls ein Nachsaugen von Druckmittel zur Befüllung der Arbeitskammer des Linearaktuators erforderlich ist, stellt ein Manschettenrückschlagventil 7 die erforderliche Verbindung zum Vorratsbehälter 13 her.
Im abgebildeten, elektromagnetisch deaktivierten Zustand des Ventilstößels 2 ist einerseits über den vom Plunger 6 geöffneten Dichtsitz 12 eine richtungsunabhängige hydraulische Verbindung zwischen dem Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC und dem Druckanschluss B der Radbremsen FL, FR, RL, RR hergestellt, andererseits bleibt jedoch gleichzeitig die hydraulische Verbindung des am Druckerzeuger LAC angeschlossenen Druckanschlusses A in Richtung des am Vorratsbehälter 13 angeschlossenen Druckanschlusses C infolge der Sperrwirkung des Manschettenrückschlagventils 7 unterbrochen, sodass auf einfache Weise ein Rückströmen von Druckmittel in den Vorratsbehälter 13 verhindert wird.
Besonders kompakt bauend ist das Manschetten-Rückschlagventil 7 unmittelbar am Außenumfang des Ventilgehäuses angeordnet, wodurch unabhängig von der Stellung des Plungers 6 ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Vorratsbehälter 13 in eine Arbeitskammer des Druckerzeugers LAC möglich ist.
In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist das Manschetten-Rückschlagventil 7 innerhalb eines über das Ventilgehäuse gestülpten Ringfilters 11 angeordnet, der die Reinhaltung des Ventilgehäuses gewährleistet. Zur Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlussstroms zwischen dem Druckanschluss C des Vorratsbehälters 13 und dem Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC ist am Außenumfang des Ringfilters 11 ein O-Ring 8 angeordnet, der innerhalb einer das Ventilgehäuse tragenden Ventilaufnahmebohrung 14 dichtet.
Wie weiterhin aus der 2 hervor geht, verläuft der Druckanschluss C des Vorratsbehälters 13 horizontal in der Ventilaufnahmebohrung 14 und gelangt oberhalb des O-Rings 8 und damit oberhalb des Manschettenrückschlagventils 7 über den Ringfilter 11 durch mehrere am Umfang des Gehäusetopfs 5 angeordnete Bohrungen in den mit dem Plunger 6 versehenen Hohlraum des Ventilgehäuses, während sich der Druckanschluss A des Druckerzeugers LAC unterhalb des O-Rings 8 durch den Ringfilter 14 und den am Umfang des Gehäusetopfs 6 vorgesehene Bohrungen in das Ventilgehäuse fortsetzt, sodass abbildungsgemäß in der vom Dichtsitz 12 abgehobenen Schaltstellung des Plungers 6 eine drosselfreie Verbindung zum vertikal in den offenen Boden des Gehäusetopf 6 einmündenden Druckanschluss B der Radbremsen FL, FR, RL, RR besteht.
Hinsichtlich einer möglichst drosselfreien Umströmung des Plungers 6 weist dieser in seiner baulichen Ausgestaltung am Umfang Längsnuten 17 auf, wobei der Plunger 6 teilweise und die Druckfeder 9 vollständig in einer den Dichtsitz 12 aufweisenden Buchse 10 bauraumoptimiert aufgenommen ist, die innerhalb des Gehäusetopfs 5 fixiert ist.
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 sicher in die erforderliche Schließstellung zu schalten.
Bezugszeichenliste

1: Magnetanker
2: Ventilstößel
3: Gehäusekappe
4: Ventilgehäuseabschnitt
5: Gehäusetopf
6: Plunger
7: Manschettenrückschlagventil
8: O-Ring
9: Druckfeder
10: Buchse
11: Ringfilter
12: Dichtsitz
13: Vorratsbehälter
14: Ventilaufnahmebohrung
15: Einlassventil
16: Auslassventil
17: Längsnut
18: Schnüffelloch

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 Plunger (6) mittels der Betätigung des Ventilstößels (2) an dem Dichtsitz (12) anlegbar ist.
. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plunger (6) in Richtung des Ventilstößels (2) von einer Druckfeder (10) beaufschlagt ist, sodass der Plunger (6) in einer elektromagnetisch nicht betätigten Stellung des Ventilstößels (2) vom Dichtsitz (12) abgehoben ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den vom Plunger (6) freigegeben Dichtsitz (12) 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 (16) angeschlossen ist.
Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer elektromagnetisch erregten Schaltstellung des Ventilstößels (2) der Dichtsitz (12) durch den Plunger (6) 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 (6) geöffneten Dichtsitz (12) 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 6, dadurch gekennzeichnet, dass im elektromagnetisch deaktivierten Zustand des Ventilstößels (2) die hydraulische Verbindung des am Druckerzeuger (LAC) angeschlossenen Druckanschlusses (A) in Richtung des am Vorratsbehälter (13) angeschlossenen Druckanschlusses (C) mittels eines Manschettenrückschlagventils (7) unterbrochen ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Manschetten-Rückschlagventil (7) unmittelbar am Außenumfang des Ventilgehäuses angeordnet ist, wodurch unabhängig von der Stellung des Plungers (6) ein Nachsaugen von Druckmittel aus dem Vorratsbehälter (16) in eine Arbeitskammer des Druckerzeugers (LAC) möglich ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Manschetten-Rückschlagventil (7) innerhalb eines über das Ventilgehäuse gestülpten Ringfilters (11) angeordnet ist.
Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Ringfilters (11) ein O-Ring (8) angeordnet ist, der zur Vermeidung eines hydraulischen Kurzschlussstroms zwischen dem Druckanschluss (C) des Vorratsbehälters (13) und dem Druckanschluss (A) des Druckerzeugers (LAC) innerhalb einer das Ventilgehäuse tragenden Ventilaufnahmebohrung (14) angeordnet ist.