DE10239128A1

DE10239128A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE10239128A1
Application number: DE10239128A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Zutt; Ralf Kaiser; Marcus Forche; Christoph Voss
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, dessen Ventilkolben (7) von einem Bypasskanal (24) durchdrungen und durckmitteldicht im Ventilgehäuse (9) geführt ist, wobei durch den Bypasskanal (24) in der geschlossenen Grundstellung des Elektromagnetventils eine hydraulische Verbindung eines am ersten Druckmittelkanal (1) angeschlossenen Bremsdruckgebers (6) mit einem den Magnetanker (11) aufweisenden Magnetankerraum (14) hergestellt ist, wobei der Magnetankerraum (14) infolge des im Ventilkolben (7) verschlossenen blendenförmigen Druckmitteldurchlasses (3) vom drosselfreien Druckmittelkanal (2) getrennt ist, welcher mit der Saugseite einer Hochdruckpumpe (5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 195 29 724 A1 ist bereits ein solches Elektromagnetventil bekannt geworden, das insbesondere für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung verwendet wird. Es weist ein Ventilgehäuse auf, in das eine das Ventilgehäuse verschließende Hülse eingesetzt ist, die einen mit einem Ventilstößel versehenen Magnetanker führt. In seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung befindet sich das Elektromagnetventil in der Schließstellung, indem unter der Wirkung einer Feder der Ventilstößel auf einen Druckmitteldurchgang innerhalb eines Ventilkolbens verschlossen wird, der wiederum einen zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse gelegenen Druckmitteldurchgang verschlossen hält.

Die vorgestellte Konstruktion hat den Nachteil, dass ein hülsenförmigen Mitnehmer zur Führung des Ventilkolbens benötigt wird, an dem sich eine Feder abstützt. Die Feder liegt im Strömungsweg der Druckmitteldurchgänge, wodurch ein unerwünschter hydraulischer Widerstand verursacht wird. Der Ventilkolben ist überdies hydraulisch nicht druckausgeglichen.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen und funktionssicheren Mitteln zu gestalten, das die genannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetventil der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus einer Figurenbeschreibung hervor.
Die Fig. 1 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromagnetventils 15 in einer Schnittdarstellung. Das Elektromagnetventil 15 weist ein in Patronenbauweise ausgeführtes, in einen blockförmigen Aufnahmekörper 23 eingepreßtes Ventilgehäuse 9 auf, in dem ein an einem Magnetanker 11 angebrachtes Ventilschließglied 8 geführt wird. Unterhalb des Ventilschließglieds 8 befindet sich ein gleichfalls axial im Ventilgehäuse 9 beweglicher Ventilkolben 7, der von einem koaxial zum Ventilschließglied 8 gelegenen, einen blendenförmigen Querschnitt aufweisenden Druckmitteldurchlaß 3 durchdrungen ist. Der Druckmitteldurchlaß 3 wird von dem kugelförmigen Ventilschließglied 8 in der elektromagnetisch nicht erregten Stellung des Ventils unter Wirkung einer Druckfeder 12 verschlossen. Gleichfalls wird unter der Wirkung der Druckfeder 12 mittelbar über den Magnetanker 11 auf das Ventilschließglied 8 ein weiterer, zwischen dem Ventilkolben 7 und einem Ventilsitz 18 im Ventilgehäuse 9 angeordneter Druckmitteldurchlaß 4, der einen vergleichsweise groß gewähltem Querschnitt aufweist, in der Grundstellung des Elektromagnetventils 15 vom Ventilkolben 7 verschlossen. Seitlich als auch unterhalb des Ventilkolbens 7 münden in das Ventilgehäuse 9 Druckmittelkanäle 1, 2 ein, die gemäß der abbildungsgemäßen Darstellung in der Grundstellung des Elektromagnetventils 15 hydraulisch voneinander getrennt sind. Über einen Bypasskanal 24 im Ventilkolben 7 gelangt der am Druckmittelkanal 1 anstehende Flüssigkeitsdruck des Bremsdruckgebers 6 in den zwischen dem Magnetanker 11 und dem Magnetkern 13 gelegenen Magnetankerraum 14, so daß vorteilhaft für die Betätigung des Ventilkolbens 7 in der geschlossenen Ventilstellung beiderseits des Ventilkolbens 7 gleiche hydraulische Drücke wirksam sind.
Der Ventilkolben 7 verharrt sowohl in einem radschlupffreien Bremsen- als auch im Bremslösebetrieb in einer die beiden Druckmitteldurchlässe 3, 4 verschließenden Schaltstellung. Bei einem zur Fahrstabilitätsregelung des Kraftfahrzeugs notwendigen automatischen Bremseneingriffs oder zwecks Regelung eines Antriebsschlupfes gibt der Ventilkolben 7 infolge einer elektromagnetischen Erregung des Magnetankers 11 den drosselfreien Druckmitteldurchlaß 4 frei, sobald der blendenbehaftete Druckmitteldurchlaß 3 vom Ventilschließglied 8 freigegeben ist. Abweichend von der Darstellung nach Fig. 1 besteht dann in der offenen Ventilschaltstellung zunächst eine Verbindung des am Druckmittelkanal 1 angeschlossenen Bremsdruckgebers 6 über den Bypasskanal 24 im Ventilkolben 7 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 5, die am Druckmittelkanal 2 angeschlossen ist, da der blendenförmige Druckmitteldurchlaß 3 im Ventilkolben 7 vom Ventilschließglied 8 freigegeben ist. Über den Öffnungsquerschnitt im Bereich des blendenförmigen Druckmitteldurchlasses 3 wird zu Beginn der Ventilbetätigung eine Druckmittelversorgung der Hochdruckpumpe 5 sichergestellt.
Gemäß der baulichen Ausführung des Elektromagnetventils ist sichergestellt, daß der Ventilkolben 7 nur dann den weiteren, drosselfreien Druckmitteldurchlaß 4 am großen Ventilsitz 18 freigibt, wenn einerseits der in Ventilschließrichtung am Ventilkolben 7 wirkende hydraulische Druck kleiner ist als der Druck einer Feder 10, die den Ventilkolben 7 in die drosselfreie Ventilöffnungsrichtung betätigt und wenn andererseits durch elektromagnetische Erregung des Ventils der Ventilschließglied 8 von dem kleinen Ventilsitz am Ventilkolben 7 abgehoben ist, so daß der gedrosselte Druckmitteldurchlaß 3 im Ventilkolben 7 freigegeben ist. Der Ventilkolben 7 kann sich sodann gegenüber dem Ventilschließglied 8 zur Freigabe des drosselfreien Druckmittelkanals 4 axial nach oben, in Richtung des angehobenen Magnetankers 11 bewegen.
Folglich ist bei großer hydraulischer Druckdifferenz zwischen den Druckmittelkanälen 1, 2 am Ventilkolben 7 nur der blendenförmige Druckmitteldurchlaß 3 geöffnet und bei kleiner Druckdifferenz gibt zusätzlich der Ventilkolben 7 federkraftunter-stützt den relativ großen, drosselfreien Druckmitteldurchlaß 4 frei.
In einer Antiblockierregelung des Bremssystems trennt hingegen das nicht erregte Elektromagnetventil 15 die Pumpensaugseite vollständig vom Bremsdruckgeber 6, indem durch die am Magnetanker 11 anliegende Druckfeder 12 der Ventilschließglied 8 mit seinem Ventilschließglied den blendenförmigen Druckmitteldurchlaß 3 im Ventilkolben 7 verschließt, womit zwangsläufig auch der Ventilkolben 7 auf den großen Ventilsitz 18 gedrückt wird, der den großen Strömungsquerschnitt zwischen den beiden Druckmittelkanälen 1, 2 verschließt.
Soweit nicht bereits auf alle konstruktiven Details hingewiesen wurde, soll hierzu noch eine Erläuterung folgen. Das Ventilgehäuse 9 ist vorzugsweise als Drehteil ausgeführt, in dem der Magnetanker 11 mit dem Ventilschließglied 8 abschnittsweise geführt ist. Zwischen dem Magnetanker 11 und dem Hülsenabschnitt am Ventilgehäuse 9, der von dem stopfenförmigen Magnetkern 13 verschlossen ist, befindet sich die eingangs erwähnte Druckfeder 12 in einer Sackbohrung des Magnetankers 11 geführt, die sich auf den Magnetkern 13 erstreckt. Der Ventilkolben 7 ist gleichfalls als Drehteil hülsenförmig gestaltet und im Ventilgehäuse 9 zentriert.
Alle vorbeschriebenen Teile befinden sich in einer rotationssymmetrischen Ausrichtung zur Ventillängsachse. Der oberhalb des großen Ventilsitzes 18 angeordnete Druckmittelkanal 2 durchdringt rechtwinklig das hülsenförmige Ventilgehäuse 9, so daß zwischen dem blockförmigen Aufnahmekörper 23 und dem Ventilgehäuse 9 ein Ringkanal zum Anschluß des Druckkanals 2 an die Saugseite der Hochdruckpumpe 5 vorgesehen ist.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Ventilkolben 7 hydraulisch druckausgeglichen ist, wozu er von einem Bypasskanal 24 vertikal durchdrungen und außerdem druckmitteldicht im Ventilgehäuse 9 geführt ist. In der geschlossenen Grundstellung des Elektromagnetventils besteht lediglich eine hydraulische Verbindung eines am ersten Druckmittelkanal 1 angeschlossenen Bremsdruckgebers 6 mit dem Magnetankerraum 14. Der an der Saugseite der Hochdruckpumpe 5angeschlossene zweite Druckmittelkanal 2 bleibt durch den vom Ventilschließglied 8 verschlossenen Druckmitteldurchlass 3 vom Magnetankerraum 14 und damit vom Bremsdruckgeber 6 solange abgetrennt, bis infolge elektromagnetischer Erregung das Ventilschließglied 8 vom Ventilkolben 7 abgehoben ist. Zur druckmitteldichten Anordnung des Ventilkolbens 7 im Ventilgehäuse 9 ist zwischen dem Ventilkolben 7 und dem Ventilgehäuse 9 eine Ringdichtung 17 angeordnet. Die Stirnflächen des Ventilkolbens 7 sind in der geschlossenen Grundstellung des Elektromagnetventils hydraulisch druckausgeglichen.
Die Bypassbohrung 24 erstreckt sich durch eine Sackbohrung 17 des Ventilkolbens 7 in Richtung des Magnetankerraums 14. Die Bypassbohrung 24 ist neben dem gedrosselten Druckmitteldurchlaß 3 angeordnet, der mittig in die dem Ventilschließglied 8 zugewandte Stirnfläche des Ventilkolben 7 einmündet und der seitlich aus der Mantelfläche des Ventilkolbens 7 in Richtung des zweiten Druckmittelkanals 2 herausgeführt ist.
Zwischen dem hülsenförmigen Anschlag 16 und dem Ventilgehäuse 9 ist ein Ventilsitz 18 angeordnet, auf dem der Ventilkolben 7 anliegt. Der Ventilkolben 7 ist mit der Feder 10 durch eine Öffnung des Ventilgehäuse 9 eingeführt, in die der Ventilsitz 18, der Anschlag 16 und der erste Druckmittelkanal 1 eingebracht sind. Bezugszeichenliste 1 Druckmittelkanal
2 Druckmittelkanal
3 Druckmitteldurchlaß
4 Druckmitteldurchlaß
5 Hochdruckpumpe
6 Bremsdruckgeber
7 Ventilkolben
8 Ventilschließglied
9 Ventilgehäuse
10 Druckfeder
11 Magnetanker
12 Magnetankerrückstellfeder
13 Magnetkern
14 Magnetankerraum
15 Elektromagnetventil
16 Anschlag
17 Sackbohrung
18 Ventilsitz
23 Aufnahmekörper
24 Bypasskanal

Claims

1. Elektromagnetventil für Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilschließglied, das mit einem Magnetanker verbunden ist, mit einem axial im Ventilgehäuse beweglichen Ventilkolben, der einen blendenförmigen Druckmitteldurchlaß aufweist, der von dem Ventilschließglied verschlossen oder geöffnet wird, mit einem zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse angeordneten weiteren drosselfreien Druckmitteldurchlaß, der vom Ventilkolben verschlossen oder geöffnet wird, mit in das Ventilgehäuse einmündende erste und zweite Druckmittelkanäle, die in der Grundstellung des Elektromagnetventils infolge der beiden verschlossen Druckmitteldurchlässe voneinander getrennt sind, wobei der Ventilkolben nur dann den drosselfreien Druckmitteldurchlaß freigibt, wenn einerseits der in Ventilschließrichtung am Ventilkolben wirkende hydraulische Druck kleiner ist als der Druck einer am Ventilkolben angebrachten Feder, die in der Öffnungsrichtung des Ventilkolbens wirksam ist und wenn andererseits durch elektromagnetische Erregung des Ventils das Ventilschließglied den blendenförmigen Druckmitteldurchlaß im Ventilkolben freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (7) von einem Bypasskanal (24) durchdrungen und druckmitteldicht im Ventilgehäuse (9) geführt ist, wobei durch den Bypasskanal (24) in der geschlossenen Grundstellung des Elektromagnetventils eine hydraulische Verbindung eines am ersten Druckmittelkanal (1) angeschlossenen Bremsdruckgebers (6) mit einem den Magnetanker (11) aufweisenden Magnetankerraum (14) hergestellt ist, und dass der Magnetankerraum (14) infolge des im Ventilkolben (7) verschlossenen blendenförmigen Druckmitteldurchlasses (3) vom drosselfreien Druckmittelkanal (2) getrennt ist, welcher mit der Saugseite einer Hochdruckpumpe (5) verbunden ist.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur druckmitteldichten Anordnung des Ventilkolbens (7) im Ventilgehäuse (9) zwischen dem Ventilkolben (7) und dem Ventilgehäuse (9) eine Ringdichtung (17) angeordnet ist.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Ventilkolbens (7) in der geschlossenen Grundstellung des Elektromagnetventils hydraulisch druckausgeglichen sind.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der vom Ventilschließglied (8) abgewandten Stirnseite des Ventilkolbens (7) die Feder (10) angeordnet ist, die sich mit ihrem vom Ventilkolben (7) abgewandten Federende auf einem hülsenförmigen Anschlag (16) abstützt, der vom ersten Druckmittelkanal (1) durchdrungen ist.

5. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (7) im Bereich der Feder (10) eine Sackbohrung aufweist, in der die Feder (10) entlang ihrem Außenumfang abschnittsweise geführt ist.

6. Elektromagnetventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bypassbohrung (24) durch die Sackbohrung (17) des Ventilkolbens (7) in Richtung des Magnetankerraums (14) erstreckt.

7. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassbohrung (24) neben dem gedrosselten Druckmitteldurchlaß (3) im Ventilkolben (7) angeordnet ist, der mittig in die dem Ventilschließglied (8) zugewandte Stirnfläche des Ventilkolbens (7) einmündet und seitlich aus der Mantelfläche des Ventilkolbens (7) in Richtung des zweiten Druckmittelkanals (2) herausgeführt ist.

8. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem hülsenförmigen Anschlag (16) und dem Ventilgehäuse (9) ein Ventilsitz (18) angeordnet ist, auf dem der Ventilkolben (7) in der Ventilschließstellung anliegt.

9. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (7) axialbeweglich mit der Feder (10) durch eine Öffnung des Ventilgehäuses (9) eingeführt ist, in die der Ventilsitz (18) und der Anschlag (16) eingepresst sind und die vom ersten Druckmittelkanal (1) koaxial durchdrungen sind.