DE19518333A1

DE19518333A1 - Electromagnetic valve device, pref. for pressure medium in motor vehicle braking system

Info

Publication number: DE19518333A1
Application number: DE19518333A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gegalski; Dieter Voges
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2015-05-19
Also published as: KR19990014870A; DE19518333B4

Abstract

The device has an electromagnet arrangement coupled to a valve closure device which can be brought into several positions (I-IV) and a housing with four connections (32,34,36,38). In a first position (I) the first (32) and second (34) connections are connected together and the third (36) and fourth (38) are closed. In a second position (II) the four connections are closed. In a third position (III) the first and second connections are closed and the third and fourth are connected. In a fourth position (IV) the first and third connections are connected together and the second and fourth are closed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ven tilanordnung, vorzugsweise für ein Druckmedium eines Fahrzeug bremssystems, mit einer Elektromagnetanordnung, die mit einer in mehrere Stellungen bringbaren Ventilschließeinrichtung ge koppelt ist, einem Gehäuse mit einem ersten, einem zweiten, ei nem dritten und einem vierten Anschluß.The present invention relates to an electromagnetic ven tilanordnung, preferably for a pressure medium of a vehicle braking system, with an electromagnet arrangement, with a valve closing device which can be brought into several positions is coupled, a housing with a first, a second, egg a third and a fourth connection.

Ventilanordnungen dieser Art gibt es im Stand der Technik in den unterschiedlichsten Ausführungsformen.Valve arrangements of this type exist in the prior art in the most diverse embodiments.

Allerdings haben bekannte Ventilanordnungen dieser Art den Nachteil, daß manche Kombinationen von Verbindungen bzw. Unter brechungen zwischen den vier Anschlüssen nur schwierig her stellbar sind. Insbesondere ist eine explizite und von mehreren Stellungen aus erreichbare Sperrstellung, in der alle Anschlüs se gegeneinander abgesperrt sind, nur mit großem konstruktiven Aufwand erreichbar.However, known valve arrangements of this type have the Disadvantage that some combinations of compounds or sub breaks between the four connections are difficult are adjustable. In particular, one is explicit and of several Positions from accessible blocking position in which all connections se locked against each other, only with great constructive Effort attainable.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit geringem baulichen Aufwand die vorstehend erläuterten Nachteile behoben sind.The present invention is therefore based on the object a valve arrangement of the type mentioned above improve that with little construction the above Disadvantages explained are eliminated.

Dazu ist die Ventilanordnung der eingangs genannten Art dahin gehend weitergebildet, daß in einer ersten Stellung der erste Anschluß und der zweite Anschluß miteinander verbunden sind, und der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind, in einer zweiten Stellung der erste Anschluß, der zweite An schluß, der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind, in einer dritten Stellung der erste Anschluß und der zweite Anschluß gesperrt sind, und der dritte Anschluß und der vierte Anschluß miteinander verbunden sind, und in einer vier ten Stellung der erste Anschluß und der dritte Anschluß mitein ander verbunden sind, und der zweite Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind.For this purpose, the valve arrangement of the type mentioned at the beginning is gone further developed that in a first position the first Connection and the second connection are connected to one another, and the third connection and the fourth connection are blocked, in a second position the first connection, the second on conclusion, the third connection and the fourth connection blocked are in a third position the first connection and the second connection are blocked, and the third connection and the fourth connector are connected together, and in a four the first port and the third port are connected, and the second port and the fourth Are blocked.

Damit kann nach einem Druckaufbau bei einfacher Ansteuerung ei ne definierte Druckhaltephase realisiert werden, was bei der Verwendung derartiger Ventilanordnungen in z. B. hydraulischen Roboter-Aktuatoren, Fahrzeugbremsanlagen oder dergl. notwendig sein kann. Insbesondere erfolgt der Eintritt in die Druckhalte phase übergangsfrei; es wird also kein Druckmedium in einen Me dium-Speicher abgegeben, so daß der aufgebaute Druck vollstän dig gehalten wird.This allows ei after a pressure build-up with simple control ne defined pressure maintenance phase can be realized, which in the Use of such valve arrangements in e.g. B. hydraulic Robot actuators, vehicle brake systems or the like are necessary can be. In particular, the pressure hold occurs phase without transition; so there is no pressure medium in a me Dium memory released so that the pressure built up completely dig is held.

Dem ersten Ventilglied ist bevorzugt eine Druckverringerungs stufe zugeordnet, die in dem Druckmedium herrschenden Druck zwischen zumindest zwei Auslässen reduziert. Damit ist eine stufenlose Variation des Druckaufbaugradienten möglich, ohne daß die Ventilanordnung einen Schaltvorgang ausführt. Die Ven tilanordnung schaltet nach einer Druckhaltephase erst wieder bei einem Druckabbau.The first valve member is preferably a pressure reduction stage assigned, the pressure prevailing in the pressure medium reduced between at least two outlets. So that's one stepless variation of the pressure build-up gradient possible without that the valve assembly performs a switching operation. The Ven valve arrangement only switches again after a pressure maintenance phase with a pressure reduction.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Ven tilschließeinrichtung ein mit einem Anker der Elektromagne tanordnung gekoppeltes erstes Ventilglied, wobei die Ventil schließeinrichtung entweder einteilig ist, oder ein zweites Ventilglied und eine mit einem Anker der Elektromagnetanordnung gekoppelte Betätigungseinrichtung für das zweite Ventilglied aufweist. Die einteilige Ausgestaltung der Ventilschließein richtung ist insofern vorteilhaft, als sie sie mit sehr wenigen Bauteilen realisiert werden kann.In a preferred embodiment of the invention, the Ven Locking device with an electromagnet anchor t coupled first valve member, the valve locking device is either in one piece, or a second Valve member and one with an armature of the electromagnet arrangement coupled actuator for the second valve member having. The one-piece design of the valve closure direction is advantageous in that you can use it with very few Components can be realized.

Bei der zweiteiligen Ausgestaltung der Ventilschließeinrichtung können die beiden Ventilglieder koaxial und an entgegengesetz ten Enden des Ankers der Elektromagnetanordnung angeordnet sein. Um eine Strömung des Druckmediums an dem Anker vorbei von dem ersten Ventilglied zu dem zweiten Ventilglied zu ermögli chen, weist der Anker vorzugsweise Kanäle an seiner Außenseite in Form von Nuten oder Längsbohrungen auf, durch die das Druck medium strömen kann.In the two-part design of the valve closing device can the two valve members coaxial and opposite th ends of the armature of the electromagnet assembly arranged his. To flow the pressure medium past the armature to allow the first valve member to the second valve member Chen, the anchor preferably has channels on its outside in the form of grooves or longitudinal holes through which the pressure medium can flow.

Dabei ist das erste Ventilglied durch eine erste Federanordnung gegen den Anker der Elektromagnetanordnung vorgespannt und das zweite Ventilglied ist durch eine zweite Federanordnung gegen einen Ventilsitz vorgespannt.The first valve member is a first spring arrangement biased against the armature of the electromagnet assembly and that second valve member is opposed by a second spring arrangement biased a valve seat.

Außerdem ist der Anker der Elektromagnetanordnung durch eine dritte Federanordnung entgegen der Betätigungsrichtung (B) des ersten Ventilgliedes vorgespannt.In addition, the armature of the electromagnet arrangement is by a third spring arrangement against the direction of actuation (B) of the biased first valve member.

Diese dritte Federanordnung ist einerseits gegen das Gehäuse oder den Ventilsitz und andererseits gegen den Anker abge stützt.This third spring arrangement is on the one hand against the housing or the valve seat and abge against the armature supports.

Zumindest das erste Ventilglied weist einen Kanal auf, der in Abhängigkeit von der Stellung des Ventilgliedes über Durchlässe mit einem oder mehreren der ersten, zweiten, dritten, oder vierten Anschlüsse verbindbar oder von diesen trennbar ist. Das zweite Ventilglied kann als Kugelventil realisiert sein.At least the first valve member has a channel that in Dependence on the position of the valve member via passages with one or more of the first, second, third, or fourth connections can be connected or separated from them. The second valve member can be realized as a ball valve.

Vorzugsweise ist die Druckverringerungsstufe in dem Kanal aus gebildet, und weist eine Blende mit einer vorbestimmbaren Durchlaßöffnung für das Druckmedium auf. Durch entsprechende Dimensionierung der Stufenbohrung bzw. der Blende kann eine ho he Dynamik beim Druckaufbau erreicht werden.Preferably, the pressure reduction stage in the channel is off formed, and has an aperture with a predetermined Passage opening for the pressure medium. By appropriate Dimensioning the stepped bore or the aperture can be a ho he dynamic of pressure build-up can be achieved.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind die erste Federanordnung und die dritte Federanordnung in entgegengesetz ten Richtungen gegen den Anker der Elektromagnetanordnung vor gespannt. Dabei weist vorzugsweise die erste Federanordnung ei ne Vorspannkraft auf, die kleiner ist als die Vorspannkraft der dritten Federanordnung. Damit kann auch durch geeignete Auswahl und Zusammenspiel der durch die Elektromagnetanordnung hervor gerufenen Kräfte, dem Druck des Druckmediums und der ansonsten festgelegten Dimensionierungen der Ventilanordnung die Umschal tung aus einer Stellung in eine andere Stellung beeinflußt wer den. In preferred embodiments of the invention, the first are Spring arrangement and the third spring arrangement in opposite directions against the armature of the electromagnet arrangement curious; excited. The first spring arrangement preferably has an egg ne preload that is less than the preload of the third spring arrangement. This can also be done through appropriate selection and interaction of the electromagnet arrangement called forces, the pressure of the pressure medium and the other specified dimensions of the valve arrangement the Umschal who is influenced from one position to another the.

Insbesondere ist bei einer Betätigung der Elektromagnetanord nung, um die Ventilschließeinrichtung aus der ersten Stellung, in der die Elektromagnetanordnung unbetätigt ist, in eine ande re Stellung zu bringen, in der die Elektromagnetanordnung betä tigt ist, die dritte Federanordnung durch die Magnetkraft der Elektromagnetanordnung, die Federkraft der ersten Federanord nung und eine aus einer ggf. vorhandenen Druckdifferenz an der Druckverringerungsstufe resultierenden Kraft komprimierbar.In particular, the electromagnet arrangement is actuated to the valve closing device from the first position, in which the electromagnet arrangement is not actuated, in another to bring re position in which the solenoid actuated is the third spring arrangement by the magnetic force of the Electromagnet arrangement, the spring force of the first spring arrangement voltage and one from a possibly existing pressure difference at the Pressure reduction level resulting compressible force.

Insbesondere wenn die Elektromagnetanordnung einen Proportiona lelektromagneten aufweist, der durch Beaufschlagung mit Strom unterschiedlicher Stärke die Ventilschließeinrichtung in unter schiedliche Stellungen bringt, kann jeder beliebige (nur durch die Stufenbohrung bzw. die Blende begrenzte) Druckaufbaugra dient realisiert werden.Especially if the electromagnet arrangement has a Proportiona l electromagnet, which is caused by the application of current different strength the valve closing device in below any position (only through the stepped bore or the orifice limited) pressure build-up serves to be realized.

Vorzugsweise ist in einer betätigten Stellung, in der die Ven tilschließeinrichtung aus der unbetätigten Stellung maximal ausgelenkt ist, die Federkraft der ersten Federanordnung größer oder gleich Null.Preferably in an actuated position in which the Ven maximum locking device from the unactuated position is deflected, the spring force of the first spring arrangement is greater or zero.

Bei einer für bestimmte Anwendungen besonders geeigneten Aus führungsform der elektromagnetischen Ventilanordnung ist in dem ersten Ventilglied der den ersten Anschluß mit dem Kanal ver bindende bzw. trennende Ringkanal so ausrichtbar, daß sich bei einer vorhandenen Druckdifferenz an der Druckverringerungsstufe eine bestimmte Durchtrittsfläche für Druckmedium in den Ringka nal einstellt.With a particularly suitable for certain applications leadership form of the electromagnetic valve assembly is in the first valve member ver ver the first connection with the channel binding or separating ring channel can be aligned so that at an existing pressure difference at the pressure reduction stage a certain passage area for pressure medium in the ringka nal sets.

Weiterhin kann in Abhängigkeit von dem Strom durch die Elektro magnetanordnung die Strömung des Druckmediums an der Druckver ringerungsstufe so veränderbar sein, daß sich bei einem niedri gem Strom durch die Elektromagnetanordnung ein hoher Druckauf baugradient und bei einem hohen Strom durch die Elektromagne tanordnung ein niedriger Druckaufbaugradient an dem der Druck verringerungsstufe stromabwärts zugeordneten Auslaß einstellt. Furthermore, depending on the current through the electrical magnet arrangement the flow of the pressure medium at the Druckver Ringing level can be changed so that at a low a high pressure in accordance with the current through the electromagnet arrangement construction gradient and with a high current through the electromagnetic t arrangement a low pressure build-up gradient at which the pressure reduction level adjusts downstream outlet.

Die Erfindung betrifft auch mit besonderem Vorteil eine Fahr zeugbremsanlage mit einer derartigen elektromagnetischen Ven tilanordnung, wobei die Fahrzeugbremsanlage einen über ein Bremspedal betätigbaren Bremskraftverstärker hat, der auf einen Hauptbremszylinder wirkt, eine Pumpenanordnung ein für Druckme dium, der ein Speicher für das Druckmedium zugeordnet ist, so wie wenigstens eine Bremsvorrichtung. Dabei ist der erste An schluß der Ventilanordnung mit dem Hauptbremszylinder verbun den, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung sind mit der Bremsvorrichtung verbunden, und der vierte An schluß der Ventilanordnung ist mit dem Druckspeicher verbunden.The invention also relates to driving with particular advantage brake system with such an electromagnetic Ven tilanordnung, wherein the vehicle brake system one over Brake pedal actuated brake booster has one Brake master cylinder acts, a pump arrangement for Druckme dium, which is assigned a memory for the print medium, so like at least one braking device. The first is Close the valve assembly with the master cylinder the, the second and the third connection of the valve arrangement are connected to the braking device, and the fourth type circuit of the valve assembly is connected to the pressure accumulator.

Außerdem betrifft die Erfindung auch ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagnetischen Ventilanordnung, wie sie vorste hend beschrieben ist, einem über ein Bremspedal betätigbaren Bremskraftverstärker, der auf einen Hauptbremszylinder wirkt, einer Pumpenanordnung für Druckmedium, der ein Speicher für das Druckmedium zugeordnet ist, sowie wenigstens einer Bremsvor richtung, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschluß der Ventilanordnung mit dem Hauptbremszylinder verbunden ist, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung mit der Bremsvorrichtung verbunden sind, und der vierte Anschluß der Ventilanordnung mit dem Druckspeicher und/oder der Pumpenanord nung verbunden ist.The invention also relates to a vehicle brake system with an electromagnetic valve arrangement as the first hend is described, an actuated via a brake pedal Brake booster acting on a master brake cylinder a pump arrangement for pressure medium, which is a memory for the Pressure medium is assigned, as well as at least one Bremsvor direction, characterized in that the first connection of the Valve arrangement is connected to the master cylinder, the second and third connection of the valve arrangement with the Brake device are connected, and the fourth connector of the Valve arrangement with the pressure accumulator and / or the pump arrangement connected.

In einer weiteren Ausführungsform der elektromagnetische Venti lanordnung ist die Ventilschließeinrichtung in eine fünfte Stellung bringbar, und das Gehäuse weist einen fünften Anschluß auf, wobei in der fünften Stellung der zweite Anschluß und der fünfte Anschluß miteinander in Strömungsverbindung stehen, und der erste Anschluß, der dritte Anschluß und der vierte Anschluß gesperrt sind.In a further embodiment, the electromagnetic valve The valve closing device is arranged in a fifth arrangement Positionable, and the housing has a fifth connection on, in the fifth position the second connection and the fifth connection are in flow connection with one another, and the first port, the third port and the fourth port are locked.

Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform der ektromagneti sche Ventilanordnung der fünfte Anschluß in den anderen Stel lungen gesperrt.In this embodiment, the electromagneti is preferred cal valve arrangement the fifth port in the other position lungs locked.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagnetischen Ventilanordnung wie sie vorstehend beschrieben ist, einer Sensoreinrichtung zum Erfassen von an einem Bremspedal auftretenden statischen und dynamischen Zu ständen, mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Erzeu gung von Steuersignalen für die elektromagnetische Ventilanord nungin Abhängigkeit von den an dem Bremspedal auftretenden sta tischen und dynamischen Zuständen, einer unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle, einem Reservoir für Druckme dium, sowie wenigstens einer Bremsvorrichtung dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Anschluß der Ventilanordnung mit der unter Druck stehendes Hydraulikfluid liefernden Quelle verbun den ist, der zweite und der dritte Anschluß der Ventilanordnung mit der Bremsvorrichtung verbunden sind, und der vierte und fünfte Anschluß der Ventilanordnung mit dem Reservoir verbunden sind.Finally, the invention relates to a vehicle brake system an electromagnetic valve arrangement as described above is described, a sensor device for detecting an a static and dynamic closed brake pedal stands, with an electronic control device for generation control signals for the electromagnetic valve arrangement depending on the sta on the brake pedal table and dynamic conditions, one under pressure Hydraulic fluid supply source, a reservoir for Druckme dium, and at least one braking device characterized thereby records that the first connection of the valve assembly with the connected source supplying hydraulic fluid under pressure that is, the second and the third connection of the valve arrangement are connected to the braking device, and the fourth and fifth connection of the valve arrangement connected to the reservoir are.

Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung wer den anhand der beigefügten Zeichnungen nachstehend erläutert.Further advantages, properties and features of the invention who explained below with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer elektromagneti schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt. Fig. 1 shows a first embodiment of an electromagnetic valve's rule in a schematic longitudinal section.

Fig. 2a bis 2d zeigen die unterschiedlichen Stellungen der elektromagnetischen Ventileinrichtung aus Fig. 1. FIGS. 2a to 2d show the different positions of the electromagnetic valve means in FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der elektromagneti schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt. Fig. 3 shows a second embodiment of the electromagnetic valve's rule in a schematic longitudinal section.

Fig. 4 zeigt ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagneti schen Ventilanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 3. FIG. 4 shows a vehicle brake system with an electromagnetic valve arrangement according to FIG. 1 or FIG. 3.

Fig. 5 zeigt das Ablaufdiagramm einer Antiblockierregelung in Abhängigkeit von der Betätigung der elektromagnetischen Ventil anordnung, der Betätigung des Pumpenmotors und den daraus re sultierenden Bremsdruck an der Radbremse. Fig. 5 shows the flow diagram of an anti-lock control depending on the actuation of the electromagnetic valve arrangement, the actuation of the pump motor and the resulting brake pressure on the wheel brake.

Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der elektromagneti schen Ventilanordnung in einem schematischen Längsschnitt. Fig. 6 shows a third embodiment of the electromagnetic valve's rule in a schematic longitudinal section.

Fig. 7 zeigt ein Fahrzeugbremssystem mit einer elektromagneti schen Ventilanordnung gemäß Fig. 6. FIG. 7 shows a vehicle brake system with an electromagnetic valve arrangement according to FIG. 6.

Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete elektromagneti sche Ventilanordnung, die eine aus einer zylindrischen Spule 12 und einen im Inneren der Spule 12 geführten Anker 14 aufweist. Der Anker 14 ist längs der Mittelachse A bei Beaufschlagung der Spule 12 mit Strom über die Leitung 16 durch eine (nicht ge zeigte) elektronische Ansteuervorrichtung verschiebbar. Vor zugsweise handelt es sich dabei-um eine Proportional- Elektromagnetanordnung, bei der die Auslenkung des Ankers 14 in Abhängigkeit von dem eingespeisten Strom erfolgt. Koaxial mit dem Anker 14 ist dieser mit einem ersten Ventilglied 18 und ei ner stiftförmigen Betätigungseinrichtung 20 für ein zweites Ventilglied 22 gekoppelt. Fig. 1 shows a generally designated 10 electromagnetic cal valve assembly, which has a made of a cylindrical coil 12 and an inside of the coil 12 armature 14 . The armature 14 can be moved along the central axis A when the coil 12 is supplied with current via the line 16 by an (not shown) electronic control device. It is preferably a proportional electromagnet arrangement in which the armature 14 is deflected as a function of the current fed in. Coaxial with the armature 14, it is coupled to a first valve member 18 and a pin-shaped actuating device 20 for a second valve member 22 .

Das erste Ventilglied 18 ist in einer zylindrischen Bohrung 28 in einem Gehäuse 30 aufgenommen und hat die Form einer rohrför migen Hülse, die einen zur Längsachse A koaxial verlaufenden Kanal 24 aufweist. Am Umfang des Ventilglieds 18 sind ein er ster, zweiter und dritter umlaufender Ringkanal 18d, 18e, 18f ausgeformt, wobei von dem zweiten und dritten Ringkanal 18e, 18f ein erster und zweiter radialer Durchlaß 18a, 18b zu dem Kanal 24 führen. Durch eine erste Federanordnung in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 26 ist das erste Ventilglied 18 gegen den Anker 14 axial vorgespannt. Dazu weist der Kanal 24 an seinem von dem Anker 14 abliegenden Ende einen sich radial erweiternden Absatz 24a auf, an dem sich die Schraubenfeder 26 unter Vorspannung abstützt.The first valve member 18 is received in a cylindrical bore 28 in a housing 30 and has the shape of a rohrför shaped sleeve having a channel 24 extending coaxially to the longitudinal axis A. On the circumference of the valve member 18 , a first, second and third circumferential annular channel 18 d, 18 e, 18 f are formed, with the second and third annular channel 18 e, 18 f, a first and second radial passage 18 a, 18 b to the Channel 24 . The first valve member 18 is axially biased against the armature 14 by a first spring arrangement in the form of a cylindrical helical spring 26 . For this purpose, the channel 24 has at its end remote from the armature 14 a radially widening shoulder 24 a, on which the coil spring 26 is supported under prestress.

Das Gehäuse 30 weist darüber hinaus einen ersten Anschluß 32, einen zweiten Anschluß 34, einen dritten Anschluß 36 sowie ei nen vierten Anschluß 38 auf. Durch die Anschlüsse 32 . . . 38 kann ein vorzugsweise hydraulisches Druckmedium zu der elektro magnetischen Ventilanordnung 10 hingeführt oder abgeführt wer den. Dazu ist der erste Anschlüsse 32 dem dritten Ringkanal 18f, der zweite Anschluß 34 dem zweiten Ringkanal 18e sowie der dritte Anschluß 36 dem dritten Ringkanal 18d zugeordnet. The housing 30 also has a first connection 32 , a second connection 34 , a third connection 36 and a fourth connection 38 . Through the connections 32 . . . 38 , a preferably hydraulic pressure medium is guided to or removed from the electromagnetic valve arrangement 10 . For this purpose, the first connection 32 is assigned to the third ring channel 18 f, the second connection 34 to the second ring channel 18 e and the third connection 36 to the third ring channel 18 d.

Das zweite Ventilglied ist durch eine Kugel 22 gebildet, die über einen Kugelkäfig 42 durch eine zweite Federanordnung in Form einer zylindrischen Schraubenfeder 44 gegen einen Ventil sitz 46 abgestützt ist. Dieser Ventilsitz 46 ist durch eine Hülse gebildet, die in einer sich koaxial zu der Achse A er streckenden zylindrischen Bohrung 48 im Preßsitz aufgenommen ist. Die Hülse weist einen Durchlaß 46a auf, durch den das Druckmedium bei geöffneter Stellung zu dem vierten Anschluß 38 strömen kann.The second valve member is formed by a ball 22 which is supported against a valve seat 46 via a ball cage 42 by a second spring arrangement in the form of a cylindrical coil spring 44 . This valve seat 46 is formed by a sleeve which is received in a coaxial to the axis A he extending cylindrical bore 48 in a press fit. The sleeve has a passage 46 a through which the pressure medium can flow to the fourth port 38 in the open position.

Die mit dem Anker 14 verbundene Betätigungseinrichtung 20 weist an ihrem vorderen Ende eine stiftförmige Verjüngung 20a auf, deren Durchmesser so bemessen ist, daß unter Ausbildung eines Ringspaltes mit der Wandung des Durchlasses 46a die Kugel 22 von dem Ventilsitz 46 gegen die Kraft der Feder 44 abgehoben werden kann.The actuator 20 connected to the armature 14 has at its front end a pin-shaped taper 20 a, the diameter of which is such that, with the formation of an annular gap with the wall of the passage 46 a, the ball 22 of the valve seat 46 against the force of the spring 44 can be lifted off.

Die Betätigungseinrichtung 20 umgebend ist eine dritte Federan ordnung in Form einer Schraubenfeder 50 zwischen dem hülsenför migen Ventilsitz 46 und dem Anker 14 unter Vorspannung angeord net, so daß der Anker 14 gegen die Betätigungsrichtung des er sten Ventilgliedes 18 vorgespannt ist. Dies wird dadurch er reicht, daß die Vorspannkraft der dritten Feder 50 größer als die Vorspannkraft der ersten Feder 26 ist.The actuator 20 surrounding is a third Federan arrangement in the form of a coil spring 50 between the hülsenför shaped valve seat 46 and the armature 14 under prestressed net, so that the armature 14 is biased against the direction of actuation of the most valve member 18 . This is because he is sufficient that the biasing force of the third spring 50 is greater than the biasing force of the first spring 26 .

Der Kanal 24 in dem ersten Ventilglied 18 weist an seinem dem Anker 14 zugewandten Ende eine stufenförmige Erweiterung 54 auf, in der eine Blende 52 mit einer vorbestimmbaren Durchlaß öffnung für das Druckmedium angeordnet ist.The channel 24 in the first valve member 18 has at its end facing the armature 14 a step-shaped extension 54 , in which a diaphragm 52 is arranged with a predeterminable passage opening for the pressure medium.

An seinem dem Anker 14 zugewandten stirnseitigen Ende 18′ weist das erste Ventilglied 18 von dem Kanal 24 radial nach außen ge hende Durchlässe auf, so daß Druckmedium aus dem Kanal 24 in eine dem Anker 14 an dessen dem ersten Ventilglied 18 zugewand ten Ende umgebende ringförmige Kammer 60 und von dort aus ent lang über den Umfang verteilte Kanäle 14a des Ankers 14 in den Raum 48 zu dem zweiten Ventilsitz 46 gelangen kann. At its armature 14 facing end 18 ', the first valve member 18 from the channel 24 radially outward GE existing passages, so that pressure medium from the channel 24 into an armature 14 at its end facing the first valve member 18 th annular surrounding Chamber 60 and from there ent long channels 14 a of the armature 14 distributed over the circumference can get into the space 48 to the second valve seat 46 .

Die Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten elektromagnetischen Ventilanordnung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2a bis 2d erläutert.The operation of the electromagnetic valve arrangement shown in FIG. 1 is explained below with reference to FIGS. 2a to 2d.

Fig. 2a zeigt die elektromagnetische Ventilanordnung in einer ersten (unbetätigten) Stellung (I.). Dabei ist der erste An schluß 32 über den Ringkanal 18f und den Durchlaß 18b mit dem Kanal 24 verbunden. Der Kanal 24 steht über den Durchlaß 18a und den Ringkanal 18e mit dem Anschluß 34 in Strömungsverbin dung. In dieser unbetätigten Stellung (I.) ist der dritte An schluß 36 gegenüber dem Ringkanal 18d so versetzt, daß der An schluß 36 nicht mit der Kammer 60 kommuniziert. Fig. 2a shows the electromagnetic valve assembly in a first (non-actuated) position (I.). The first circuit 32 is connected via the ring channel 18 f and the passage 18 b to the channel 24 . The channel 24 is through the passage 18 a and the annular channel 18 e with the connection 34 in flow connection. In this unactuated position (I), the third circuit 36 is offset from the annular channel 18 d so that the circuit 36 does not communicate with the chamber 60 .

Um das erste Ventilglied 18 in seine in Fig. 2b veranschaulich te zweite (betätigte) Stellung (II.) zu bringen, ist es erfor derlich, die Spule 12 mit einem Strom vorbestimmter Stromstärke I1 zu beaufschlagen. Dies hat zur Folge, daß der Anker 14 sich gegen die Feder 50 auf das zweite Ventilglied 22 zubewegt (in Fig. 2b nach oben) und dabei durch die Feder 26 unterstützt wird, so daß das erste Ventilglied 18 sich ebenfalls nach oben um die Strecke s1 verschiebt. In dieser zweiten Stellung (II.) ist der Anschluß 32 gegenüber dem Ringkanal 18f axial soweit verschoben, daß der Anschluß 32 gesperrt ist. In der gleichen Weise ist der zweite Anschluß 34 gegenüber dem Ringkanal 18e axial verschoben, so daß auch der zweite Anschlusses 34 gesperrt ist. Der dritte Anschluß 36 steht über den Ringbund 18d, die Kammer 60 und den Kanal 14a mit dem Raum 48 in Verbindung (Gegenüber Fig. 1 ist der Kanal 14 a hier als Mittenkanal 14a durch den Anker 14 ausgeführt, der mit der Kammer 60 über die an der Stirnseite 18′ des Ventilglieds 18 angeordneten Durch lässe kommuniziert). Die von dem Anker 14 - und damit auch von der Betätigungseinrichtung 20 - in Richtung auf das zweite Ven tilglied 22 ausgeführte Bewegung ist jedoch nicht ausreichend um das Ventilglied 22 von dem Ventilsitz 46 abzuheben. Die zweite Feder 44 ist so dimensioniert, daß sie durch den an dem dritten Anschluß 36 anliegenden Druckmedium nicht unter Abhe bung der Kugel 22 von dem Ventilsitz 46 komprimierbar ist. Dies bedeutet, daß auch der dritte Anschluß 36 und der vierte An schluß 38 gesperrt sind.In order to bring the first valve member 18 into its second (actuated) position (II.) Illustrated in FIG. 2b, it is necessary to apply a current of predetermined current intensity I1 to the coil 12 . As a result, the armature 14 moves against the spring 50 towards the second valve member 22 (upwards in FIG. 2b) and is supported by the spring 26 , so that the first valve member 18 also extends upwards by the distance s1 shifts. In this second position (II.), The connection 32 is axially displaced relative to the annular channel 18 f to such an extent that the connection 32 is blocked. In the same way, the second connection 34 is axially displaced with respect to the ring channel 18 e, so that the second connection 34 is also blocked. The third connection 36 is connected via the annular collar 18 d, the chamber 60 and the channel 14 a to the space 48 (compared to FIG. 1, the channel 14 a here is designed as a central channel 14 a through the armature 14 , which is connected to the chamber 60 communicates through the arranged on the end face 18 'of the valve member 18 through passages). However, the movement performed by the armature 14 - and thus also by the actuating device 20 - in the direction of the second valve member 22 is not sufficient to lift the valve member 22 from the valve seat 46 . The second spring 44 is dimensioned such that it is not compressible by the pressure medium applied to the third connection 36, with the ball 22 being lifted off from the valve seat 46 . This means that the third terminal 36 and the fourth circuit 38 are locked.

In der in Fig. 2c gezeigten dritten Stellung (III.) der Ventil anordnung ist die Spule 12 mit einem Strom 12 von solcher Stromstärke beaufschlagt, daß der Anker 14 sich gegen die Kraft der dritten Feder 50 um den Betrag s2 nach oben in Richtung auf das zweite Ventilglied 22 bewegt, wobei die erste Federanord nung 26 das Ventilglied 18 ebenfalls nach oben schiebt. Dies hat zur Folge, daß der stiftförmige Fortsatz 20a der Betäti gungseinrichtung 20 die Öffnung 46a in dem Ventilsitz 46 soweit durchstößt, daß das Ventilglied 22 von dem Ventilsitz 46 abhebt und dabei den dritten Anschluß 36 mit dem vierten Anschluß 38 über den Ringbund 18d, die Kammer 60, die an der Stirnseite 18′ des Ventilglieds 18 angeordneten Durchlässe, den Mittenkanal 14a und dem Raum 48 in Strömungsverbindung bringt. Der erste Anschluß 32 und der Anschluß 34 bleiben gegenüber dem Kanal 24 gesperrt.In the third position (III.) Of the valve arrangement shown in Fig. 2c, the coil 12 is acted upon by a current 12 of such amperage that the armature 14 moves upward in the direction toward the force of the third spring 50 by the amount s2 the second valve member 22 moves, the first Federanord voltage 26 also pushes the valve member 18 upward. This has the result that the pin-shaped projection 20 a of Actuate the 20 restriction device, the opening 46 a the extent penetrates into the valve seat 46 that the valve member 22 lifts off the valve seat 46, while the third port 36 to the fourth port 38 through the annular collar 18 d, the chamber 60 , which on the end face 18 'of the valve member 18 arranged passages, the central channel 14 a and the space 48 in flow communication. The first connection 32 and the connection 34 remain blocked with respect to the channel 24 .

In der in Fig. 2d gezeigten vierten Stellung (IV.) wird die Spule 12 mit einem Strom I₀ derartiger Stärke beaufschlagt, daß der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 gegenüber der in Fig. 2a gezeigten unbetätigten Stellung die um die Strecke s0 in Axialrichtung nach oben verschobene Position einnehmen. Insge samt gilt sowohl für die Betätigungsströme in den drei Stellun gen (Fig. 2b, 2c und 2d) und die Betätigungswege s₀, s₁, s₂ folgender Zusammenhang:In the fourth position (IV.) Shown in Fig. 2d, the coil 12 is acted upon by a current I Stärke of such a strength that the armature 14 and the first valve member 18 compared to the unactuated position shown in Fig. 2a, the axial distance by the distance s0 Take upward shifted position. Overall, the following applies to both the actuation currents in the three positions (FIGS . 2b, 2c and 2d) and the actuation paths s₀, s₁, s₂:

I₀ < I₁ < I₂;
s₀ < s₁ < s₂.I₀ <I₁ <I₂;
s₀ <s₁ <s₂.

In der um die Strecke s₀ verschobenen vierten Position (IV.) ist das zweite Ventilglied 22 wieder durch die zweite Feder 44 auf den Ventilsitz 46 gedrängt, da der stiftförmige Fortsatz 20a der Betätigungseinrichtung 20 sich zusammen mit dem Anker 14 wieder nach unten bewegt hat. Damit ist der vierte Anschluß 38 wieder gesperrt. Der erste Anschluß 32 ist gegenüber dem Ringkanal 18f so angeordnet, daß ein Durchtritt von Druckmedium über den Anschluß 32 in den Kanal 24 ermöglicht ist. Die Durch trittsstelle hat die Funktion einer Regelkante 32a. Der zweite Anschluß 34 ist gegenüber dem Ringkanal 18e in axialer Richtung so versetzt, daß dieser gesperrt ist. Der dritte Anschluß 36 steht über den Ringkanal 18d mit der Kammer 60 in Verbindung, die über die an der Stirnseite 18′ des Ventilgliedes 18 ange ordneten Durchlässe mit dem Kanal 24 verbunden ist. Damit be steht über die im Kanal 24 angeordnete Blende 52 eine Strö mungsverbindung vom ersten Anschluß 32 zum dritten Anschluß 36.In the fourth position (IV.) Displaced by the distance s₀, the second valve member 22 is again pushed by the second spring 44 onto the valve seat 46 , since the pin-shaped extension 20 a of the actuating device 20 has moved down again together with the armature 14 . The fourth connection 38 is thus blocked again. The first connection 32 is arranged opposite the annular channel 18 f in such a way that pressure medium can pass through the connection 32 into the channel 24 . The passage point has the function of a standard edge 32 a. The second connection 34 is offset relative to the annular channel 18 e in the axial direction so that it is blocked. The third connection 36 is connected via the annular channel 18 d to the chamber 60 , which is connected via the end faces 18 'of the valve member 18 arranged passages with the channel 24 . So there is a flow connection from the first connection 32 to the third connection 36 via the aperture 52 arranged in the channel 24 .

In der (ausgeglichenen) Regelstellung (IV.), bei der der Anker 14 um den Weg s₀ aus der Ruhestellung abgehoben ist, besteht ein Gleichgewicht der Kräfte zwischen der ersten Federanordnung F26, der dritten Federanordnung F50, der Kraft der Elektroma gnetanordnung F12 und der durch die Strömung an der Blende 52 hervorgerufenen Kraft F52 aus dem Druckmedium. Damit kann die Strömung des Druckmediums an der Blende 52 und folglich auch der Druckaufbaugradient an dem dritten Anschluß 36 variiert werden.In the (balanced) control position (IV.), In which the armature 14 is lifted by the distance s₀ from the rest position, there is a balance of the forces between the first spring arrangement F26, the third spring arrangement F50, the force of the electromagnetic arrangement F12 and the force F52 caused by the flow at the orifice 52 from the pressure medium. The flow of the pressure medium at the orifice 52 and consequently also the pressure build-up gradient at the third connection 36 can thus be varied.

Eine Variation des Stroms I₀ durch die Spule 12 innerhalb des Bereiches 0 < = I0 < I1 bewirkt eine entsprechende Änderung der elektromagnetischen Kraft F12. Da die Federkräfte F26 und F50 nur vom Weg s0 abhängig sind, der in der Regelstellung (IV.) nahezu als konstant angenommen werden kann, wird aufgrund des Gleichgewichts der Kräfte durch Änderung der elektromagneti schen Kraft F12 auch eine Änderung der durch die Strömung an der Blende 52 hervorgerufenen Kraft F52 bewirkt, die über die an der Blende 52 anstehenden Druckdifferenz den Volumenstrom durch die Blende 52 bestimmt. Dies hat zur Folge, daß bei einem geringen Strom durch die Spule 12 ein größerer Druckaufbaugra dient und bei einem höheren Strom durch die Spule 12 sich ein kleinerer Druckaufbaugradient sich einstellt.A variation of the current I₀ through the coil 12 within the range 0 <= I0 <I1 causes a corresponding change in the electromagnetic force F12. Since the spring forces F26 and F50 are only dependent on the path s0, which can be assumed to be almost constant in the control position (IV.), Due to the balance of the forces by changing the electromagnetic force F12, there is also a change in the flow due to the Aperture 52 causes force F52, which determines the volume flow through the aperture 52 via the pressure difference at the aperture 52 . The result of this is that a larger pressure build-up serves at a low current through the coil 12 and a smaller pressure build-up gradient occurs at a higher current through the coil 12 .

Der Durchschnittsquerschnitt an der Regelkante 32a und damit der Weg so wird innerhalb vernachlässigbarer Grenzen beeinflußt durch die Viskosität des Druckmediums, dem Spiel zwischen dem Ventilglied 18 und der Wandung der Bohrung 28 sowie der zwi schen dem ersten Anschluß 32 und dem dritten Anschluß 36 herr schenden Druckdifferenz.The average cross-section at the standard edge 32 a and thus the path is influenced within negligible limits by the viscosity of the pressure medium, the play between the valve member 18 and the wall of the bore 28 and between the first connection 32 and the third connection 36 rule Pressure difference.

Der Proportionalmagnet kann durch Strom-, Spannung- bzw. Puls weitenmodulationssignale (durch die elektrische Steuerung) an gesteuert werden, um die jeweiligen Stellungen schnell und po sitionsgenau einzunehmen. Insbesondere die Stellung zum Öffnen des zweiten Ventilgliedes 22 kann durch kurzzeitiges Überhöhen des Stroms bzw. der Spannung eingenommen werden.The proportional magnet can be controlled by current, voltage or pulse width modulation signals (by the electrical control) in order to take up the respective positions quickly and accurately. In particular, the position for opening the second valve member 22 can be assumed by briefly increasing the current or the voltage.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der gesamte Hubweg des Ankers 2,5 mm. Dabei entfallen 1,5 mm auf den Weg so (Fig. 2d), 0,75 mm auf einen Sicherheitsabstand, da mit das erste Ventilglied 18 in der Position s1 den Ringkanal 18f sicher gegen den ersten Anschluß 32 abdichtet (Fig. 2b) und 0,25 mm sind die Differenz zwischen s1 und s2, um die das zwei te Ventilglied 22 von seinem Ventilsitz 46 abgehoben wird (Fig. 2c).In a preferred embodiment of the invention, the total stroke of the armature is 2.5 mm. 1.5 mm on the way ( FIG. 2d), 0.75 mm on a safety distance, since the first valve member 18 in position s1 reliably seals the annular channel 18 f against the first connection 32 ( FIG. 2b) and 0.25 mm are the difference between s1 and s2 by which the second valve member 22 is lifted from its valve seat 46 ( FIG. 2c).

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der elektromagneti schen Ventilanordnung veranschaulicht, wobei hier das zweite Ventilglied 22, die zweite Federanordnung 44, der Ventilsitz 46, die Betätigungseinrichtung 20 mit dem stiftförmigen Fort satz 20a und die Kanäle 14a in dem Anker 14 dadurch eingespart sind, daß der vierte Anschluß 38 über den ersten Ringkanal 18d und einen von diesem ausgehenden dritten Durchlaß 18c mit dem Kanal 24 verbindbar ist, wobei der dritte Durchlaß 18c in den von der Blende 52 und dem Anker 14 begrenzten Bereich des Ka nals 24 eintritt. Der Wegfall der zweiten Federanordnung 44 er fordert gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine gerin gere Magnetkraft um die Anordnung in die dritte Schaltstellung (III.) zu überführen, so daß Einsparungen auch bei Auslegung der Elektromagnetanordnung und deren elektrischer Ansteuerung möglich sind. Im übrigen sind die Ventilanordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 3 übereinstimmend in Aufbau und Funktion, so daß sich eine detaillierte weitere Beschreibung erübrigt. In Fig. 3, a second embodiment of the electromagnetic valve's rule is illustrated, here the second valve member 22 , the second spring arrangement 44 , the valve seat 46 , the actuator 20 with the pin-shaped extension 20 a and the channels 14 a in the armature 14 thereby are saved that the fourth port 38 via the first ring channel 18 d and a starting from this third passage 18 c can be connected to the channel 24 , the third passage 18 c in the area delimited by the aperture 52 and the armature 14 of the Ka nals 24 entry. The elimination of the second spring arrangement 44, he calls compared to the embodiment of FIG. 1, a lower magnetic force to transfer the arrangement into the third switching position (III.), So that savings are possible even when designing the electromagnet arrangement and its electrical control. Moreover, the valve assemblies are shown in FIG. 1 and FIG. 3 coincident, so that a detailed description is not necessary further in construction and function.

Das in Fig. 4 gezeigte Fahrzeugbremssystem weist eine elektro magnetische Ventilanordnung gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 auf. Ein über ein Bremspedal 70 betätigter pneumatischer Bremskraftver stärker 72 betätigt einen Hauptbremszylinder 74, der über eine Leitung 76 mit dem ersten Anschluß 32 der Ventilanordnung 10 verbunden ist. Eine von der Leitung 76 abgehende Abzweigung 76a führt zur Saugseite einer durch einen Elektromotor 78 betriebe nen Pumpe 80, die über eine Leitung 82 mit einem Druckspeicher 84 und dem vierten Anschluß 38 der Ventilanordnung 10 verbunden ist. Der zweite und der dritte Anschluß 34, 36 der Ventilanord nung 10 sind zusammengelegt und führen über eine Leitung 85 an eine Radbremse 86.The vehicle brake system shown in FIG. 4 has an electromagnetic valve arrangement according to FIG. 1 or FIG. 3. A operated via a brake pedal 70 pneumatic Bremskraftver stronger 72 actuates a master cylinder 74 , which is connected via a line 76 to the first port 32 of the valve assembly 10 . An outgoing line 76 from the junction 76 leads to a suction side of a plants by an electric motor 78 nen pump 80, which is connected via a line 82 with a pressure accumulator 84 and the fourth port 38 of the valve assembly 10 degrees. The second and the third connection 34 , 36 of the Ventilanord voltage 10 are merged and lead via a line 85 to a wheel brake 86th

In den Diagrammen von Fig. 5 ist der Ablauf einer Antiblockier regelung eines Fahrzeugbremssystems gemäß Fig. 4 veranschau licht. Dabei zeigt das oberste Diagramm den Verlauf des Stroms in der Spule 12, das mittlere Diagramm die Betätigung des Mo tors 78 der Pumpe 80 und das unterste Diagramm den Druckverlauf in der Leitung 85, d. h. an der Radbremse 86.In the diagrams of FIG. 5, the sequence of an anti-lock control of a vehicle brake system according to FIG. 4 is illustrated. The top diagram shows the course of the current in the coil 12 , the middle diagram shows the actuation of the motor 78 of the pump 80 and the bottom diagram shows the pressure course in the line 85 , ie on the wheel brake 86 .

Ausgehend von der ersten Stellung (I.) für Normalbremsungen, bei der die Ventilanordnung die in Fig. 2a gezeigte Position hat , wird bei Erkennen einer Blockierneigung der Räder durch einen Strom I₁ an der Spule 12 in die zweite Stellung (II.) (siehe Fig. 2b) umgeschaltet. Dadurch wird der Bremsdruck in der Bremse 86 konstant gehalten. Falls eine Antiblockierreglung nicht erforderlich ist, wird auf die Normalstellung durch Ab schalten des Stromes auf Null (Fig. 2a) zurückgeschaltet. Falls eine Antiblockierregelung erforderlich ist, so ist dies über eine erste Druckabbauphase einzuleiten. Dies erfolgt durch Er höhen des Stroms an der Spule 12 auf den Wert I2, so daß sich die Ventilanordnung in die in Fig. 2c gezeigte Stellung (III.) bringt, damit das Bremsfluid von der Bremse 86 in den Druck speicher 84 abfließen kann. Gleichzeitig mit der Einleitung der ersten Druckabbauphase wird der Motor 78 der Pumpe 80 für die Dauer der Antiblockierregelung aktiviert, um das Bremsfluid vom Druckspeicher 84 in den Bremskreis 76 zurückzufördern. Ausge hend von dieser dritten Stellung (III.) kann sowohl in die zweite Stellung (II.) wie in Fig. 5 dargestellt, als auch un mittelbar in die vierte Regelstellung (IV.) gemäß Fig. 2d umge schaltet werden. In der vierten Stellung (IV.) können durch Va riation des Stroms durch die Spule 12 unterschiedliche Druckauf baugradienten eingestellt werden, so daß der während der Druck aufbauphase wie in Fig. 5 dargestellt der Druckaufbaugradient mit Annäherung an das Blockierdruckniveau stetig reduziert wer den kann, um einen nahezu idealen Druckverlauf an der Radbremse 86 einzustellen. Durch gezielten Wechsel zwischen den Stellun gen 2b, 2c, 2d kann der Bremsdruck durch Einstellung von Druck halte-, Druckabbau- sowie insbesondere Druckaufbauphasen mit variablem Druckaufbaugradienten beliebig moduliert werden.Starting from the first position (I.) for normal braking, in which the valve arrangement has the position shown in Fig. 2a, is detected when a tendency to lock the wheels by a current I₁ on the coil 12 in the second position (II.) (See Fig. 2b) switched. As a result, the brake pressure in the brake 86 is kept constant. If an anti-lock control is not required, it is switched back to the normal position by switching off the current to zero ( FIG. 2a). If an anti-lock control is required, this must be initiated via a first pressure reduction phase. This is done by increasing the current on the coil 12 to the value I2, so that the valve arrangement moves into the position shown in FIG. 2c (III.) So that the brake fluid can flow from the brake 86 into the pressure accumulator 84 . Simultaneously with the initiation of the first pressure reduction phase, the motor 78 of the pump 80 is activated for the duration of the anti-lock control in order to return the brake fluid from the pressure accumulator 84 to the brake circuit 76 . Starting from this third position (III.) Can be switched to the second position (II.) As shown in Fig. 5, as well as directly to the fourth control position (IV.) As shown in Fig. 2d. In the fourth position (IV.) Can be set by Va riation of the current through the coil 12 different pressure build-up gradients, so that during the pressure build-up phase as shown in Fig. 5 the pressure build-up gradient is steadily reduced with approach to the blocking pressure level, who can to set an almost ideal pressure curve on the wheel brake 86 . By deliberately changing between the positions 2 b, 2 c, 2 d, the brake pressure can be modulated as desired by setting pressure maintenance, pressure reduction and, in particular, pressure build-up phases with a variable pressure build-up gradient.

Die Funktion der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Venti lanordnung wird nachstehend anhand einer Kräftebilanz an dem Anker 14 erläutert. Dabei gehen die von der ersten Federanord nung 26 erzeugte Federkraft F26, die von der Spule 12 erzeugte elektromagnetische Kraft F12, die an der Blende 52 in Folge ei nes Durchströmens von Druckmedium erzeugte Differenz-Druckkraft F52 sowie die Kraft der dritten Federanordnung F50 in die Be trachtung ein. Der Federkraft F50 sind die Magnetkraft F12, der Differenzdruck F52 und die Federkraft F26 entgegengesetzt. Da bei ergibt sich die Federkraft F26 aus ihrer Federkonstanten c26 und der Stellung des Ankers 14 entlang der Achse A, die Fe derkraft F50 aus der Federkonstanten c50 und der Stellung des Ankers 14 entlang der Achse A, die Magnetkraft F12 ist ein Funktion des durch die Spule 12 fließenden Stroms und die aus der Druckdifferenz an der Blende 52 resultierende Kraft F52 ist proportional der Quadratwurzel des Volumenstroms durch die Blende 52.The function of the electromagnetic valve arrangement according to the invention is explained below using a balance of forces on the armature 14 . The spring force F26 generated by the first spring arrangement 26 , the electromagnetic force F12 generated by the coil 12 , the differential pressure force F52 generated on the diaphragm 52 as a result of a flow of pressure medium, and the force of the third spring arrangement F50 into the loading consideration. The spring force F50 is opposed by the magnetic force F12, the differential pressure F52 and the spring force F26. Since the spring force F26 results from its spring constant c26 and the position of the armature 14 along the axis A, the spring force F50 from the spring constant c50 and the position of the armature 14 along the axis A, the magnetic force F12 is a function of the Coil 12 flowing current and the force F52 resulting from the pressure difference at the orifice 52 is proportional to the square root of the volume flow through the orifice 52 .

In der in Fig. 2a gezeigten Stellung für normales Bremsen ist die Spule 12 stromlos, an der Blende 52 ist keine Druckdiffe renz, so daß die Magnetkraft F12 und die Druckkraft F52 Null sind. Da die erste und die dritte Feder 26, 50 vorgespannt sind, wobei die Vorspannkraft F0,50 der Feder 50 größer ist als die Vorspannkraft F0,26 der Feder 26, wird der Anker 14 und da mit das erste Ventilglied 18 in die unbetätigte Stellung ge drängt. In the position shown in Fig. 2a for normal braking, the coil 12 is de-energized, there is no pressure difference at the aperture 52 , so that the magnetic force F12 and the pressure force F52 are zero. Since the first and third springs 26 , 50 are biased, the biasing force F0.50 of the spring 50 is greater than the biasing force F0.26 of the spring 26 , the armature 14 and there with the first valve member 18 ge in the unactuated position urges.

In der in Fig. 2b gezeigten Stellung ist die Druckdifferenz im mer noch Null, so daß die Kraft F52 Null ist. Die Magnetkraft F12 ist durch geeignete Wahl des Stromes I1 so gewählt, daß un ter Berücksichtigung der beiden Federkonstanten c26, c50 und der beiden Vorspannkräfte F0,26, F0,50 der Anker 14 und damit das erste Ventilglied 18 um die Strecke s1 entlang der Achse A verschoben werden. Da hierbei an der Blende 52 kein Druckabfall auftritt und damit auch keine Strömung von Druckmedium, besteht die Möglichkeit auf die Grundstellung 2a zurückzuschalten.In the position shown in Fig. 2b, the pressure difference is still zero, so that the force F52 is zero. The magnetic force F12 is selected by a suitable choice of the current I1 so that the armature 14 and thus the first valve member 18 by the distance s1 along the axis, taking into account the two spring constants c26, c50 and the two biasing forces F0.26, F0.50 A to be moved. Here, since no pressure drop occurs at the diaphragm 52 and thus no flow of pressure medium, it is possible on the basic position 2 a return.

In der in Fig. 2c gezeigten Stellung ist die Druckdifferenz im mer noch Null, so daß die Kraft F52 Null ist. Der Strom durch die Spule 12 wird so gewählt, daß unter Berücksichtigung der Federkonstanten c26, c50, der Vorspannkräfte F0,26, F0,50 sowie der Federkraft F44 der zweiten Federanordnung, die sich aus de ren Vorspannkraft F0,44, deren Federkonstanten c44 sowie dem Hubweg des zweiten Ventilgliedes 22 ergibt, der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 sich um die Wegstrecke s2 entlang der Achse A bewegen.In the position shown in Fig. 2c, the pressure difference is still zero, so that the force F52 is zero. The current through the coil 12 is selected such that taking into account the spring constants c26, c50, the preload forces F0.26, F0.50 and the spring force F44 of the second spring arrangement, which are derived from the preload force F0.44, their spring constants c44 and the stroke of the second valve member 22 , the armature 14 and the first valve member 18 move the distance s2 along the axis A.

Die Vorspannkraft F0,26 der ersten Feder 26 ist so ausgelegt, daß diese größer oder zumindest gleich der aus der Federkon stanten c26 und der Wegstrecke s2 resultierenden Kraft ist. Da mit ist gewährleistet, daß der Anker 14 und das erste Ventil glied 18 über den der Anordnung zugrundeliegenden Betätigungs weg 0 < = s < = s2 stets aneinander an ihren gemeinsamen Stirn flächen 14′, 18′ anliegen.The biasing force F0.26 of the first spring 26 is designed so that it is greater than or at least equal to the force resulting from the spring constant c26 and the distance s2. Since it is ensured that the armature 14 and the first valve member 18 over the actuation underlying the arrangement path 0 <= s <= s2 always lie against one another at their common end faces 14 ', 18 '.

Um den Bremsdruck geregelt aufbauen zu können, müssen der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 die in Fig. 2d gezeigte Regel stellung eingenommen haben, in der der Anker 14 und das erste Ventilglied 18 um den Weg so entlang der Achse A aus der Grund stellung verschoben sind. Dabei ist die Summe aus der Kraft F52 und der Kraft F12 gleich der Summe der beiden Federkonstanten c26 und c50 multipliziert mit dem Weg s0 zuzüglich der Diffe renz aus der Vorspannkraft F0,50 und F0,26. Da wie bereits zu vor erläutert die Kraft F52 proportional zum Volumenstrom durch die Blende 52 ist, kann durch eine Variation des Stroms I durch die Spule zwischen Null und I1 der Druckaufbaugradient variiert werden.In order to be able to build up the brake pressure in a controlled manner, the armature 14 and the first valve member 18 must have assumed the control position shown in FIG. 2d, in which the armature 14 and the first valve member 18 have to travel the way along the axis A from the basic position are moved. The sum of the force F52 and the force F12 is equal to the sum of the two spring constants c26 and c50 multiplied by the distance s0 plus the difference from the preload force F0.50 and F0.26. Since, as already explained above, the force F52 is proportional to the volume flow through the orifice 52 , the pressure build-up gradient can be varied by varying the current I through the coil between zero and I1.

In Fig. 6 ist eine dritte mit 110 bezeichnete Ausführungsform der elektromagnetischen Ventilanordnung dargestellt, die einen fünften Anschluß 100 aufweist, der dem dritten Ringkanal 18f zugeordnet ist und somit über den zweiten radialen Durchlaß 18b mit dem Kanal 24 in Verbindung bringbar ist. Damit ist eine weitere fünfte Schaltstellung (V.) verfügbar, in der der dritte Anschluß 36 und der fünfte Anschluß 100 miteinander in Verbin dung stehen, und der erste Anschluß 32, der zweite Anschluß 34 und der vierte Anschluß 38 gesperrt sind. Diese fünfte Stellung (V.) wird bei stromloser Spule 12 unter Wirkung der aus der er sten und dritten Federanordnung 26, 50 resultierenden Feder kraft eingenommen und stellt somit die unbetätigte Grundstel lung, wie in Fig. 6 gezeigt, dar. Ausgehend von der Grundstel lung sind bei entsprechender Bestromung der Spule 12 die selbi gen Verbindungen zwischen den Anschlüssen 32 . . . 38 gemäß der Schaltstellungen I., II., II. und IV. der Ausführungsformen nach Fig. 1 oder Fig. 3 herstellbar, wobei der fünfte Anschluß 100 stets gesperrt ist. Ansonsten stimmt die Ausführung gemäß Fig. 6 mit den Ausführungen gemäß Fig. 1 oder Fig. 3 überein, so daß eine weitergehende Beschreibung nicht erforderlich ist.In FIG. 6, a third with 110 described embodiment of the electromagnetic valve assembly is shown, having a fifth terminal 100, which is associated with the third annular channel 18 f and thus through the second radial passage 18 b to the passage 24 can be brought. Thus, a further fifth switching position (V.) is available, in which the third connection 36 and the fifth connection 100 are connected to one another, and the first connection 32 , the second connection 34 and the fourth connection 38 are blocked. This fifth position (V.) is in a de-energized coil 12 under the action of the he and third spring arrangement 26 , 50 resulting spring force and thus represents the unactuated basic position, as shown in Fig. 6, starting from the basic position With appropriate current supply to the coil 12, the selbi gene connections between the connections 32 . . . I. 38 according to the switching positions, II., II. And IV. Of the embodiments of Fig. 1 or Fig. Producible, said fifth terminal 100 is always disabled 3. Otherwise, the embodiment 6 1 is true in FIG. With the embodiments according to FIGS. Or FIG. 3 so that a further description is not necessary.

Das in Fig. 7 dargestellte Fahrzeugbremssystem weist eine elek tromagnetische Ventilanordnung 110 gemäß Fig. 6 auf. Dabei han delt es sich um ein sogenanntes "Brake-by-Wire" System, bei dem der Fahrerwunsch an einem mit einem Wegsimulator 101 verbunde nen Bremspedal 70 mit einer hier nicht dargestellten Sensorik erfaßt, in Form von elektrischen Signalen einer hier nicht dar gestellten elektronischen Steuerung zugeführt, dort ausgewertet und zur Erzeugung elektrischer Ansteuersignale zur Ansteuerung der Ventilanordnung 110 und einer elektromotorisch betriebenen Pumpe 105 herangezogen wird. Damit erlaubt ein solches System auch vom Fahrerwunsch unabhängige Bremseingriffe, insbesondere Antriebsschlupfregelung und/oder fahrdynamische Regelungen.The vehicle brake system shown in FIG. 7 has an electromagnetic valve arrangement 110 according to FIG. 6. This is a so-called "brake-by-wire" system in which the driver's request at a brake pedal 70 connected to a path simulator 101 detects a sensor system (not shown) in the form of electrical signals of an electronic device, not shown here Control supplied, evaluated there and used to generate electrical control signals for controlling the valve assembly 110 and an electric motor-operated pump 105 . Such a system thus also allows braking interventions that are independent of the driver's request, in particular traction control and / or driving dynamics controls.

Der zum Bremsen erforderliche Bremsdruck wird durch eine Ein heit bestehend aus der Hydraulikpumpe 105 und einem Druckspei cher 106 bereitgestellt. Dazu ist die Eingangsseite 105a der Pumpe 105 mit einem Reservoir 107 verbunden, um Hydraulikfluid anzusaugen, während die Ausgangsseite 105b der Pumpe 105 eine direkte Verbindung mit dem Anschluß 106a des Druckspeichers 106 aufweist. Zum Schutz des Systems ist zwischen der Eingangsseite 105a und der Ausgangsseite 105b der Pumpe 105 ein Druckbegren zungsventil 108 angeordnet, welches den Druck im Speicher 106 auf einen vorgegebenen Grenzwert limitiert. Damit der Druck im Speicher 106 gehalten werden kann, ist die Pumpe 105 druckhal tend ausgeführt, was in geeigneter Weise durch Rückschlagventi le oder einen selbsthemmenden Antrieb erreicht wird.The brake pressure required for braking is provided by a unit consisting of the hydraulic pump 105 and a pressure accumulator 106 . For this purpose, the input side 105 a of the pump 105 is connected to a reservoir 107 in order to draw in hydraulic fluid, while the output side 105 b of the pump 105 has a direct connection to the connection 106 a of the pressure accumulator 106 . To protect the system, a pressure limiting valve 108 is arranged between the input side 105 a and the output side 105 b of the pump 105 , which limits the pressure in the memory 106 to a predetermined limit value. So that the pressure in the reservoir 106 can be maintained, the pump 105 is designed to hold pressure, which is achieved in a suitable manner by check valves or a self-locking drive.

Um als Stellglied den Bremsdruck in der Radbremse 86 zu modu lieren, weist die Ventilanordnung 110 folgende Anschlußbelegung auf. Der zweite und der dritte Anschluß 34, 36 sind zusammenge führt und über eine Leitung 85 mit der Bremse 86 verbunden. Der erste Anschluß 32 ist an den Ausgang 106a des Druckspeichers 106 angeschlossen, der vierte und der fünfte Anschluß 38, 100 sind mit dem Reservoir 107 verbunden.In order to modulate the brake pressure in the wheel brake 86 as an actuator, the valve arrangement 110 has the following pin assignment. The second and third connections 34 , 36 are brought together and connected via a line 85 to the brake 86 . The first connection 32 is connected to the output 106 a of the pressure accumulator 106 , the fourth and the fifth connection 38 , 100 are connected to the reservoir 107 .

In der unbestromten Grundstellung (V.) ist die Radbremse 86 di rekt mit dem Reservoir 107 verbunden, während die Anschlüsse 32, 36, 38 gesperrt sind, so daß kein Bremsdruck an der Rad bremse 86 ansteht und das zugehörige Fahrzeugrad freigängig ist. Bei Anforderung eines Bremseneingriffs durch die elektro nische Steuerung wird durch geeignete Bestromung der Spule 12 zwischen den Schaltstellungen I. (ungeregelter Druckaufbaupha se), II. (Druckhaltephase), III. (Druckabbauphase) und IV. (geregelter Druckaufbau) so umgeschaltet, daß jeder gewünschte Druckverlauf an der Radbremse 86 einstellbar ist. Da der fünfte Anschluß 100 dabei stets abgesperrt ist und mit der Ausnahme, daß gegenüber Fig. 4 der Druckspeicher 106 anstelle des Haupt bremszylinders 74 den Bremsdruck bereitstellt, stimmt die Funk tionsweise der Ventilanordnung 110 in den Schaltstellungen I., II., II. und IV. mit der der Ausführungen nach Fig. 1 oder Fig. 3 überein.In the de-energized basic position (V.), the wheel brake 86 is di rectly connected to the reservoir 107 , while the connections 32 , 36 , 38 are blocked, so that no brake pressure is applied to the wheel brake 86 and the associated vehicle wheel is free to move. When requesting a brake intervention by the electronic control is through suitable energization of the coil 12 between the switching positions I. (unregulated Druckaufbaupha se), II. (Pressure maintenance phase), III. (Pressure reduction phase) and IV. (Regulated pressure build-up) switched so that any desired pressure curve can be set on the wheel brake 86 . Since the fifth port 100 is always closed and with the exception that compared to Fig. 4, the pressure accumulator 106 instead of the master cylinder 74 provides the brake pressure, the mode of operation of the valve assembly 110 is correct in the switching positions I., II., II. And IV. With that of the embodiments according to FIG. 1 or FIG. 3.

Claims

1. Electromagnetic valve arrangement, preferably for a pressure medium of a vehicle brake system, with

- An electromagnet arrangement ( 12 , 14 ) with
- A in several positions (I, II, III, IV) bring Ven valve closing device ( 18 , 22 ) is coupled,
- A housing ( 30 ) with a first, a second, a third and a fourth connection ( 32 , 34 , 36 , 38 ), of which
- in a first position (I)
- - The first connection ( 32 ) and the second connection ( 34 ) are in flow connection with each other, and
- - The third port ( 36 ) and the fourth port ( 38 ) are blocked ge,
- in a second position (II)
- - The first connection ( 32 ), the second connection ( 34 ), the third connection ( 36 ) and the fourth connection ( 38 ) are blocked,
- in a third position (III)
- - The first port ( 32 ) and the second port ( 34 ) are blocked ge, and
- - The third connection ( 36 ) and the fourth connection ( 38 ) are connected to each other, and
- in a fourth position (IV)
- - The first connection ( 32 ) and the third connection ( 36 )
- - The second terminal ( 34 ) and the fourth terminal ( 38 ) are blocked ge.

2. Electromagnetic valve assembly according to claim 1, characterized in that

- The first valve member ( 18 ) is assigned a pressure reduction stage ( 52 ) which reduces the pressure prevailing in the pressure medium between at least two outlets ( 32 , 36 ).

3. Electromagnetic valve arrangement according to one of Ansprü che 1 or 2, characterized in that

- the valve closing means (18, 22) has a having an armature (14) of the electromagnet arrangement (12, 14) coupled to first valve member (18).

4. Electromagnetic valve arrangement according to one of claims 1, 2 or 3, characterized in that

- The valve closing device ( 18 , 22 ) has a second valve member ( 22 ) and preferably an actuating device ( 20 ) for the second valve member ( 22 ) coupled to the armature ( 14 ) of the electromagnetic assembly ( 12 , 14 ).

5. Electromagnetic valve arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that

- The first valve member ( 18 ) is biased by a first spring arrangement ( 26 ) against the armature ( 14 ) of the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ).

6. Electromagnetic valve arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that

- The second valve member ( 22 ) is biased by a second spring arrangement ( 44 ) against a valve seat ( 46 ).

7. Electromagnetic valve arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that

- The armature ( 14 ) of the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ) is biased by a third spring arrangement ( 50 ) against the actuation direction (B) of the first valve member ( 18 ).

8. Electromagnetic valve arrangement according to the preceding claim, characterized in that

- The third spring arrangement ( 50 ) is supported on the one hand against the housing ( 30 ) or the valve seat ( 46 ) and on the other hand against the armature ( 14 ).

9. Electromagnetic valve arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- The first valve member ( 18 ) has a channel ( 24 ) which, depending on the position of the valve member ( 18 ) via passages ( 18 a, 18 b, 18 c) and / or ring channels ( 18 d, 18 e, 19 f ) can be brought into flow connection with one or more of the first, second, third or fourth connections ( 32 ... 38 ) or can be separated therefrom.

10. Electromagnetic valve arrangement according to the preceding claim, characterized in that

- The pressure reduction stage ( 52 ) in the channel ( 24 ) is ausgebil det and has an aperture ( 52 ) with a predetermined passage opening for the pressure medium.

11. Electromagnetic valve arrangement according to claims 6 and 7, characterized in that

- The first spring arrangement ( 26 ) and the third spring arrangement ( 50 ) are biased in opposite directions against the armature ( 14 ) of the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ).

12. Electromagnetic valve assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- The first spring arrangement ( 26 ) has a biasing force (F0, 26) which is smaller than the biasing force (F0, 50) of the third spring arrangement ( 50 ).

13. Electromagnetic valve arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- When actuating the electromagnet arrangement to bring the Ven tilschleinrichtung from the first position (I), in which the electromagnet assembly ( 12 , 14 ) is not actuated, in another position (II, III, IV), in which the electromagnet assembly ( 12 , 14 ) is actuated, the third spring arrangement ( 50 ) by the magnetic force (F12) of the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ), the spring force (F26) of the first spring arrangement ( 26 ) and one of a possibly existing pressure difference at the pressure reduction stage ( 52 ) resulting force (F52) is compressible.

14. Electromagnetic valve assembly according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- The electromagnet arrangement ( 12 , 14 ) has a Proportionalelek tromagneten, the valve closing device ( 18 , 22 ) in different positions (I... IV) by applying current with different strength.

15. Electromagnetic valve arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- In an actuated position (III), in which the valve closing device ( 18 , 22 ) from the unactuated position (I) is deflected to a maximum, the spring force (F26) of the first spring arrangement ( 26 ) is greater than or equal to zero.

16. Electromagnetic valve arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized in that

- In the first valve member ( 18 ) of the first port ( 32 ) with the channel ( 24 ) connecting or separating ring channel ( 18 f) can be aligned so that there is a certain difference with an existing pressure difference at the pressure reduction stage ( 52 ) tread surface ( 32 a) for pressure medium in the ring channel ( 18 f).

17. Electromagnetic valve arrangement according to the preceding claim, characterized in that

- Depending on the current through the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ), the flow of the pressure medium at the pressure reduction stage ( 52 ) can be changed in such a way that with a low current through the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ) a larger pressure build-up gradient and at a higher current through the electromagnet arrangement ( 12 , 14 ) a smaller pressure build-up serves at which the pressure reduction stage ( 52 ) adjoins the outlet ( 36 ) arranged downstream.

18. Vehicle brake system with

an electromagnetic valve arrangement according to one or more of the preceding claims,
- a, a brake pedal (70) actuatable Bremskraftver more (72) which acts on a master brake cylinder (74)
- A pump arrangement ( 78 , 80 ) for pressure medium, which is associated with a memory ( 84 ) for the pressure medium, and at least one braking device ( 86 ), characterized in that
- The first connection ( 32 ) of the valve arrangement ( 10 ) is connected to the master brake cylinder ( 74 ),
- The second and the third connection ( 34 , 36 ) of the Ventilanord voltage ( 10 ) with the braking device ( 86 ) are connected, and
- The fourth connection ( 38 ) of the valve arrangement ( 10 ) with the pressure accumulator ( 84 ) and / or the pump arrangement ( 78 , 80 ) is connected ver.

19. Electromagnetic valve assembly according to claim 1, characterized in that

- The valve closing device ( 18 , 22 ) can be brought into a fifth position (V), and
- The housing ( 30 ) has a fifth connection ( 100 ), wherein
- in the fifth position (V)
- - The second connection ( 34 ) and the fifth connection ( 100 ) are in flow connection with each other, and
- - The first connection ( 32 ), the third connection ( 36 ) and the fourth connection ( 38 ) are blocked.

20. Electromagnetic valve arrangement according to claim 19, characterized in that the fifth connection ( 100 ) is blocked in the other positions (I, II, III, IV).

21. Vehicle braking system with

- an electromagnetic valve arrangement ( 110 ) according to claim 20,
- a sensor device ( 101 ) for detecting static and dynamic conditions occurring on a brake pedal ( 70 ),
with an electronic control device for generating control signals for the electromagnetic valve arrangement ( 110 ) as a function of the static and dynamic conditions occurring on the brake pedal ( 70 ),
a source ( 105 , 106 ) supplying hydraulic fluid under pressure,
- A reservoir ( 107 ) for pressure medium, and
- at least one braking device ( 86 )

characterized in that

the first connection ( 32 ) of the valve arrangement ( 110 ) is connected to the source ( 105 , 106 ) supplying hydraulic fluid under pressure,
- The second and the third connection ( 34 , 36 ) of the Ventilanord voltage ( 110 ) with the braking device ( 86 ) are connected, and
- The fourth and fifth connection ( 38 , 100 ) of the valve arrangement ( 110 ) with the reservoir ( 107 ) are connected.