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Die
Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil für ein Antiblockier-Bremssystem
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Hierbei kann ein Bremsverhalten
durch variables Steuern der Fluidmenge verbessert werden, welche
während
einer Schlupfsteuerung zugeführt
wird.
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Ein
Antiblockier-Bremssystem weist neben einem Radzylinder und einem
Hauptzylinder zum Bereitstellen eines Bremsdrucks an dem Radzylinder
einen Modulator auf mit einer Fluideinlassleitung, die mit dem Hauptzylinder
in Leitungsverbindung steht, und mit einer Fluidauslassleitung,
die in Leitungsverbindung mit dem Radzylinder steht.
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Außerdem ist
eine Elektromagnetventileinrichtung vorgesehen, welche innerhalb
des Modulators angeordnet ist, um den hydraulischen Druck zu steuern,
welcher von dem Hauptzylinder an dem Radzylinder bereitgestellt
wird, wobei die Elektromagnetventileinrichtung folgende weiteren
Komponenten aufweist:
Eine Spuleneinheit, welche innerhalb
eines Jochs zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds bei Anlegen
eines elektrischen Stroms angeordnet ist,
einen Anker, welcher
entlang einer Mittenachse des Jochs angeordnet ist, wobei der Anker
entlang der Mittenachse durch das elektromagnetische Feld verschiebbar
ist, und
einen Stössel,
welcher mit dem Anker verbunden ist.
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Ein
gattungsgemäßes elektromagnetisches Ventil
ist in
DE 195 28 726 offenbart.
Hierin kann das Druckfluid vom Hauptzylinder über eine ungedrosselte oder
alternativ über
eine gedrosselte Verbindung zum Radzylinder geleitet werden.
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Eine
weitere Variante eines Magnetventils ist in
DE 42 36 482 A1 beschrieben.
In Abhängigkeit
eines Erregerstroms des Magnetventils kann hier eine Drossel wahlweise
zugeschaltet werden und auf diese Weise der Gradient des Bremsdruck-Anstiegs
beeinflusst werden.
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Grundsätzlich umfasst
ein Bremssystem einen Radzylinder, welcher an dem Fahrzeugrad angeordnet
ist, um eine Bremskraft unter Verwendung eines hydraulischen Druckes
zu erzeugen, eine Verstärker-/Hauptzylindereinheit
zum Bilden eines hydraulischen Druckes und zum Anlegen desselben
an den Radzylinder, und einen Modulator zum Steuern des hydraulischen
Druckes, welcher entsprechend einer Betriebsbedingung des Fahrzeuges
in Abstimmung mit den Signalen zugeleitet wird, welche von einer
elektronischen Steuereinheit übertragen
werden.
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Der
Modulator ist mit einem normal offen- und einen normal geschlossen-Elektromagnetventil zum
Steuern der Versorgung des Radzylinders mit Bremsdruckes ausgestattet.
Das normal offen-Elektromagnetventil ist ausgelegt, um bei einem
normalen Bremsmodus einen offenen Zustand zur Versorgung des hydraulischen
Druckes an dem Druck aus dem Hauptzylinder ohne Druckverringerung
bei zubehalten und um in einem Schlupfsteuermodus eine Menge des
Hydrauliköles
zum Kontrollieren des Bremsdruckes zu steuern.
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Das
normal offen-Elektromagnetventil steuert eine Menge des Hydrauliköles durch
einen einfachen Auf/Zu-Betrieb eines Stössels. Demnach ist der Durchfluss
des Hydrauliköles,
welches durch das Ventil fließen
kann, in dem Schlupfsteuermodus der gleiche wie in dem normalen
Bremsmodus.
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Daher
kann bei einem derartigen herkömmlichen
normal offen-Elektromagnetventil
eine Menge des zuzuführenden
Hydraulikdruckes nicht genau gesteuert werden, wodurch eine genaue
Durchführung
einer Schlupfsteuerung erschwert wird. Des weiteren kann durch die
Pulsation des Fluides aufgrund der Stösselbewegung zwischen der offenen und
der geschlossenen Position ein sogenannter Wasserschlageffekt (water
hammering phenomenon) auftreten, durch welchen Geräusche erzeugt
und die Haltbarkeit der Teile verringert werden.
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Um
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wurde ein normal offen-Elektromagnetventil
entwickelt, welches zur Reduktion einer Menge des Fluides, welches
dem Radzylinder zugeführt
wird, im Verhältnis
einer Schlupfrate ausgelegt ist, wobei die Pulsation des Fluides
während
einer Schlupfsteuerung vermindert wird.
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Ein
Beispiel für
ein derartiges normal offenes Elektromagnetventil ist aus dem US-Patent 5,647,644
bekannt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst das in diesem Patent beschriebene
normal offne Elektromagnetventil einen Ventilsitz 23, einen
magnetischen Kern 21, einen Stössel 22 und einen
Kolben 24. Alle diese Teile sind in einem Ventilgehäuse 20 eingebaut.
Der Ventilsitz 23 ist mit einer Presspassung in einem unteren
Bereich des Ventilgehäuses 20 angeordnet
und mit einem länglichen
Durchgangsloch versehen. Der Stössel 22 ist
zum Durchgang durch den magnetischen Kern 21 gelagert,
so dass dessen unteres Ende in der Nähe der Oberseite des Ventilsitzes 23 angeordnet
ist. Der Kolben 24 umgibt den Ventilsitz 23 und
ist gegen den magnetischen Kern 21 durch eine Feder 25 vorgespannt.
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Das
normal offen-Elektromagnetventil ist mit zwei Öffnungen versehen. Eine von
denen ist eine unveränderliche Öffnung,
welche an einem oberen Ende des Ventilsitzes 23 ausgebildet
ist, und die andere ist eine variable Öffnung 40, welche
durch eine Nut 26 definiert ist, welche an der Oberseite
des Kolbens 24 gebildet ist, wenn der Kolben 24 den
magnetischen Kern 21 während
einer Schlupfsteuerung kontaktiert.
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Zusätzlich ist
ein hydraulischer Abzweigkanal 31 zwischen einer Seitenwand
des Ventilsitzes 23 und dem Ventilgehäuse 20 bestimmt, so
dass der durch den Einlass 27 zugeführte Hydraulikdruck durch den
hydraulischen Abzweigkanal 31 an den Kolben 24 angelegt
werden kann, wodurch der Kolben 24 nach oben verschoben
wird, wobei gleichzeitig die Vorspannkraft der Feder 25 überwunden
wird. Ein gestufter Bereich 23a ist an einer anderen unteren
Seite des Ventilsitztes 23 ausgebildet, so dass der Ventilsitz 23 als
Presspassung in das Ventilgehäuse 20 eingefügt ist.
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In
dem normalen Bremsmodus wird der Stössel 22 nach oben
gedrückt,
während
der Kolben 24 durch die Feder 25 nach unten vorgespannt
ist. Daher wird Hydrauliköl
durch den Einlass 27 zugeführt und dann zu einem Auslass 28 durch
die unveränderliche Öffnung 30 geleitet.
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In
dem Schlupfsteuermodus ist der Stössel 22 nach unten
geschoben, um die unveränderliche Öffnung 30 zu
schließen.
Als Ergebnis wird das durch den Einlass 27 zugeführte Hydrauliköl durch
den hydraulischen Abzweigkanal 32 an den Kolben 24 angelegt,
so dass durch eine Bewegung nach oben die Oberseite des Kolbens 24 den
magnetischen Kern 21 kontaktiert, während die elastische Kraft
der Feder 25 überwunden
wird. Danach und wenn der Stössel nach
oben bewegt ist wird der durch den Hauptzylinder erzeugte Hydraulikdruck
an den Radzylinder durch die variable Öffnung 40 geleitet,
welche durch die Nut 26 des den magnetischen Kern 21 kontaktierenden
Kolbens 24 gebildet ist.
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Wenn
die Bremskraft zurückgenommen
wird, kehrt das Hydrauliköl
innerhalb des Radzylinders zu dem Hauptzylinder durch die Rückflussleitung 29 zurück, welche
durch das Ventilgehäuse 20 verläuft, um den
Einlass 27 mit dem Auslass 28 zu verbinden. Danach
wird der Stössel 22 nach
oben bewegt, so dass das Elektromagnetventil in seinen offenen Zustand zurückgelangt.
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Da
der untere Bereich des Ventilsitzes mit dem gestuften Bereich und
dem den Abzweigkanal bildenden Bereich ausgebildet ist, und der
den Abzweigkanal bildenden Bereich genau geformt sein muss, ist
es bei dem oben beschriebenen normal offenen-Elektromagnetventil
schwierig, den Ventilsitz zu fertigen.
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Zudem
ist die Gesamtgröße des Elektromagnetventiles
groß,
da das speziele Ventilgehäuse den
magnetischen Kern, den Ventilsitz, den Kolben und die Fluidleitungen
aufnehmen muss.
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Die
Erfindung ist daher befasst mit der Lösung der oben genannten Probleme.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Elektromagnetventil für ein Antiblockier-Bremssystem
zu schaffen, bei welchem eine Menge des Hydrauliköles, welches
während
einer Schlupfsteuerung zuzuführen
ist, variierbar ist.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Elektromagnetventil
zu schaffen, welches einen einfachen Aufbau aufweist und einfach
zu fertigen ist.
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Die
Aufgabe wird durch ein Elektromagnetventil mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Das
Elektromagnetventil der oben angegebenen Art umfasst erfindungsgemäß eine Spuleneinheit,
welche innerhalb eines Joches zum Erzeugen eines elektromagnetischen
Feldes bei Anlegen eines elektrischen Stromes angeordnet ist, einen
Anker, welcher entlang einer Mittenachse des Jochs angeordnet ist,
wobei der Anker entlang der Mittenachse durch das elektromagnetische
Feld verschiebbar ist, einen Stössel,
welcher mit dem Anker verbunden ist, einen magnetischen Kern, welcher
mit einer unveränderlichen Öffnung versehen
ist, welche durch den Stössel
zum selektiven Herstellen einer Leitungsverbindung zwischen der
Fluideinlassleitung und der Fluidauslassleitung geöffnet und
geschlossen werden kann, wobei ein Ende des magnetischen Kerns fest
in einer Bohrung des Modulatorblockes eingefügt ist, einen Kolben, welcher
unter dem magnetischen Kern verschiebbar angeordnet ist, um entsprechend einem
Bremsmodus die in dem magnetischen Kern ausgebildete unveränderliche Öffnung zu
kontaktieren oder davon fortbewegt zu werden, wobei der Kolben mit
einer variablen Öffnung
versehen ist, welche in Leitungsverbindung mit der unveränderlichen Öffnung bringbar
ist, wenn der Kolben die unveränderliche Öffnung kontaktiert,
wobei ein Querschnitt der variablen Öffnung kleiner als der Querschnitt
der unveränderlichen Öffnung ist,
wobei der Kolben in einem Schlupfsteuermodus die unveränderliche Öffnung kontaktiert,
so dass das Fluid lediglich über
die variable Öffnung
an den Radzylinder geleitet wird, nachdem es durch die unveränderliche Öffnung und die
Fluidauslassleitung geflossen ist, wobei der Kolben, der die variable Öffnung mit
kleinerem Querschnitt trägt,
abgedichtet in dem magnetischen Kern geführt ist und wobei neben der
variablen Öffnung, die
an die unveränderliche Öffnung ansetzbar
ist, im Kolben weitere Öffnungen
als Abzweigleitungen vorhanden sind, durch welche der Raum über dem
Kolben ungedrosselt mit dem anstehenden Eingangsdruck beaufschlagbar
ist, so dass dieser Raum stets druckausgeglichen ist und hier die
größere unveränderliche Öffnung des
Ventils für
einen schnellen Druckanstieg wirksam ist.
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Der
Kolben kontaktiert in einem Schlupfsteuermodus die unveränderliche Öffnung,
so dass lediglich das Fluid von innerhalb der variablen Öffnung dem
Radzylinder zugeleitet wird, nachdem es noch durch die unveränderliche Öffnung und
die Fluideuslassleitung geflossen ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist der magnetische Kern mit einem Ventilsitz
versehen, in welchem die unveränderliche Öffnung ausgebildet ist.
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Weiterhin
ist der Kolben mit einer Kolbenleitung versehen, welche sich koaxial
zu der variablen Öffnung
zum Herstellen einer Leitungsverbindung zwischen der Fluideinlassleitung
und der variablen Öffnung
erstreckt, wobei die Abzweigleitungen von der Kolbenleitung in einem
vorgegebenen Winkel abzweigen, so dass das durch die Fluideinlassleitung zugeführte Fluid
zu der unveränderlichen Öffnung in einem
normalen Bremsmodus leitbar ist.
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Vorzugsweise
liegt der vorgegebene Winkel in einem Bereich zwischen 90 und 150° und zumindest
ein O-Ring ist um einen Außenumfang
des Kolbens vorgesehen.
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Eine
Feder ist zwischen dem Kern und dem Kolben angeordnet, wobei die
Feder den Kolben in eine Richtung von der unveränderlichen Öffnung des magnetischen Kerns
weg in einem normalen Bremsmodus vorspannt.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist der magnetische Kern mit einem Fluidauslassloch
zum Leiten des durch die unveränderliche Öffnung zugeführten Fluides
zu der Fluidauslassleitung versehen. Eine Lippendichtung ist zwischen
einem Außenumfang
des magnetischen Kerns und der Bohrung des Modulatorblocks vorgesehen.
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Das
Elektromagnetventil kann weiterhin ein Fluidführungselement aufweisen, das
in die Bohrung unter dem Kolben fest eingefügt ist, wobei das Fluidführungselement
als eine Einrichtung zum Führen des
von dem Hauptzylinder an den Kolben zugeleiteten Fluides als auch
als ein Anschlag zum Begrenzen der Abwärtsbewegung des Kolbens ausgebildet
ist.
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Eine
Führungsröhre ist
in dem Fluidführungselement
ausgebildet, um eine Führungsleitung zu
bilden, welche in Leitungsverbindung mit der Fluideinlassleitung
steht, wobei ein Bereich der Führungsröhre sich
zu dem Kolben erstreckt.
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Die
Führungsröhre ist
an einer Oberseite mit einem ersten Verbindungsloch zum Verbinden
der Führungsleitung
mit der variablen Öffnung
versehen, und an einer Seite sind mehrere zweite Verbindungslöcher zum
Beaufschlagen des Fluides an ein unteres Ende des Kolbens in einem
Schlupfsteuermodus vorgesehen.
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Eine
Lippendichtung ist zwischen einem Außenumfang des Fluidführungselementes
und der Bohrung in dem Modulatorblock angeordnet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die variable Öffnung
durch mehrere Fluidnuten definiert, welche an einer Oberseite des
Kolbens ausgebildet sind, wobei eine Weite der Nuten kleiner als
der Durchmesser der unveränderlichen Öffnung ist,
und der Kolben ist mit einer Kolbenleitung versehen, welche durch
die Mittenachse verläuft und
die Fluideinlassleitung mit der variablen Öffnung verbindet und der Kolben
weist mehrere Abzweigleitungen auf, welche von der Kolbenleitung
in einem vorgegebenen Winkel abzweigen, so dass das durch die Fluideinlassleitung
zugeführte
Fluid zu der unveränderlichen Öffnung in
einen normalen Bremsmodus geleitet werden kann.
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Der
vorgegebene Winkel liegt in einem Bereich zwischen 90° und 150°.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der magnetische Kern mit einer Bypassleitung versehen,
welche mit der Fluideuslassleitung verbunden ist, der Kolben ist
mit einer Rücklaufleitung
zum Verbinden der Bypassleitung mit der Fluideinlassleitung versehen,
und ein Rückschlagventil
ist innerhalb der Rücklaufleitung
angeordnet.
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Vorzugsweise
ist ein Filter zum Zurückhalten von
festen Bestandteilen in dem zugeführten Fluid vorgesehen.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, welche ausdrücklich
Teile der Offenbarung bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundgedanken der
Erfindung.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Elektromagnetventiles
für ein
Antiblockier-Bremssystems;
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem normalen Bremsmodus vollständig geöffnet ist;
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht durch ein Elektromagnetventil für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geschlossen ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei ein Kolben gezeigt ist, welcher in einem Schlupfsteuermodus
die unveränderliche Öffnung kontaktiert;
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geöffnet ist;
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem normalen Bremsmodus vollständig geöffnet ist;
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7 ist
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geschlossen ist;
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8 zeigt
eine Querschnittansicht durch ein Elektromagnetventil für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei ein Kolben gezeigt ist, welcher in einem Schlupfsteuermodus
die unveränderliche Öffnung kontaktiert.
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geöffnet ist;
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10 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem normalen Bremsmodus komplett geöffnet ist;
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11 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geschlossen ist;
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12 zeigt
eine Querschnittsansicht durch ein Elektromagnetventil für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei ein Kolben gezeigt ist, welcher in einem Schlupfsteuermodus
die unveränderliche Öffnung kontaktiert;
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13 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Elektromagnetventiles für ein Antiblockier-Bremssystem
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung, wobei eine unveränderliche Öffnung gezeigt ist,
welche in einem Schlupfsteuermodus vollständig geöffnet ist;
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14a ist eine perspektivische Ansicht, welche einen
Kolben gemäß einem
abgeänderten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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14b ist eine Querschnittsansicht durch den in 14A gezeigten Kolben;
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15a ist eine perspektivische Ansicht, welche einen
Kolben gemäß einem
anderen abgeänderten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; und
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15b ist eine Querschnittsansicht durch den in 15A gezeigten Kolben.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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Grundsätzlich umfasst
ein Antiblockier-Bremssystem Radzylinder, welche zum Erzeugen der
Bremskraft durch einen hydraulischen Druck an den Rädern des
Fahrzeuges vorgesehen sind, einen Druckverstärker und Hauptzylinder zum
Erzeugen des hydraulischen Druckes und zum Übertragen auf die Radzylinder
und eine Modulator- und elektronische Steuereinheit zum Steuern
des hydraulischen Druckes.
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In
dem Modulator sind normal offene Elektromagnetventile zum Steuern
des Flusses des Öles vorgesehen,
welche von dem Hauptzylinder an die Radzylinder übertragen werden.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht eines normal offenen Elektromagnetventiles
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Ein
normal offenes Elektromagnetventil gemäß dieser Ausführungsform
ist mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnet. Das normal
offene Elektromagnetventil 100 umfasst eine Spuleneinheit 102, welche
zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes bei Beaufschlagung
von elektrischem Strom innerhalb eines Jochs 101 angeordnet
ist, eine zylindrische Hülse 103,
welche innerhalb eines axialen Loches des Jochs 101 angeordnet
ist, einen Anker 104, welcher innerhalb der Hülse 103 angeordnet und
unter Einwirkung des durch die Spuleneinheit 102 erzeugten
elektromagnetischen Feldes nach oben und unten bewegbar ist, einen
mit dem Anker 104 verbundenen Stössel 105 und einen
magnetischen Kern 106, welcher mittels einer Presspassung in
einer Bohrung 153 des Modulatorblocks 150 eingefügt ist.
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Ein
Ventilsitz 110 ist kraftschlüssig in einen Ventilsitzaufnahmeraum 106a eingefügt, welcher durch
einen unteren Bereich des magnetischen Kerns 106 definiert
ist, wobei der Ventilsitz 110 an seiner Oberseite mit einer
unveränderlichen Öffnung 110 versehen
ist, welche einen vorgegebenen Durchmesser aufweist. Ein Kolben 120,
welcher mit einer variablen Öffnung 121 versehen
ist, ist innerhalb einer Fluiddruckkammer 112 angeordnet,
welche durch den Ventilsitz 110 definiert ist, so dass
der Kolben 120 verschiebbar zum Kontaktieren oder Entfernen
von der unveränderlichen Öffnung 111 des
Ventilsitzes 110 ist.
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Der
Stössel 105 erstreckt
sich durch ein Mittenloch des magnetischen Kerns 106, und
erstreckt sich zu der unveränderlichen Öffnung 111 des
Ventilsitzes 110. Zum Schließen und Öffnen des oberen Bereiches
der unveränderlichen Öffnung 111 ist
an einem Boden eines unteren Endes des Stössels 105 eine Kugel 105a vorgesehen.
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Erste
und zweite Sitzbereiche 111a und 111b sind an
dem Stössel 105 bzw.
dem Kolben 120 entsprechend an dem oberen bzw. unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 111 ausgebildet.
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Zwischen
dem Ventilsitz 110 und dem Stössel 105 ist eine
erste Feder 107 zum Vorspannen des Stössels 105 nach oben
angeordnet, um die unveränderliche Öffnung 111 während eines
normalen Bremsbetriebes in einem offenen Zustand zu halten. Zwischen
dem Kolben 120 und dem magnetischen Kern 106 ist
eine zweite Feder 127 zum Vorspannen des Kolbens 120 nach
unten angeordnet, um den Kolben 120 in einer Position entfernt
von der unveränderlichen Öffnung 111 während eines
normalen Bremsbetriebes zu halten.
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Zusätzlich ist
der Modulatorblock 150 mit einer Fluideinlassleitung 151,
welche sowohl mit einem Hauptzylinder 90 und einer Hydraulikpumpe 91 verbunden
ist, und mit einer Fluidauslassleitung 152 versehen, welche
mit einem Radzylinder 92 verbunden ist. Daher wird eine
Bremsbetätigung
durchgeführt, indem
Fluid von dem Hauptzylinder 90 oder der Hydraulikpumpe 91 über die
Fluideunlassleitung 151, die unveränderliche Öffnung 111 und die
Fluidauslassleitung 152 zu dem Radzylinder 92 geleitet
wird. Dies wird nachfolgend noch detaillierter beschrieben.
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Der
magnetische Kern 106 ist an seinem unteren Bereich mit
einem Fluidauslassloch 106b versehen, durch welches durch
die unveränderliche Öffnung 111 zugeführtes Fluid
zu der Fluidauslassleitung 152 geleitet wird.
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Ein
oberer Bereich 120a des Kolbens 120 ist verschiebbar
innerhalb der Fluiddruckkammer 112 angeordnet, welche durch
den Ventilsitz 110 definiert ist. An dem oberen Bereich 120a des
Kolbens 120 ist weiter an seiner Außenseite ein O-Ring 124 vorgesehen,
durch welchen verhindert wird, dass eine Fluidleckage durch einen
Spalt zwischen dem Kolben 120 und dem Ventilsitz 110 erfolgt.
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Ein
unterer Bereich 120b des Kolbens 120 ist verschiebbar
innerhalb der Bohrung 153 des Modulatorblocks 150 angeordnet
und an seinem Außenumfang
mit einer Lippendichtung 125 versehen, durch welche verhindert
wird, dass eine Fluidleckage durch einen Spalt zwischen dem Kolben 120 und
der Bohrung 153 erfolgt.
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Ein
Fluidführungselement 130 ist
fest in der Bohrung 153 unter dem Kolben 120 eingefügt. Das Fluidführungselement 130 funktioniert
als ein Mittel zur Führung
des Fluides, welches von dem Hauptzylinder 90 oder der
Hydraulikpumpe 91 zu dem Kolben 120 zugeführt wird.
Das Fluidführungsgelement 130 funktioniert
weiter als ein Anschlag zum Begrenzen der Abwärtsbewegung des Kolbens 120.
Das Fluidführungselement 130 ist
mit einer Führungsleitung 131 versehen,
welche in Leitungsverbindung mit der Fluideinlassleitung 151 steht.
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Der
Kolben 120 ist mit einer Kolbenleitung 123, welche
durch eine Mittenachse verläuft
und die Fluideinlassleitung 151 mit der unveränderlichen Öffnung 111 verbindet,
mehreren Abzweigleitungen 122, welche rechtwinklig von
der Kolbenleitung 123 abzweigen, um die Kolbenleitung 123 mit
der Fluiddruckkammer 112 zu verbinden, und einer variablen Öffnung 121 versehen,
welche koaxial zu der Kolbenleitung 123 verläuft, um
die Kolbenleitung 123 mit der Fluiddruckkammer 112 zu
verbinden. Der Durchmesser der variablen Öffnung 121 ist kleiner
als der der unveränderlichen Öffnung 111.
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Ein
Filter 135 ist an einem Boden des Fluidleitungselementes 130 vorgesehen,
um feste Bestandteile in dem Fluid zurückzuhalten.
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Der
Betrieb des oben beschriebenen, normal offenen Elektromagnetventiles
wird nachfolgend mit Bezug auf die 2 bis 5 im
Detail erläutert.
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Wenn
ein Fahrer ein Bremspedal in einen normalen Bremsmodus drückt, wird
ein durch den Hauptzylinder 90 gebildeter Bremsdruck über das normal
offene Elektromagnetventil 100 an den Radzylinder 92 zugeleitet.
Da sich das normal offene Elektromagnetventil 100, wie
in 2 gezeigt, einen offenen Zustand beibehält, wird
der Bremsdruck durch die Fluideinlassleitung 151, die Führungsleitung 131 des
Fluidführungselementes 130,
die Kolbenleitung, die Abzweigleitungen sowie die variable Öffnung 123, 122 und 121 des
Kolbens 120, die unveränderliche Öffnung 111,
das Fluidauslassloch 106b und die Fluidauslassleitung 152 in
dieser Reihenfolge geleitet, worauf dann der Bremsdruck an den Radzylinder 92 angelegt
wird, um den normalen Bremsbetrieb zu verwirklichen. Da der Bremsdruck effektiv
an die unveränderliche Öffnung 111 durch
die Führungsleitung 131,
die Abzweigleitungen 122 und die variable Öffnung 121 zugeführt wird,
kann zu diesem Zeitpunkt ein Ansprechen der Bremse schnell erfolgen.
Wenn der Fahrer das Bremspedal loslässt, fließt der Bremsdruck innerhalb
des Radzylinders 92 zu dem Hauptzylinder 90 über das
normal offene Elektromagnetventil 100 zurück, um die
Bremskraft zu reduzieren oder zu lösen.
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Wenn
zudem ein Schlupf an einem Rad auftritt, wird das normal offene
Elektromagnetventil 100 betätigt, um einen Schlupfsteuermodus
zu bewirken, bei welchem der Bremsdruck verringert, beibehalten oder
erhöht
wird. Dies wird nachfolgen im Detail beschrieben.
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Bei
dem Druckverringerungs- oder Druckbeibehaltungsbetrieb ist das normal
offene Elektromagnetventil 100 geschlossen, um den Bremsdruck
innerhalb des Radzylinders 92 zu reduzieren oder beizubehalten.
Dabei wird, wenn – wie
in 3 gezeigt ist – ein elektrischer Strom an
dem Elektromagnetventil 100 angelegt ist, der Stössel 105 unter Überwindung
der Vorspannkraft der ersten Feder 107 nach unten bewegt,
so dass die Kugel 105a an dem ersten Sitzbereich 111a abgesetzt
wird. Dabei wird die unveränderliche Öffnung 111 vollständig geschlossen.
Als Ergebnis wird kein Bremsdruck mehr an den Radzylinder 92 geliefert.
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Da
der Bremsdruck über
die Fluideinlassleitung 151 kontinuierlich an das Elektromagnetventil 100 geliefert
wird, wird zu diesem Zeitpunkt der Druck innerhalb des Elektromagnetventiles 100 abrupt
erhöht.
Der erhöhte
Bremsdruck wirkt zwischen dem untern Ende des Kolbens 120 und
dem oberen Ende des Fluidführungselementes 130 und,
wenn eine Druckdifferenz zwischen der Fluideinlassleitung 151 und
der Fluideunlassleitung 152 höher als ein vorgegebenes Niveau
erzeugt wird, bewegt sich der Kolben 120 unter Überwindung
der Vorspannkraft der zweiten Feder 127 nach oben, so dass
der Kolben 120 den zweiten Sitzbereich 111b – wie in 4 gezeigt – kontaktiert.
In einem Zustand, in welchem der obere Öffnungsbereich der unveränderlichen Öffnung 111 durch
die Kugel 105a des Stössels 105 geschlossen
ist, tritt demgemäß der untere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 111 in
Leitungsverbindung mit der variablen Öffnung 121 des Kolbens 120.
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In
diesem Zustand, wenn ein an das Elektromagnetventil angelegter elektrischer
Strom für
den Druckerhöhungsbetrieb
unterbrochen wird – wie
in 5 gezeigt –,
wird der Stössel
durch die Vorspannkraft der ersten Feder 107 nach oben
bewegt, wobei der obere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 111 geöffnet wird.
Wenn der obere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 11 geöffnet ist, wird
das Fluid innerhalb der variablen Öffnung 121 über die
unveränderliche Öffnung 111 und
das Fluidauslassloch 106b zu dem Radzylinder 22 geleitet, wodurch
der Bremsdruck erhöht
wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Druck stabil zugeführt werden, obwohl
eine Druckdifferenz zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 111 auftritt,
da der Durchmesser der variablen Öffnung 121 relativ
klein ist.
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Wenn
eine Druckdifferenz zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 111 beseitigt
ist, wenn der Hydraulikdruck zugeleitet wird, wird der Kolben 120 nach
unten durch die Vorspannkraft der zweiten Feder 127 bewegt,
um sich von dem zweiten Sitzbereich 111b des Ventilsitzes 110 zu
entfernen. Als Ergebnis wird der Bremsdruck zu der unveränderlichen Öffnung 111 sowohl
durch die variable Öffnung 121 als
auch durch die Abzweigleitungen 122 geleitet.
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Wenn,
wie beschrieben, der Bremsdruck im Schlupfmodus erhöht wird,
kann der Druckimpuls und das Geräusch,
welche zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich der unveränderlichen Öffnung 111 auftreten,
in hohem Maße
reduziert werden und der Bremsbetrieb kann effektiv durchgeführt werden,
da der Bremsdruck durch die variable Öffnung 121 und die
unveränderliche Öffnung 111 stabil zugeleitet
wird.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht eines normal offenen Elektromagnetventiles
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. Eine Beschreibung der Teile, welche identisch zu
denen der ersten Ausführungsform
sind und das gleiche Bezugszeichen haben, wird nachfolgend weggelassen.
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Wie
in 6 gezeigt ist, umfasst ein normal offenes Elektromagnetventil 200 einer
zweiten Ausführungsform
einen magnetischen Kern 206, welcher mit einer Presspassung
in eine Bohrung 153 des Modulatorblocks 150 eingefügt ist.
Weiter ist ein Ventilsitz 210 mittels Presspassung in einen
Ventilsitzaufnahmeraum 206a eingefügt, welcher durch den unteren
Bereich des magnetischen Kerns 206 definiert ist, wobei
der Ventilsitz 210 an seiner Oberseite mit einer unveränderlichen Öffnung 211 mit
einem vorgegebenen Durch messer versehen ist. Ein mit einer variablen Öffnung 221 versehener
Kolben 220 ist innerhalb der Fluiddruckkammer 212 angeordnet,
welche durch den Ventilsitz 210 definiert ist, so dass
der Kolben 220 zum Kontaktieren oder Entfernen von der unveränderlichen Öffnung 211 des
Ventilsitzes 210 verschiebbar ist. Der Stössel 105 ist
durch ein Mittenloch des magnetischen Kerns 206 hindurch
angeordnet und erstreckt sich zu der unveränderlichen Öffnung 211 des Ventilsitzes 210.
An einem Boden eines unteren Endes des Stössels 105 ist eine
Kugel 105a zum Schließen
und Öffnen
eines oberen Öffnungsbereiches
der unveränderlichen Öffnung 211 vorgesehen.
Erste und zweite Sitzbereiche 210a und 211b für die entsprechende
Kugel 105a des Stössels 105 und
den Kolben 220 sind an dem oberen bzw. unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 ausgebildet.
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Zwischen
dem Ventilsitz 210 und dem Stössel 105 ist eine
erste Feder 107 zum Vorspannen des Stössels 105 nach oben
vorgesehen, so dass die unveränderliche Öffnung 211 in
einem offenen Zustand während
eines normalen Bremsbetriebes gehalten wird. Zwischen dem Kolben 220 und
dem Ventilsitz 210 ist eine zweite Feder 227 zum
Vorspannen des Kolbens 220 nach unten vorgesehen, um den
Kolben 220 in einer Position entfernt von der unveränderlichen Öffnung 211 während des
normalen Bremsbetriebes zu halten.
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Der
magnetische Kern 206 ist an seinem unteren Bereich mit
einem Fluidauslassloch 206b versehen, durch welches das
durch die unveränderliche Öffnung 211 zugeführte Fluid
zu der Fluidauslassleitung 152 geleitet wird.
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Ein
oberer Bereich 220a des Kolbens 220 ist innerhalb
der Fluiddruckkammer 212 verschiebbar gelagert.
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Ein
Fluidführungselement 230 ist
fest in die Bohrung 153 unter dem Kolben 220 eingefügt. Das Fluidführungselement 230 dient
als ein Mittel zum Führen
des Fluides, welches von dem Hauptzylinder 90 oder der
Hydraulikpumpe 90 zu dem Kolben 220 zugeführt wird.
Das Fluidführungselement 230 dient weiter
als ein Anschlag zum Begrenzen der Abwärtsbewegung des Kolbens 220.
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Eine
Führungsröhre 230a ist
in ein Mittenloch des Fluidführungselementes 230 eingesetzt, wobei
eine Führungsleitung 231 definiert
ist, welche mit der Fluideinlassleitung 151 in Leitungsverbindung steht.
Die Führungsröhre 230a erstreckt
sich innerhalb des Kolbens 220, wobei an ihrer Oberseite
ein erstes Verbindungsloch 232 vorgesehen ist, durch welches
das Fluid innerhalb der Führungsleitung 231 zu
dem Kolben 220 geleitet wird und an der Seite der ein unteres
Ende des Kolbens 220 kontaktierenden Seite der Führungsröhre 230a eine
Vielzahl von zweiten Verbindungslöchern 233 vorgesehen
sind.
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Der
Kolben 220 ist mit einer Kolbenleitung 223, welche
durch eine Mittenachse ausgebildet und die Führungsleitung 231,
welche durch die Führungsröhre 230 definiert
ist, mit der unveränderlichen Öffnung 211 verbindet,
einer Vielzahl von Abzweigleitungen 222, welche senkrecht
von der Kolbenleitung 223 abzweigen, um die Kolbenleitung 223 mit
der Fluiddruckkammer 212 zu verbinden, und einer variablen Öffnung 221 versehen,
welche sich koaxial zu und von der Kolbenleitung 223 erstreckt,
um die Kolbenleitung 223 mit der Fluiddruckkammer 212 zu
verbinden. Der Durchmesser der variablen Öffnung 221 ist kleiner
als der der unveränderlichen Öffnung 211.
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Erste
und zweite O-Ringe 224a und 224b sind um einen
unteren Bereich 220b des Kolbens 220 angeordnet.
Eine Lippendichtung 225 ist um das Fluidführungselement 230 vorgesehen,
um zu verhindern, dass eine Fluidleckage durch einen Spalt zwischen
dem Fluidführungselement 230 und
der Bohrung 153 erfolgt.
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Ein
Filter 135 ist an einem Boden des Fluidführungselementes 230 vorgesehen,
um feste Bestandteile in dem Fluid zurückzuhalten.
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Der
Betrieb des oben beschriebenen normal offenen Elektromagnetventiles
wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf 6 bis 9 erläutert.
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Wenn
in einem normalen Bremsmodus ein Fahrer das Bremspedal niederdrückt, wird
ein durch den Hauptzylinder 90 gebildeter Bremsdruck an
den Radzylinder 92 durch das normal offene Elektromagnetventil 200 geleitet.
Da das normal offene Elektromagnetventil 200 in einem offenen
Zustand gehalten wird – wie
in 6 gezeigt –,
wird der Bremsdruck durch die Fluideinlassleitung 151,
die Führungsleitung 231,
welche durch die Führungsröhre 230a,
die Kolbenleitung, die Abzweileitungen und die variable Öffnung 223, 222 und 221 des
Kolbens 220 definiert ist, die unveränderliche Öffnung 211, das Fluidauslassloch 206b und
die Fluidauslassleitung 152 in dieser Reihenfolge geleitet.
Dann wird der Bremsdruck auf den Radzylinder 92 gerichtet,
um den normalen Bremsbetrieb durchzuführen. Da der Bremsdruck effektiv
an die unveränderliche Öffnung 211 durch
die Führungsleitung 231,
die Abzweigleitungen 222 und die variable Öffnung 221 geleitet
wird, kann zu diesem Zeitpunkt ein schnelles Ansprechen der Bremse verwirklicht
werden. Wenn der Fahrer das Bremspedal loslässt, fließt der Bremsdruck innerhalb
des Radzylinders 92 zu dem Hauptzylinder 90 durch
das normal offene Elektromagnetventil 200 zurück, um die Bremskraft
zu verringern oder zu lösen.
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Wenn
ein Schlupf an dem Rad auftritt, wird zusätzlich in dem Druckverringerungs-
oder Aufrechterhaltungsbetrieb ein elektrischer Strom an das Elektromagnetventil 200 – wie in 7 gezeigt – angelegt,
und dann wird der Stössel 105 unter Überwindung
der Vorspannkraft der ersten Feder 107, nach unten bewegt,
so dass die Kugel 105a auf den ersten Sitzbereich 211a ausgesetzt
wird. Hierdurch wird die unveränderliche Öffnung 211 vollständig verschlossen.
Als ein Ergebnis wird kein Bremsdruck mehr an den Radzylinder 92 geleitet.
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Da
der Bremsdruck kontinuierlich zu dem Elektromagnetventil 200 durch
die Fluideinlassleitung 151 zugeführt wird, steigt zu diesem
Zeitpunkt der Druck innerhalb des Elektromagnetventiles 200 abrupt
an. Der erhöhte
Bremsdruck wirkt zwischen dem unteren Ende des Kolbens 220 und
dem oberen Ende des Fluidführungselementes 230 durch
die zweiten Verbindungslöcher 233 der
Führungsröhre 230a hindurch.
Und wenn eine Druckdifferenz zwischen der Fluideinlassleitung 151 und
der Fluidauslassleitung 152 höher als ein vorgegebenes Niveau erzeugt
wird, bewegt sich der Kolben 220 unter Überwindung der Vorspannkraft
der zweiten Feder 227 nach oben, so dass der Kolben 220 den
zweiten Sitzbereich 211b kontaktiert, wie in 8 gezeigt
ist. In einem Zustand, in welchem der obere Öffnungsbereich der unveränderlichen Öffnung 211 durch
die Kugel 105a des Stössels 105 geschlossen
ist, steht der untere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 demgemäß in Verbindung
mit der variablen Öffnung 221 des
Kolbens 220.
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Wenn
in diesem Zustand an ein an das Elektromagnetventil 200 angelegter
elektrischer Strom für den
Druckerhöhungsbetrieb
unterbrochen wird, wie in 9 gezeigt,
bewegt sich der Stössel 105 durch die
Vorspannkraft der ersten Feder 107 nach oben. Hierdurch
wird ein oberer Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 geöffnet. Wenn
der obere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 geöffnet wird,
wird das Fluid innerhalb der variablen Öffnung 221 durch die
unveränderliche Öffnung 211 und
das Fluidauslassloch 206b an den Radzylinder 92 geleitet,
wodurch der Bremsdruck erhöht
wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Druck stabil zugeführt werden,
obwohl eine Druckdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 auftritt,
da der Durchmesser der variablen Öffnung 211 relativ
klein ist.
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Wenn
die Druckdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 211 bei
Zuführung
des Hydraulikdruckes beiseitigt ist, wird der Kolben 220 durch
die Vorspannkraft der zweiten Feder 227 nach unten bewegt,
um von dem zweiten Sitzbereich 211b des Ventilsitzes 210 entfernt
zu werden. Als Ergebnis wird der Bremsdruck an die unveränderliche Öffnung 211 sowohl
durch die variable Öffnung 221 als
auch durch die Abzweigleitungen 222 geleitet.
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Wenn,
wie beschrieben, der Bremsdruck in dem Schlupfmodus erhöht wird,
kann der Druckimpuls und das Geräusch,
welche zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich der unveränderlichen Öffnung 211 auftreten,
weitgehend verringert werden und der Bremsbetrieb kann effektiv
durchgeführt
werden, da der Bremsdruck über
die variable Öffnung 221 und
die unveränderliche Öffnung 211 stabil
zugeführt
wird.
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10 zeigt
eine Querschnittsansicht eines normal offenen Elektromagnetventils
gemäß einer dritten
Ausführungsngsform
der Erfindung. Eine Beschreibung der Teile, welche identisch zu
den Teilen der ersten Ausführungsform
sind und das gleiche Bezugszeichen haben, werden nachfolgend weggelassen.
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Ein
normal offenes Elektromagnetventil 300 gemäß einer
dritten Ausführungsform – wie in 10 gezeigt – umfasst
einen Kolben 320, welcher in einem magnetischen Kern 306,
mit einer unveränderlichen Öffnung 311 angeordnet
ist. Der Kolben 320 ist mit einer variablen Öffnung 321 versehen,
welche der unveränderlichen Öffnung 311 des
magnetischen Kerns 306 gegenüberliegt und derart verschiebbar ist,
dass die variable Öffnung 321 die
unveränderliche Öffnung 311 des
magnetischen Kerns 306 kontaktieren oder von dieser entfernt
werden kann. Zwischen dem magnetischen Kern 306 und dem
Stössel 105 ist
eine erste Feder 107 zum Vorspannen des Stössels 105 nach
oben angeordnet, so dass die unveränderliche Öffnung 311 in einem
offenen Zustand während
eines normalen Bremsbetriebes gehalten werden kann. Zwischen dem
Kolben 320 und dem magnetischen Kern 306 ist eine
zweite Feder 327 zum Vorspannen des Kolbens 320 nach
unten angeordnet, so dass der Kolben 320 in einer Position
entfernt von der unveränderlichen Öffnung 311 während des
normalen Bremsbetriebes gehalten werden kann.
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Der
magnetische Kern ist mit Presspassung in eine Bohrung 153 eingefügt, welche
in einem Modulatorblock 150 ausgebildet ist. Der magnetische Kern 306 ist
mit einem Kolbenaufnahmeraum 306a, in welchem der Kolben
verschiebbar angeordnet ist, und einem Fluidauslassloch 306b versehen,
welches zum Leiten des durch die unveränderliche Öffnung 311 zu der
Fluidauslassleitung 152 ausgebildet ist.
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Erste
und zweite Sitzbereiche 311a und 311b für die entsprechende
Kugel 105a des Stössels 105 bzw.
ein oberes Ende des Kolbens 320 sind an dem oberen Öffnungsbereich
bzw. dem unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 ausgebildet.
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Ein
erster und ein zweiter O-Ring 324a und 324b sind
um den Kolben 320 angeordnet, um zu verhindern, dass eine
Fluidleckage durch einen Spalt zwischen dem magnetischen Kern 306 und
dem Kolben 320 erfolgt. Ein dritter O-Ring 324c ist
um den magnetischen Kern 306 angeordnet, um zu verhindern,
dass eine Fluidleckage durch den Spalt zwischen dem magnetischen
Kern 306 und der Bohrung 153 erfolgt.
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Der
Kolben 320 ist mit einer Kolbenleitung 323, welche
durch eine Mittenachse ausgebildet ist und die Fluideinlassleitung 151 mit
der unveränderlichen Öffnung 311 verbindet,
und einer Vielzahl von Abzweigleitungen 322 versehen, welche
senkrecht von der Kolbenleitung 323 abzweigen, um die Kolbenleitung 323 mit
dem Kolbenaufnahmeraum 306a zu verinden. Eine variable Öffnung 321 erstreckt
sich koaxial zu und von der Kolbenleitung 323, um die Kolbenleitung 323 mit
dem Kolbenaufnahmeraum 306a zu verbinden. Der Durchmesser
der variablen Öffnung 321 ist
kleiner als der der unveränderlichen Öffnung 311.
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Eine
Bypass-Leitung 307, welche mit der Fluidauslassleitung 152 leitungsverbunden
ist, ist durch den magnetischen Kern 306 hindurch ausgebildet.
Eine Rücklaufleitung 328 zum
Verbinden der Bypass-Leitung 307 mit der Fluideinlassleitung 151 ist
durch den Kolben 320 hindurch ausgebildet. Ein Rückschlagventil 329 ist
innerhalb der Rücklaufleitung 328 angeordnet.
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Ein
Filter 135 ist an einem Boden des Kolbens 320 vorgesehen,
um feste Bestandteile in dem Fluid zurückzuhalten.
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Der
Betrieb des obenen beschriebenen normal offenen Elektromagnetventils
wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die 10 bis 13 beschrieben.
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In
einem normalen Bremsmodus – wie
in 10 gezeigt – wird
der durch den Hauptzylinder 90 erzeugte Bremsdruck durch
die Fluideinlassleitung 151, die Kolbenleitung, die Abzweigleitungen,
die variable Öffnung 223, 322 und 321 des
Kolbens 320, die unveränderliche Öffnung 311,
das Fluidauslassloch 306b und die Fluidauslassleitung 152 in
dieser Reihenfolge geleitet. Dann wird der Bremsdruck an den Radzylinder 92 geleitet,
um den normalen Bremsbetrieb zu verwirklichen. Wenn der Bremsbetrieb
vollendet ist, wird der Bremsdruck innerhalb des Radzylinders 92 über die
Bypassleitung 307 und die Rücklaufleitung 328 zu
dem Hauptzylinder 90 rückgeleitet.
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Wenn
ein Schlupf eines Rades auftritt, wird zusätzlich in den Druckverringerungs-
oder Beibehaltungsbetrieb ein elektrischer Strom an das Elektromagnetventil 300 angelegt,
wie in 11 gezeigt. Dann wird der Stössel 105 unter Überwindung
der Vorspannkraft der ersten Feder 107 nach unten verschoben,
so dass die Kugel 105a auf dem ersten Sitzbereich 311a aufgesetzt
wird. Dadurch wird die unveränderliche Öffnung 311 vollständig geschlossen.
Als Ergebnis wird kein Bremsdruck mehr an den Radzylinder 92 geliefert.
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Da
der Bremsdruck durch die Fluideinlassöffnung 151 kontinuierlich
dem Elektromagnetventil 300 zugeführt wird, erhöht sich
zu diesem Zeitpunkt der Druck innerhalb des Elektromagnetventiles 300 abrupt.
Der erhöhte
Bremsdruck wirkt auf ein unteres Ende des Kolbens 320 und,
wenn eine Druckdifferenz zwischen der Fluideinlassleitung 151 und
der Fluidauslassleitung 152 höher als ein vorgegebenes Niveau
erzeugt wird, bewegt sich der Kolben 320 nach oben unter Überwindung
der Vorspannkraft der zweiten Feder 327, so dass der Kolben 320 den
zweiten Sitzbereich 311b kontaktiert, wie in 12 gezeigt
ist. In einem Zustand, bei dem der obere Bereich der unveränderlichen Öffnung 311 durch
die Kugel 105a des Stössels 105 geschlossen
ist, steht demnach der untere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 in
Leitungsverbindung mit der veränderlichen Öffnung 321 des
Kolbens 320.
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In
diesem Zustand, wenn der an das Elektromagnetventil 300 angelegte
elektrische Strom für den
Druckerhöhungsbetrieb
unterbrochen wird, wie in 13 gezeigt,
wird der Stössel 105 durch
die Vorspannkraft der ersten Feder 107 nach oben bewegt, wodurch
der obere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 geöffent wird.
Wenn der obere Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 geöffnet ist,
wird das Fluid innerhalb der variablen Öffnung 321 durch die
unveränderliche Öffnung 311 und
das Fluidauslassloch 306b zu dem Radzylinder 92 geleitet,
wodurch der Bremsdruck erhöht
wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Druck stabil zugeführt werden,
obwohl eine Druckdifferenz zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 auftritt,
da der Durchmesser der variablen Öffnung 321 relativ
klein ist.
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Wenn
die Druckdifferenz zwischen dem oberen und unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 beseitigt
ist, wenn der hydraulische Druck zugeführt wird, wird der Kolben 320 durch
die Vorspannkraft der zweiten Feder 327 nach unten bewegt,
um von dem zweiten Sitzbereich 311b entfernt zu werden.
Als Ergebnis wird der Bremsdruck efffektiv zu der unveränderlichen Öffnung 311 sowohl durch
die variable Öffnung 321 als
auch durch die Abzweigleitungen 322 geleitet.
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Wenn,
wie beschrieben, der Bremsdruck in dem Schlupfmodus erhöht wird,
da der Bremsdruck durch die variable Öffnung 321 und die
unveränderliche Öffnung 311 stabil
zugeführt,
wird, kann der Druckimpuls und das Geräusch, welche zwischen dem oberen
und dem unteren Öffnungsbereich
der unveränderlichen Öffnung 311 auftreten,
in weitem Umfang reduziert werden und der Bremsbetrieb kann effektiv durchgeführt werden.
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Die 14a und 14b zeigen
ein modifiziertes Ausführungsbeispiel
eines Kolbens, welches in einem erfindungsgemäßen Elektromagnetventil verwendet
wird.
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Wie
in den Zeichnungen gezeigt ist, ist ein Kolben 420 mit
einer Kolbenleitung 423, welche entlang einer Mittenachse
von einem Hoden bis zu einem bestimmten Niveau ausgebildet ist,
mehreren Abzweigleitungen 422, welche von einem oberen Ende
der Kolbenleitung 423 in einem vorgegebenen Winkel Φ1 abzweigen,
und einer variablen Öffnung 421 versehen,
welche sich koaxial von dem oberen Ende der Kolbenleitung 423 zu
einer Spitze des Kolbens 420 erstreckt. Der Durchmesser
der variablen Öffnung 421 ist
kleiner als der der unveränderlichen Öffnung (siehe 2 bis 13).
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Vorzugsweise
liegt der vorgegebene Winkel Φ1
in einem Bereich von ungefähr
90 bis 150°.
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Die 15a und 15b zeigen
ein weiteres modifiziertes Ausführungsbeispiel
eines Kolbens, welcher in einem Elektromagnetventil gemäß der Erfindung
verwendet wird.
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Wie
in den Zeichnungen dargestellt ist, ist ein Kolben 520 mit
einer Kolbenleitung 523, welche entlang einer Mittenachse
von einem Boden bis zu einem bestimmten Niveau ausgebildet ist,
mehreren Abzweigleitungen 522, welche von einem oberen Ende
der Kolbenleitung 523 in einem vorgegebenen Winkel Φ2 abzweigen,
und mehreren Fluidnuten 521, versehen, welche an einer
Oberseite des Kolbens 520 ausgebildet sind. Die Weite der
Fluidnuten 521 ist kleiner als der Durchmesser der unveränderlichen Öffnung,
so dass die Fluidnut 521 als eine variable Öffnung funktionieren
kann (siehe 2 bis 14).
Dies bedeutet, dass in einem Schlupfsteuermodus das durch die Abzweigleitungen 522 des
Kolbens 520 zugeführte
Fluid zu der unveränderlichen Öffnung durch
die Fluidnuten 521 geleitet wird.
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Vorzugsweise
liegt der vorgegebene Winkel Φ2
in einem Bereich von etwa 90 bis 150°.
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Da,
wie oben beschrieben, das normal offene Elektromagnetventil der
Erfindung eine variable Öffnung
umfasst, welche den Bremsdruck zusammen mit der unveränderlichen Öffnung in
einem Schlupfsteuermodus reduzieren kann, kann die Bremskraft einfach
reguliert und der Schlupf exakt kontrolliert werden. Diese zweifache Öffnungsstruktur
verhindert eine abrupte Druckänderung
in den Ölleitungen,
so dass das Wasserhämmerproblem
nicht auftritt. Folglich kann die Erfindung den Druckimpuls und
das Geräusch
verringern.
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Zusätzlich umfasst
das normal offene Elektromagnetventil gemäß der Erfindung einen magnetischen
Kern, in welchem die unveränderliche Öffnung,
der Kolben mit der variablen Öffnung
und die Ölleitungen
vorgesehen sind, wodurch sich der Aufbau vereinfacht und die Herstellung
erleichtert.
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Während diese
Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungen beschrieben wurde,
welche zur Zeit als besonders praktikabel und bevorzugt angesehen
werden, wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern vielmehr auch die verschiedenen Modifikationen und äquivalenten
Anordnungen mit umfasst sein sollen, welche sich aus den Grundgedanken
gemäß den beigefügten Ansprüchen ergeben.