DE2107886C3

DE2107886C3 - Elektromagnetisch betätigtes Ventil

Info

Publication number: DE2107886C3
Application number: DE2107886A
Authority: DE
Inventors: David Anthony Solihull Harries; Brian Balsall Vommon Ingram; Lancelot Birmingham Phoenix
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1970-02-28
Filing date: 1971-02-18
Publication date: 1974-09-05
Also published as: US3843211A; FR2079123A5; DE2107886B2; US3738387A; DE2107886A1; CA936149A; JPS5036292B1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem Verschlußteil, das gegen den Sitz mittels einer davon gesonderten, durch eine vorgespannte Feder belasteten Schubstangenanordnung gedrückt gehalten ist, die über eine Totgangverbindung mit dem Anker des Elektromagneten verbunden und bei Einschalten des Elektromagneten mittels des Ankers vom Sitz wegbewegbar ist, und mit einem beim Abschalten des Elektromagneten die Ankerbewegung gegen den Sitz begrenzenden Anschlag am Ventilgehäuse.

Es sind elektromagnetisch betätigbare Ventile bekannt, bei denen der Anker über eine Feder auf das Verschlußteil wirkt (deutsche Auslegeschrift 736 und deutsche Auslegeschrift 1194 668). Die Wucht des Ankers wird dabei nicht vor Aufsetzen des Verschlußteiles auf dem Sitz abgefangen.

Das gleiche gilt für ein weiteres bekanntes Ventil (deutsche Auslegeschrift 1 088 774), bei dem der Anker über eine Totgangverbindung mit dem Verschlußteil zusammenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß die Trägheitskraft des Ankers nicht mehr zu der auf das Verschlußteil und damit auf den Sitz wirkenden Schließkraft beiträgt.

Diese Aufgabe ist bereits durch ein weiteres bekanntes Ventil (USA.-Patentschrift 3 451429) der eingangs beschriebenen Art gelöst. Bei diesem bekannten Ventil ist aber der Totgang zwischen der Schubstangenanordnung und dem Anker in unbetätigtem Zustand aufgehoben.

Gemäß der Erfindung ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Ruhezustand der Anker an dem Anschlag anliegt und ein Totgang zwischen der Schubstangenanordnung, die unter der Wirkung der vorgespannten Feder das Versjchlußteil unbeeinflußt durch den Anker in Schließstellung gegen den Sitz gedruckt hält, und dem Anker herrscht

Bei dem Ventil nach der Erfindung herrscht auch in unbetärigtem Zustand ein Totgang zwischen dem Anker und der Schubstangenanordnung. Dieser Totgang bewirkt, daß der Anker bei erneuter Betätigung zunächst keinen Widerstand durch die entgegenwirkende Feder findet, so daß der Anker bei Betätigung schon eine Anfangsenergie hat, bevor er an der Schubstangenanordnung auftrifft. Hierdurch kann das Zeitintervall, in dem der Anker die Schubstangenanofdnung von dem Ventilglied entfernt, gesteuert sehr klein gemacht werden.

Bei einer konstruktiven Ausführung tragt die Schubstangenanordnung einen sich radial erstrekkende Platte, die eine Abstützung für das eine Ende der vorgespannten Feder bildet, deren anderes Ende an dem gehäusefesten Anschlag für den Anker abgestützt ist. .

Die Erfindung ist im folgenden an Hand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert ·...·

Bei dem gezeigten elektromagneüsch betätigten Ventil ist mitl ein Gehäuse bezeichnet, das eine abgesetzte zylindrische Durchgangsbohrung 2 aufweist, deren Bohrungsabschnitte durch eine Trennwand 3 mit einer zentralen Öffnung 4 unterteilt sind. In der Bohrung ist zwischen der einen Stirnfläche der Trennwand 3 und einem Ende des Gehäuses eine Kammer 5 ausgebildet, die über einen radialen Kanal 6 mit einer Rücklaüfleitung zum Anschluß an ein Reservoir verbunden ist, von welchem Druckmittel zu einer Hochdruckpumpe gespeist wird. Die andere Stirnfläche der Trennwand 3 bildet einen Anschlag für das innere Ende einer becherförmigen Hülse 7, die in ihrem geschlossenen Ende eine zentrale Öffnung 8 aufweist. Die Hülse 7 ist von einem Stopfen 9 in Anlag? an der Trennwand 3 gehalten. Der Stopfen 9 ist in einen Abschnitt 10 vergrößerten Durchmessers des anderen Endes der Bohrung 2 eingeschraubt.

Zwischen der Hülse 7 und einer benachbarten Fläche eines ringförmigen Gliedes 13 ist ein Abstandsglied 11 mit einer zentralen Öffnung 12 beträchtlichen Durchmessers eingespannt. Die gegenüberliegende Stirnfläche des ringförmigen Gliedes 13 liegt am inneren Ende des Stopfens 9 an. Das ringförmige Glied 13 ist mit einer zentralen Öffnung 14 versehen, deren Durchmesser etwa gleich oder geringfügig kleiner als derjenige rler Öffnung 8 ist. Die Öffnung 14 steht in Verbindung mit einer Kammer 15 im Stopfen 9, die über eine Verbindung 16 an eine Hochdruckflüssigkeitsquelle, z.B. die Hochdruckpumpe oder an einen von der Pumpe gespeisten hydraulischen Speicher, angeschlossen ist.

Die zentrale Öffnung 12 des Abstandsgliedes 11 bildet eine Kammer 18, in der ein Verschlußteil in Form einer Kugel 17 angeordnet ist, die sich somit zwischen der Hülse 7 und dem ringförmigen Glied 13 befindet. Die Kugel 17 kann mit einem Paar von axial im Abstand angeordneten Sitzen zusammenwirken, die die Öffnungen 8 und 14 unigeben. Die Kammer 18 ist über einen radialen Kanal 19 in dem Abstandsglied 11 und einer damit in Verbindung stehenden radialen Auslaßöffnung 20 in der Wand des Gehäuses 1 mit einer Betätigungsvorrichtung verbun-

den, die den Druck der Bremsflüssigkeit in einem Radbremszylinder steuert.

Normalerweise ist das Verschlußteil mittels einer Schubstangenanordnung gegen den die Öffnung 14 umgebenden Sitz gedrückt {,ehalten, um die Verbindung zwischen der Hochdruckquelle und der Betätigungsvorrichtung unterbrochen zu halten.

Die Schubstangenanordnung umfaßt einen zylindrischen Halter 21, von dessen innerem Ende ein Stößel 22 kleineren Durchmessers weg- und normalerweise durch die Öffnung 8 ragt und mit seinem freien Ende mit der Kugel 17 zusammenwirkt. In dem Halter 21 ist eine sich von ihrem anderen Ende her erstreckende Ausnehmung 23 vorgesehen, in die das äußere, mit Gewinde versehene Ende 24 einer sich axial erstreckenden Betätigungsstange 25 eingeschraubt ist. Auf das Gewindeende 24 ist eine Haltemutter 26 ü"^fgeschraubt, die an eiern benachbarten Ende des Halters 21 anliegt, um die Stange 25 und den Halter 21 gegen relative Drehung zu verriegeln. Die andere Stirnfläche der Muttei 26 bildet einen Anschlag für eine schalenförmige Platte 27, die ihrerseits als Abstützung """r das eine Ende einer vorgespannten Feder 28 dient. Das entgegengesetzte Ende der Feder 28 ist an einem nach innen sich radial erstreckenden Anschlag in Gestalt eines Stützflansches 29 abgestützt, eier mit einer Schulter 30 einer ringförmigen Ausnehmung 31 in der Wand des Gehäuses 1 zusammenwirkt. Der Stützflansch 29 ist einstückig mit einem Ring 32 gleicher axialer Länge wie die Ausnehmung 31. Das äußere Ende des Ringes 32 ist gegen ein Gehäuse 33 gespannt in dem nicht gezeigte Elektromagnet-Wicklungen angeordnet sind, die einen Anker 34 umgeben.

Die Betätigungsstange 25 ragt durch eine zentrale Öffnung in einer Hülse 35, die in eine axial sich erstreckende Ausnehmung 36 im inneren Ende des Ankers 34 eingeschraubt ist. An ihrem inneren Ende trägt die Stange 25 einen vergrößerten Kopf 37, der in einer zwischen dem inneren Ende der Ausnehmung 36 und der Hülse 35 gebildeten Kammer 38 aufgenommen ist. Der Kopf 37 hat eine kleinere axiale Länge als die Kammer 38 und einen kleineren Durchmesser als die Ausnehmung 36. Somit ist der Kopf 37 relativ zum Anker 34 axial bewegbar und bildet eine Totgangverbindung zwischen dem Anker 34 und der Betätigungsstange 25.

Der Anl-.er 34 trägt einen Anschlagring 39, der mit der äußeren Stirnfläche des Stützflansches 29 zusammenwirkt. In der in der Zeichnung dargestellten Lage sind die Elektromagnet-Wicklungen stromlos, und der Anschlagring 39 liegt an dem Stützflansch 29 an, während der Kopf 37 von der Hülse 35 einen Abstand hat. In dieser Lage sitzt die Kugel 17 auf dem die öffnung 14 umgebenden Sitz 13 auf und hält die Verbindung zwischen der Kammer 15 und den Öffnungen 20 und 6 unter der Wirkung der Feder 28 unterbrochen. Wenn die Elektromagnet-Wicklung auf Grund eines Signals unter Strom gesetzt wird, das von einem die übermäßige Verzögerung eines gebremsten Rades fühlenden Steuergerät ausgelöst wird, wird der Anker 34 aus dem Gehäuse 1 herausbewegt. Nachdem der Totgang zwischen dem Kopf 37 und der Hülse 35 überwunden ist, nimmt der Anker die Betätigungsstange 25 gegen die Kraft der Feder 28 mit. Dadurch kann sich die Kugel 17 vom Sitz 13 wegbewegen und auf Grund des unter Hochdruck der Kammer 15 durch den Einlaß 16 zugeführten Druckmittels sich auf dan die Öffnung 8 umgebenden Sitz 7 setzen. Dadurch wird die Kammer 15 mit der öffnung 20 verbunden, so daß von der Druckquelle gespeistes Druckmittel der Betätigungsvorrichtung zugeführt wird.

Sobald die Elektromagnet-Wicklung wieder stromlos gemacht wird, bewegt die vorgespannte Feder 28 die Betätigungsstange 25 in entgegengesetzte Richtung, wobei sie den An¹"* 34 mitnimmt und das freie

ίο Ende des Stößels 22 die Kugel 17 wieder gegen den Sitz 13 drückt, der als ein die weitere Bewegung der Stange 25 unterbindender Anschlag wirkt. Auf Grund der Totgangverbindung wird die Trägheitskraft des Ankers 34 nicht auf die Betätigungsstange 25 übertragen, sondern von dem Stützflansch 29 aufgenommen, bevor die relative Bewegung zwischen dem Kopf 37 und dem Anker 34 so groß ist, daß der Kopf 37 mit dem Grund der Ausnehmung 38 im Anker zusammenwirkt.

so Wenn das beschriebene Ventil Teil eines hydraulischen Bremssystems bildet, ist der Einlaß 16 an eine Hochdruckquelle für eine Flüssigkeit, der Auslaß 6 über ein Anschlußstück 40, das in einen Kanal im Gehäuse 1 eingeschraubt ist und einen in Verbindung

as mit dem Auslaß 6 stehenden axialen Kanal 42 aufweist, mit einer Rücklaufleitung zu einem die Hochdruckqaelle mit Flüssigkeit versorgenden Reservoir und die Öffnung 20 mit einer Betätigungsvorrichtung zum Steuern des Druckes von Bremsflüssigkeit tür mindestens eine Radbremse verbunden.

Bei normaler Betätigung des hydraulischen Bremssystems befindet sich das Ventil in der in der Zeichnung dargestellten Lage, wobei die Elektromagnet-Wicklung stromlos und die Kugel 17 in Anlage an dem Sitz 13 gehalten ist, um eine Verbindung zwischen der Hochdruckquelle und der Betätigungsvorrichtung über die Öffnung 20 unterbrochen zu halten. Hierbei kann Druckflüssigkeit von der Betätigungsvorrichtung zum Reservoir über die öffnungen 20 und 6 zurückströmen, die über die Kammer 5, die Öffnung 4, die Öffnung 8 in dem Sitz 7 und den radialen Kanal 19 in Verbindung stehen.

Wenn die Verzögerung des gebremsten Rades einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird die Elektromagnet-Wicklung unter Strom gesetzt und dadurch der Anker 34 aus dem Gehäuse herausgezogen, so daß die Kugel 17 wie oben beschrieben sich auf den Sitz 7 aufsetzt. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Öffnungen 20 und 6 unterbrochen und unter hohem Druck stehende Flüssigkeit von der Hochdruckquelle zur Betätigungsvorrichtung gespeist, um die Bremse zu entlasten. In der Kammer 5 und in der Öffnung 4 enthaltene Flüssigkeit wird über die öffnung 6 und den Kanal 42 zum Reservoir zurückgeführt.

Bei einem solchen Bremssystem kann in der Rücklaufleitung zwischen der Öffnung 6 und dem Reservoir eine Drossel in Form einer Drosselöffnung 43 in einer Drosselplatte 44 vorgesehen sein, welche zwisehen dem inneren Ende eines Anschlußstückes 40 und einer Schulter 45 am inneren Ende des Kanals 41 zur Aufnahme des Anschlußstücks 40 aufgenommen ist. Die Drossel schränkt den Rücklauf der Flüssigkeit zum Reservoir von der Betätigungsvorrichtung über den Strömungsweg im Gehäuse 1 zwischen den Öffnungen 20 und 6 ein, wodurch der Zeitabstand für eine Wiederbetätigung der Radbremse steuerbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisch betätigtes Ventil mit einem Verschlußteil, das gegen den Sitz mittels einer davon gesonderten, durch eine vorgespannte Feder belasteten Schubstangenanordnung gedrückt gehalten ist, die über eine Totgangverbindung mit dem Anker des Elektromagneten verbunden und bei Einschaltung des Elektromagneten mittels des Ankers vom Sitz wegbewegbar ist, und mit einem beim Abschalten des Elektromagneten die Ankerbewegung gegen den Sitz begrenzenden Anschlag am Ventilgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand der Anker (34) an dom Anschlag (29) anliegt und ein Totgang zwischen der Schubstangenanordnung (21 bis 26), die unter der Wirkung der vorgespannten Feder (28) das Verschlußteil (17) unbeeinflußt durch den Anker (34) in ao Schließstellung gegen den Sitz (13) gedrückt hält, und dem Anker (34) herrscht.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstangenanordnung eine sich radial erstreckende Platte (27) trägt, die eine Abstützung für das eine Ende der vorgespannten Feder (28) bildet, deren anderes Ende an dem gehäusefesten Anschlag (29) für den Anker (34) abgestützt ist.

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