DE2342296A1

DE2342296A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE2342296A1
Application number: DE19732342296
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl Ing Duerr; Heinz Leiber
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1973-08-22
Publication date: 1975-02-27
Also published as: DE2342296C2

Description

TELDIX GmbH
6900 Heidelberg 1
Grenzhöfer Weg 36

Heidelberg, 20. August 197 G/Pt-Ka/Ba E-297

Magnetventil
(Zusatz zu Patentanmeldung P 22 57 213.0)

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil mit drei oder vier hydraulischen Anschlüssen, dessen Anker von einer Ausgangsstellung, in der er durch Federkraft gehalten wird, entgegen einer·ersten Federkraft in eine Zwischenstellung und entgegen einer zweiten größeren Federkraft von der Zwischenstellung-in eine Endstellung bewegbar ist, wobei in der Anfangsstellung der erste hydraulische Anschluß, in der Zwischensteilung kein Anschluß oder der erste und zweite hydraulische Anschluß und in der Endstellung der zweite hydraulische Anschluß durch mit dem Anker verbundene Verschlußkörper abgeschlossen sind und bei dem eine dem in der Ventilwicklung fließenden Ventiistrom proportionale Größe erzeugt und zur Steuerung in die Zwischenstellung mit einer vorgegebenen Vergleichegroße verglichen wird, wobei ein Schaltsignal entsteht, wenn die Vergleichsgröße überschritten wird und dieses Schaltsignal zum Unterbrechen des die Zwischensteilung hervorrufenden Steuersignal es dient, insbesondere ftiagnet-

ventil nach Patent^ (Patentanmeldung

P 22 57 213.0).

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Gegenstand des Hauptpatents ist ein Magnetventil, das drei oder vier hydraulische Anschlüsse aufweist, bei dem der Anker aufgrund der Wirkung einer ersten Feder in einer Ausgangsstellung gehalten wird, in der ein erster und zweiter Anschluß miteinander verbunden sind und der dritte Anschluß durch einen ersten, mit dem Anker verbundenen Verschlußkörper abgeschlossen ist und bei dem durch eine Steuerkraft der Anker entgegen der Wirkung der Feder in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der mittels eines zweiten, mit dem Anker verbundenen VerschlußkJrpers der zweite Anschluß verschlossen und der dritte Anschluß mit einem anderen Anschluß (drei mit eins oder vier) in Verbindung steht. Die Erfindung des Hauptpatentes besteht darin, daß beide Verschlußkörper relativ zum Anker in der Achsrichtung des Ankers entgegen den in Richtung auf die Ventilsitze wirkenden Federkräften bewegbar sind, daß der Anker für die beiden Verschlußkörper je eine Mitnahme aufweist, von denen je eine kurz vor dem Erreichen der Ankerendstellung mit dem Verschlußkurper in Eingriff tritt und den Verschlußkürper vom Ventilsitz abhebt, daß am Anker im Verlauf der Ankerbewegung bei Betätigen des Ventiles und zwar in einer Zwischenstellung, in der beide Verschlußkörper auf den Ventilsitzen aufsitzen, eine weitere, der Ankerbewegung entgegengerichtete Federkraft wirksam wird und daß die Steuerkraft auf einen Zwischenwert einstellbar ist, derart, daß der Anker bei dieser Steuerkraft in die Zwischenstellung bewegt wird, ab der die weitere Feder der Ankerbewegung entgegenwirkt.

Ein bevorzugtes prinzipielles Ausfuhrungsbeispiel des Hauptpatentes zeigt Fig. 1 der Zeichnung und wird im folgenden beschrieben. In der Zeichnung ist das Ventilgehäuse mit 1, die Erregerwicklung mit 2, der Anker mit

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und die beiden Verschlußkörper mit 4 und 5 bezeichnet. Bei Einsatz bei einem Antiblockierregler wird der hydraulische Anschluß 6 mit dem Hauptbremszylinder, der Anschluß 7 mit dem Radbremszylinder und der Anschluß 8 mit der Hückförderleitung verbunden. Die Feder 9 hält den Anker in der gezeichneten Ausgangsstellung. Die beiden Verschlußkörper 4 und 5 sind relativ zum Anker in Richtung der Achse des Ankers beweglich. Die Federn 10 und 11 versuchen, soweit dies möglich ist, die Erweiterungen 12 und 13 der Versehlußkörper an die Anschläge 14 und 15 zu pressen. Der Anschlag 16 kann entgegen der Kraft der Feder 17 nach links bewegt werden. Er liegt in der gezeichneten Stellung am Anker 3 an.

In der dargestellten Ausgangsstellung des Ankers ist der Anschluß 6 über die Öffnung 18 mit dem Anschluß 7 verbunden. Das unter dem Druck der Feder 10 stehende Verschlußstvick 4 schließt den Anschluß 8 ab. Wird die Wicklung mit einem zum Erreichen der Zwischenstellung geeigneten Strom beaufschlagt, so bewegt sich der Anker nach rechts/ Dabei kommt das Verschlußstück 5 auf dem Ventilsitz des Anschlusses 6 zur Anlage und die Feder wird gespannt, bis die Erweiterung 13 des Verschlußstückes am Anschlag 16 zur Anlage kommt. Das durch den Steuerstrom hervorgerufene Magnetfeld ist nun nicht mehr in der Lage, den Anker auch noch entgegen der Kraft der Feder 17 zu bewegen, d.h., das Ventil hat seine Zwischenstellung erreicht. Da sich bei der Ankerbewegung das Verschlußstück aufgrund der Feder 10 relativ zum Anker 3 bewegt hat, ist der Anschluß δ nach wie vor verschlossen. ■ ·■

Wird der Strom der Spule 2 erhöht, so bewegt sich der Anker 3 weiter nach rechts, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Anker 3 und dem Verschlußstüek 5 einschließlich des Anschlages 16 zustande kommt. Andererseits wird jedoch nunmehr das Verschlußstüek 4 durch den Anschlag vom Anker 3 mitgenommen und damit der Anschluß 8 mit dem Anschluß 7 verbunden. , "

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Neben der bereits oben erwähnten Ansteuerung des Ventils mit Signalen unterschiedlicher Größe ist im Hauptpatent auch schon vorgeschlagen worden, die über verschiedene Leitungen kommenden Ansteuersignale für das Ventil gleich groß zu machen, jedoch so groß, daß der Anker in die Endstellung gebracht wird und einen Vergleicher vorzusehen, dem eine dem Ventilstrom proportionale Spannung und eine konstante Vergleichsspannung zugeführt wird und das bei Überschreiten der Vergleichsspannung entstehende Signal zur zeitweisen Unterbrechung des die Zwischenstellung auslösenden Signales zu benutzen. Hier ruft also bei Auftreten des die Zwischenstellung hervorrufenden Ansteuersignales dieses Ansteuersignal nicht den vollen Strom durch das Ventil hervor. Vielmehr wird dieser durch die fortlaufende Unterbrechung und VVi ederdurchschal tung auf einer durch die Vergleichsgröße festgelegten Höhe gehalten, wobei diesem Strom noch eine Wechselkomponente überlagert ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Ansteuerung fir das Ventil ausgehend von dein erwähnten Vorschlag weiter zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit auch der durch das Ansteuersignal f'ir die Endstellung hervorgerufene Ventil ström auf einem durch die zweite Vergleichsgröße bestimmten für die Ventilbetätigung ausreichenden Wert begrenzt. Hierdurch wird Leistung eingespart.

Im Hauptpatent int weiterhin schon vorgeschlagen worden, der ersten Vergleichsgröße eine etwas kleine© zweite Hilfs-Vergleichsgröße zuzuordnen und diese nach Über-

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schreiten der ersten Vergleichsgröße wirksam zu machen. Hierdurch wird erreicht, daß der Ventilstrom zwischen den der ersten Vergleichsgröße und der zugehörigen HiIfsvergleichsgröße entsprechenden Stromwerten pendelt. Der hierbei v/irksame mittlere Ventilstrom muß ausreichen, das Ventil sicher in der Zwischenstellung zu halten. Aus dieser Forderung ergeben sich die Grenzen für die beiden zusammengehörigen Vergleichsgrößen. Hierdurch wird erreicht, daß das Ventil schneller anspricht. Diese bereits vorgeschlagene Lösung kann auch dann eingesetzt werden, wenn gemäß der Erfindung der Ventilstrom auch bei dem die Endstellung hervorrufenden Ansteuersignal begrenzt wii'd. Weiterhin kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die oben für die Zwischenstellung erläuterte Verwendung einer Hilfsvergleichsgröße auch im Zusammenhang mit der zweiten Vergleichsgröße zur Anwendung kommen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen erweiterten Ansteuerschaltung zeigt Fig. 2. Dort wird an der Klemme 20 das Ansteuersignal zur Einstellung des Ventils 22 in die Zwischenste.llung und an der Klemme 21 das Ansteuersignal f"Jr die Einstellung des Ventils 22 in die Endstellung zugeführt. Über das ODER-Gatter 23 und das normalerweise durchlässige UND-Gatter 24 gelangt jedes dieser Signale zum Verstärker 25, der ohne Beeinflussung dann einen zur Verschiebung des Ventilankers in die Endstellung mehr als ausreichenden Strom liefern würde. An das Ventil 22 und einen damit in Reihe liegenden Widerstand 26 (oder auch nur an dem Widerstand) ist ein Vergleicher 27 mit umschaltbaren Vergleichsgrößen angeschaltet. Dem Vergleicher 27 wird somit eine dem Vent ils troir, proportionale Spannung U zugeführt. Aufgrund der getroffenen Verschaltung ist beim Auftreten eines Steuerbefehles an der Klemme 20, der den Anker in die Zwischenstellung bringen soll, die VergleichsspannungU ^ wirksam, die

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unterhalb der Spannung liegt, die bei dem zum Erreichen der Endstellung notwendigen Strom am Komparatoreingang auftritt, jedoch über der Spannung liegt, die aufgrund eines Ventilstromes entsteht, der gerade zum Bewegen des Ankers in die Zwischenstellung ausreicht. Damit kommt es zum schnellen Ansprechen des Ventiles. Überschreitet die Spannung u die Schwelle U₂, so gibt der Komparator 27 ein Signal ab, das einmal das UND-Gatter sperrt und damit den Ventilstrom abfallen läßt und zum anderen das UND-Gatter 2Ö durchlässig macht, und damit anstelle der Vergleichsgröße Ug die etwas kleinere Hilfsvergleichsgröße U.. wirksam macht. Das Unterschreiten dieser Schwelle U. bestimmt das Ende des Ausgangssignals des Komparators 27 und damit das neue Ansteigen des Ventilstromes und das Wiederwirksamwerden der Schwelle Up. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Änderung des Ansteuersignales. Palls die Punktion der· Regelung gewährleistet bleibt, können die Vergleichs groß en U.,, Up durch eine gemeinsame ersetzt werden.

In Fig. 3 der Zeichnung ist dieser Ablauf bis zum Zeitpunkt t₁ dargestellt,'wobei der Verlauf der Spannung u über der Zeit t diirgestellt ist. Die Schwellen U- und Up sind so gewählt, daß der Mittelwert des Stromes zum Halten des Ventils ausreicht.

Ab t.. sei ein Signal an der Klemme 21 wirksam, das die höhere Schwelle U-, im Komparator über die Leitung 29 wirksam macht. Diese Schwelle liegt hoch genug, um das Ventil in seine Endstellung zu bringen. Der Strom i und damit die Spannung u pendeln wegen der Sperrung des Gatters 24 durch den Komparator um die Schwelle (für u um die Schwelle U,), wobei die Länge der Pendelbewegungen durch die Trägheit der Schaltung bedingt sind. Zum Zeitpunkt tp wird wieder ein Signal einschließlich der des

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Magnetventils an die Klemme 20 angelegt und damit die Schwelle U₂ wirksam. Das Ventil geht damit in die Zwischenstellung. Der Übergang von der Ventilstellung, welche durch die Schwelle U^ festgelegt ist, in die Zwischenstellung kann abweichend von dieser Beschreibung vorgenommen werden. Um nämlich ein sicheres Übergehen in die Zwischenstellung zu erreichen, kann es notwendig sein, das Ventil für. eine kurze Zeit stromlos zu machen und dann erst mit dem Signal zum Erreichen der Zwischenstellung zu beaufschlagen.

Y/enn man die Spannung nur am Widerstand abgreift, wobei der Widerstand vorzugsweise vor dem Verstärker und dem Ventil liegt, so wird auch bei Wicklungskurzschluß und Kurzschluß des Verstärkers gegen Masse eine Strombegrenzung vorgenommen. Anstelle der Messung des Ventilstromes über die Messung einer Spannung kann man die Stromgröße auch durch Messung der Wirkung des Magnetfeldes, z.B. durch die Wirkung des Hall-Effekt*es- oder mittels Feldplatten ermitteln und die gewonnenen Werte zum Vergleich heranziehen. Für die Erfindung ist es unwesentlich, in v/elcher Reihenfolge Verstärker, Widerstand und Ventil angeordnet sind und über welchen Gliedern die Spannung u abgegriffen wird.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

Magnetventil mit drei oder vier hydraulischen Anschlüssen, dessen Anker von einer Ausgangsstellung, in der er durch Federkraft gehalten wird, entgegen einer ersten Federkraft in eine Zwischenstellung und entgegen einer zweiten größeren Federkraft von der Zwischenstellung in eine Endstellung bewegbar ist, wobei in der Anfangsstellung der erste hydraulische Anschluß, in der Zwischenstellung kein Anschluß oder der erste und der zweite hydraulische Anschluß und in der Endstellung der zweite hj'draulisehe Anschluß durch mit dem Anker verbundenen Verschlußkörper abgeschlossen sind und bei dem eine dem in der Ventilwicklung fließenden Ventilstrom proportionale Gr^ße erzeugt und zur Steuerung in der Zwischenstellung mit einer vorgegebenen Vergleichsgröße verglichen wird, wobei ein Schaltsignal entsteht, wenn die Vergleichsgröße überschritten wird und dieses Schaltsignal zum Unterbrechen dos die Zv/ir-.:her.-stellung hervorrufenden Ansteuersignales dient, insbesondere Magnetventil nach Patent

(Patentanmeldung P 22 57 213*0), dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine zweite größere Vergleichsgröße vorgesehen ist, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die bei Auftreten des die Endstellung des Ventils hervorrufenden Ansteuersignales diese Größe als Vergleichsgröße für die dem Ventilstrom proportionale Grolle wirksam machen, wobei ein Schaltsignal zum Unterbrechen des Ansteuersignales erzeugt wird, wenn die Vergleichsgröße überschritten wird.
2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten und/oder der zweiten Vergleichsgröße eine etwas kleinere Hilfsvergleichsgröße zugeordnet

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ist, daß Schaltmittel vorgesehen sind, die beim Überschreiten der ersten oder zweiten Vergleichs-' größe jeweils die zugehörige Hilfsvergleichsgröße wirksam machen, derart, daß die Unterbrechung des Ansteuersignales bei Unterschreiten dieser Hilfsvergleichsgröße beendet wird.

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