DE3400564A1

DE3400564A1 - Magnetventil

Info

Publication number: DE3400564A1
Application number: DE19843400564
Authority: DE
Inventors: Helmut 7250 Leonberg Domann; Werner 7014 Kornwestheim Stumpe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 1984-01-10
Filing date: 1984-01-10
Publication date: 1985-07-18
Also published as: GB8500485D0; SE8500091D0; SE461869B; GB2152708B; DE3400564C2; GB2152708A; SE8500091L

Description

21.12.1983 He/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Magnetventil
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Magnetventil mit Erregerstrom-Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs .

Ein derartiges Magnetventil ist in der Patentanmeldung P 32 ho 275-9 beschrieben und dargestellt. Weil es entsprechend der Größe des Erregerstroms seine Schaltarbeit durchführt, vird es Proportional-Magnetventil genannt. Vorzugsweise wird ein solches Magnetventil so aufgebaut, daß es in stromlosem Zustand geschlossen ist, d.h. ein nachgeschalteter Drucknehmer ist entlastet und eine Druckcruelle ist abgeriegelt.

Bei Proportional-Magnetventilen tritt das Problem auf, daß die erregerstromabhängige Magnetkraft nicht alle Schalt zustände des Magnetventils berücksichtigt. Insbesondere in der Mittelstellung des Doppelsitzventils, in der sowohl die Druckquelle als auch der Drucknehmer abgeriegelt sind, können, z.B. durch Druckänderung in der Leitung, Schalt zustände eintreten, in denen Druckmittel verloren geht oder nachströmt und sich daraufhin der Drucknehmer ungewollt verstellt. ·

— if· - / - R. 191^5

Vorteile der Erfindung

Das Magnetventil mit der, kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Magnetkraftsteuerung stetig erfolgt, um verschiedene Schaltzustände des Ventils wie Druckerhöhen, Konstanthalten und Druckabsenken durchführen zu können.

Gemäß einem .Merkmal der Unteransprüche erlaubt eine vorteilhafte Weiterbildung des Magnetventils eine ständige
Überwachung der Ventilstellung, damit auch bei sich ändernden Drücken im System die einmal gewählte Ventilstellung, z.3. die Mittelstellung, nicht verändert wird.

Zeichnung

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen: Figur 1 ein Magnetventil mit Proportional-Steuerung, Figur 2 ein Blockschaltbild für
die Stromzuführung zum Magneten, Figur 3 ein Druck-Diagramm und Figur k ein Strom/Druck-Diagramm.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Magnetventil hat ein zweiteiliges Gehäuse 1. In einem Gehäuseoberteil 2 ist eine Magnetspule 3 mit Stromanschlüssen angeordnet, und in einem Gehäuseunterteil U ist ein Doppelsitzventil 5 ait einem Druck^uellen-Anschluß 6, einem Verbraucher-Anschluß T und einer Entlastungsstelle 8 vorgesehen.

-V- R. 1 9 1 h

Die Entlastungsstelle 8 hat einen Koaxialkanal 9 in einem mehrfach abgesetzten Anker 10, dessen Mittelstück 11 mittels einer Ringdichtung 12 im Gehäuseunterteil h abgedichtet ist. Ein Ansatz 13 kleineren Durchmessers hat an seiner Stirnfläche einen Ventilsitz 1U des Doppelsitzventils 5· Er ist in seinem Durchmesser so ausgelegt, daß er einen ringförmigen, gehäusefesten Ventilsitz 15 durchgreifen kann. Ein für. beide Ventilsitze 1^4- und 15 bestimmter .Ventilschließkorper 16 wird von einer Ventilfeder 17 gewöhnlich an dem Ventilsitz 15 gehalten. Dabei bilden die genannten Teile 1U, 15 und 16 ein Einlaßventil 15/16 und ein Auslaßventil 1U/16.

Der Ventilschließkorper 16 und die Ventilfeder 17 liegen in einer Druckkammer 18, die mit dem Druckq.uellen-Anschluß 6 versehen ist. Der Ansatz 13 des Ankers 10 ist in einer Druckwechselkammer 19 angeordnet, die ständig an den Verbraucher angeschlossen ist und die einmal - wie gezeichnet - mit der Entlastungssteile 8 und nach dem Umschalten des Ventils 5 mit dem Druckquellen-Anschluß 6 verbunden wird oder bei der mittleren Schaltlage weder mit der Entlastungsstelle 8 noch mit dem Druckq.uellen-Anschluß β verbunden ist, wenn der Einlaßsitz 15 und der Auslaßsitz 1 1+ auf dem Ventilschließkörper 16 aufliegen.

Auf diese Weise wirken am Anker 10 einerseits die Magnetkräfte, die durch Änderung der. Stromstärke i veränderbar sind, andererseits Kräfte, die durch die Höhe des in der Druckkammer 18 wirkenden Druckes der Druckq.uelle und durch den in der Druckwechselkammer 19 wirkenden, zum Verbraucher hin ausgesteuerten Druck entstehen.

- ζ.

R.

In dem Blockschaltbild nach der Figur 2 wird die Schaltung des Erreger stromes für den Magneten erläutert. Es ist zu erkennen, daß einerseits ein z.B. achslastabhängiges Lastglied 20 und anderersetis ein Druckglied 21 parallel nebeneinanderliegen und je einen Strom zu einem Multiplizierer 22 sowie zu je einem Proportional-Glied 23 und 2k und zu je einem Differenzier-Glied 25 und 26 schicken. Die Ausgänge der Proportional-Glieder 23 und 2^ führen zu einem Summenpunkt 27, dem auch noch ein konstanter Wert 28 zugeführt wird. An einem weiteren Summenpunkt 29 wird der erreichte Wert zu dem des Multiplizierers 22 addiert. In.einem Verstärker 30 entsprechend verstärkt erhält man nun den Ruhestrom iM für den Magneten bei einem bestimmten Zustand von Last und Eingangsdruck für die mittlere Schaltlage mit geschlossenem Einlaßsitz 15 und Auslaßsitz 1k.

Dem Blockschaltbild nach Figur 2 ist ferner zu entnehmen, daß die Last und der Eingangsdruck in den Dif f erenzier-Gliedern 25 und 26 differenziert werden, so daß ein Faktor (+1) oder (-1) für Anstieg oder Fallen erhalten wird. Von der Last und dem Eingangsdruck abgeleitet wird in einem Wertigkeits-Wechsler 31 je nach dem Differentiations-Ergebnis ein positiver oder ein negativer Wert an den Summenpunkt 29 abgegeben. Dadurch wird bei Last- oder Druckänderung der Magnetstrom iM um einen bestimmten 3etrag geändert, so daß das Magnetventil in die eine oder andere Richtung beeinflußbar ist.

Zum Umschalten des Magnetventils 1 wird der Magnetstrom iM eingeschaltet. Der Auslaßsitz 1^ legt sieh an den Sehließkörper 16 an. Die Entlastung ist geschlossen. Eine weitere Stromerhöhung bewirkt nun ein Abheben des Schließkörpers 16

von dem Einlaßventilsitz 15· Druckmedium von der Druckq.uelle strömt dann in die Druckwechselkammer 19 und über den Verbraucher-Anschluß T zum Verbraucher.

Der ansteigende Auslaßdruck wirkt in der Druckwechselkammer 19 auf den Anker 10 zurück und stellt diesen gegen die Magnetkraft zurück. Das Doppelsitzventil 5 erreicht dann seine Mittelstellung, in der sowohl das Einlaßventil 15/16 als auch das Auslaßventil 1U/I6 geschlossen sind. Dann bleibt der Auslaßdruck pa konstant. -

.Durch Last- oder Druckänderung ändert sich der Magnetstrom iM, so daß der vorher beschriebenen Schaltarbeit eine Beeinflussung in der einen oder anderen Richtung überlagert wird.

Wird die Stromstärke i gesenkt, übernimmt immer mehr der Einlaßsitz 15 die Abstützung des Schließkörpers 16, bis schließlich der Auslaßsitz 1U sich vom Schließkörper 16 abhebt. Dann wird der Auslaßdruck pa zur Entlastungsstelle 8 hin abgebaut.

Um in der Mittelstellung Ein- und Auslaßsitz lh und 15 dicht zu halten, muß der Schließkörper 16 mit entsprechenden Kräften auf beiden Sitzen 1U und 15 gleichmäßig abgestützt werden. Die Magnetkräfte müssen sich dabei sprunghaft ändern von "Einlaß offen" (Schließkörper 16 liegt satt auf dem Auslaßsitz '\k) zu "Einlaß/Auslaßsitz geschlossen" und "Auslaß geschlossen" (Schließkörper liegt satt auf dem Einlaßsitz 15)» wenn nach der Erfindung eine stetige Steuerung des Verbraucherdruckes erfolgen soll, ohne daß bei Ruhestrom eine nennenswerte Druckänderung des Verbraucherdruckes pa eintritt.

7 · ^R· ¹91^5

Das Druckdiagramm nach der Figur 3 läßt erkennen, daß die Größe der Druck-Hysterese des Magnetventils -veränderbar ist. Als Beispiel ist eine negative Hysterese dargestellt, bei der bei fallendem Singangsdruck pe der Ausgangsdruck pa kleiner ist als bei steigendem Eingangsdruck pe.

Die Figur h zeigt, daß bei Druckanstieg des Eingangsdruckes pe der Strom i entsprechend einer Linie S anteigt. Wird im Punkt A ein Zwischenstopp eingelegt, springt der Strom i auf einen Wert zurück entsprechend einer Kurve K. Auf dieser Kurve K sind beide Ventilsitze 1^ und 15 dicht.

Beim Drucksenken fällt der Strom i entsprechend einer Linie F. Sin Kalt, z.B. bei einem Punkt B, bringt den Strom i auf die K-Linie (beide Sitze 1 U und 15 dicht).

Die Drucksteuerung des Magnetventils erfolgt mit mehreren Stromkennlinie entsprechend den Schaltzuständen für Füllen, Leeren und Druckhalten.

Durch Sensieren des Verbraucher- oder Ausgangsdruckes pa ist es möglich, die Drucksteuerung in eine Druck-Regelung umzuwandeln. Auch ist es möglich, die Strom/Druckzuordnung anders zu -wählen, z.B. so daß fallender Strom einen steigen den Druck bewirkt.

Durch .die veränderbaren oberen und unteren Stromwerte S und F können die jeweils notwendigen Ventilöffnungskräfte berücksichtigt werden. Die mittlere Stromkennlinie K gewährleistet eine schnelle Dichtheit beider Ventilsitze 1*4. und 15· Dadurch wird erreicht, daß ein Sachströmen von Druckmittel auf jeden Fall unterbunden wird, wenn die Singangssignale pe und L 'zum Stillstand gekommen sind.

Leerseite -

Claims

R. 191¹O

21 . 12.1983 He/Wl

SO3ERT BOSCH GMBH, 7000' Stuttgart 1

Ansprüche

/ !./Magnetventil mit Erregerstrom-Steuervorrichtung, die in Abhängigkeit von mindestens einer Eingangsgröße den Erregerstrom derart einstellt, daß der Ventil-Ausgangsdruck einen gewünschten Druckwert zwischen Null und dem Ventil-Singangsdruck annimmt, dadurch gekennzeichnet, daß "bei Ausbildung des Ventils (5) als Doppelsitzventil die oberen und unteren Stromwerte (S und F) veränderlich sind und daß eine ebenfalls veränderliche mittlere Erregerstrom-Größe (K) maßgebend ist für eine Ventilmittelstellung, in der beide Ventilsitze (lU und 15) des Doppelsitzventils (5) abgeschlossen sind.
2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom nach, mehreren Kennlinien verläuft, z.3. für Füllen, Halten und Leeren.
3. Magnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung Strom/Druck wahlweise fallend oder steigend ist.