DE3705514C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Solenoidventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Solenoidventil dieser Art ist aus DE 22 57 213 B2 bekannt, wobei das als Anker ausgebildete bewegliche Element als Mitnehmer für beide Ventilelemente ausgestaltet ist und insgesamt vier verschiedene Federn vorgesehen sind, die aufeinander abgestimmt werden müssen. Hierdurch ergibt sich ein relativ aufwendiger Aufbau des Solenoidventils. Hinzu kommt, daß trotz des aufwendigen Aufbaus beispielsweise eine Stellung nicht möglich ist, bei der beide der gegenüberliegenden Anschlüsse offen sind.

Ferner ist aus DE 24 03 770 A1 ein elektromagnetisches Drei-Wege-Ventil bekannt, bei dem ebenfalls ein Mitnehmer für die beiden gegenüberliegenden Ventilelemente vorgesehen ist, der im Anker angeordnet ist, so daß sich auch bei dieser Bauweise ein gewisser Aufwand ergibt. Zwar ist die Anzahl der Federn auf zwei reduziert, jedoch ist auch bei dieser Ausgestaltung keine Ventilstellung möglich, bei der beide Anschlüsse offen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Solenoidventil der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß es einen einfachen Aufbau hat und dennoch mehr Stellungen der Ventilelemente zuläßt als dies bei der bekannten Bauweise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Der Anker bzw. das bewegliche Element ist schwimmend bzw. ohne gesonderte Beaufschlagung durch Federn zwischen den Ventilelementen angeordnet, die dafür in einer ganz bestimmten Richtung in bezug auf den zugeordneten Ventilsitzen von jeweils einer Feder beaufschlagt werden. Hierdurch ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau, wobei zudem eine Stellung ohne zusätzlichen Aufwand möglich ist, in der die beiden einander gegenüberliegenden Anschlüsse offen sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht des Solenoidventils,

Fig. 2a, 2b, 2c, 2d schematische Ansichten eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Solenoidventils in vier verschiedenen Stellungen,

Fig. 3a und 3b Schnittansichten eines Teils des in Fig. 1 dargestellten Solenoidventils, und

Fig. 4 in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Stellung des Ankers und der Kräfte, die auf den Anker in dem in Fig. 1 dargestellten Solenoidventil ausgeübt werden.

Das in Fig. 1 dargestellte Solenoidventil weist ein Gehäuse mit einer Leitung 1 oder mehreren Leitungen auf, die einen Einlaß bildet, und mit einem ersten Anschluß 2 und einem zweiten Anschluß 3. Der Einlaß 1 mündet zwischen dem ersten und zweiten Anschluß 2 und 3. Die Auslässe bildenden Anschlüsse 2 und 3 verlaufen entlang einer gemeinsamen Achse und sind einander gegenüberliegend angeordnet. Ein stromaufwärts liegendes Ende des Einlasses 1 bildet eine Einlaßöffnung, die vorzugsweise mit einer hydraulischen Druckquelle verbunden ist. Die stromabwärts liegenden Enden des ersten und zweiten Auslasses 2 und 3 bilden eine erste und eine zweite Auslaßöffnung, die vorzugsweise mit getrennten hydraulischen Druckverbrauchselementen, wie beispielsweise hydraulischen Betätigungsgliedern, jeweils verbunden sind.

Der Einlaß 1 ist insbesondere im allgemeinen mit einem Hauptzylinder 51 einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges verbunden. Der erste Auslaß 2 ist im allgemeinen mit einem Radzylinder 52a der Bremsanlage verbunden. Der zweite Auslaß 3 ist im allgemeinen mit einem Radzylinder 52b der Bremsanlage verbunden. Der Radzylinder 52a führt zu einem Schaltventil 55a, das mit einem Ölvorratsbehälter 53 und dem Auslaß einer hydraulischen Pumpe 54 verbunden ist. Der Einlaß der Pumpe 54 ist mit dem Vorrats­ behälter 53 verbunden. Das Schaltventil 55a ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung bewegbar. Wenn das Schaltventil 55a die erste Stellung einnimmt, ist der Radzylin­ der 52a mit dem Auslaß der Pumpe 54 verbunden und vom Vorrats­ behälter 53 getrennt. Wenn das Schaltventil 55a die zweite Stellung einnimmt, ist der Radzylinder 52a mit dem Vorratsbe­ hälter 53 verbunden und vom Auslaß der Pumpe 54 getrennt. Der Radzylinder 52b führt zu einem Schaltventil 55b, das mit dem Vorratsbehälter 53 und dem Auslaß der Pumpe 54 verbunden ist. Das Schaltventil 55b ist zwischen einer ersten Stellung und ei­ ner zweiten Stellung bewegbar. Wenn das Schaltventil 55b die erste Stellung einnimmt, ist der Radzylinder 52b mit dem Aus­ laß der Pumpe 54 verbunden und vom Vorratsbehälter 53 getrennt. Wenn das Schaltventil 55b die zweite Stellung einnimmt, ist der Radzylinder 52b mit dem Vorratsbehälter 53 verbunden und vom Auslaß der Pumpe 54 getrennt.

Der erste Auslaß 2 wird wahlweise durch ein erstes bewegliches Ventilelement oder eine erste bewegliche Ventilkugel 4 ge­ sperrt und geöffnet. Wenn der erste Auslaß 2 gesperrt oder ge­ öffnet ist, ist die zugehörige erste Auslaßöffnung jeweils vom Einlaß getrennt und mit dem Einlaß verbunden. Der zweite Aus­ laß 3 wird wahlweise durch ein zweites bewegliches Ventilele­ ment oder eine zweite bewegliche Ventilkugel 5 gesperrt und ge­ öffnet. Wenn der zweite Auslaß 3 gesperrt oder geöffnet ist, ist die zugehörige zweite Auslaßöffnung jeweils vom Einlaß ge­ trennt oder mit dem Einlaß verbunden. Das erste und das zweite Ventilelement 4 und 5 werden über ein elektromagnetisches Be­ tätigungsglied betrieben, das ein bewegliches Element oder ei­ nen Anker 6 aufweist, der zwischen den Ventilelementen 4 und 5 angeordnet ist. Wenn der Anker 6 sich in seiner normalen Stel­ lung befindet, wie es in Fig. 2a dargestellt ist und später im einzelnen beschrieben wird, sind beide Auslässe 2 und 3 geöff­ net, so daß beide Auslaßöffnungen mit der Einlaßöffnung verbun­ den sind. Wenn sich der Anker 6 in der in Fig. 2d dargestellten aktivierten Stellung befindet, sind beide Auslässe 2 und 3 durch die Ventilelemente 4 und 5 gesperrt, so daß beide Auslaßöffnun­ gen von der Einlaßöffnung getrennt sind.

Der Solenoidventilkörper weist ein rohrförmiges Gehäuse 7 auf, das ein erstes Durchlaßelement 8 fest aufnimmt, das axial be­ züglich des Gehäuses 7 verläuft und annähernd die Form eines Zylinders hat. Der erste Auslaß 2 ist durch eine zentralaxiale Bohrung 2a im ersten Durchlaßelement 8 und eine zentrale Boh­ rung 9a eines Rohres 9 gebildet, das koaxial an einem Ende der Bohrung 2a befestigt ist. Der Anker 6 ist im ersten Durchlaß­ element 8 angeordnet.

Ein zweites Durchlaßelement 10 in Form eines Ringes ist fest im ersten Durchlaßelement 8 angeordnet. Eine Stirnfläche des zweiten Durchlaßelementes 10 ist durch einen Einsatz oder eine Kappe 11 gehalten, der oder die fest durch ein ringförmiges Be­ festigungselement 12 gehalten ist, das über Gewinde am ersten Durchlaßelement 8 befestigt ist.

Eine axiale Bohrung 10a verläuft durch die Mitte des zweiten Durchlaßelementes 10. Das zweite Ventilelement 5, ein Ventil­ führungselement 13, ein Halteelement 14 und eine Schraubenfe­ der 24 sind in der Bohrung 10a angeordnet. Die Innenfläche des zweiten Durchlaßelementes 10, die die Bohrung 10a begrenzt, ist mit einem ringförmigen Ventilsitz 20 ausgebildet. Wenn sich das Ventilelement 5 zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung bewegt, kommt das Ventilelement 5 mit dem Ventilsitz 20 in Berührung und trennt sich das Ventilelement 5 von dem Ventil 20 jeweils. Wenn das Ventilelement 5 mit dem Ventilsitz 20 in Berührung kommt und sich vom Ventilsitz 20 löst, wird der zweite Auslaß 3 jeweils gesperrt und geöffnet. Das Ventilelement 5 ist von dem Ventilführungselement 13 auf­ genommen. Das Ventilführungselement 13 hat die Form einer Scheibe, die in das zweite Durchlaßelement 10 gepaßt ist. Das Ventilführungselement 13 weist axiale Bohrungen 13a auf, die um seine Achse herum verteilt sind. Das Halteelement 14 hat die Form eines Zylinders, der gleitend verschiebbar in das zweite Durchlaßelement 10 gepaßt ist. Das Haltelement 14 weist axiale Bohrungen 14a auf, die um seine Achse verteilt sind. Der zweite Auslaß 3 wird von der Bohrung 10a des zweiten Durch­ laßelementes 10, den Bohrungen 13a im Ventilführungselement 13, den Bohrungen 14a im Halteelement 14 und einer zentralen axialen Bohrung 11a in der Kappe 11 gebildet.

Der Einlaß oder die Einlässe 1 verläuft oder verlaufen axial im ersten Durchlaßelement 8. Die Einlässe 1 führen zum strom­ aufwärts liegenden Teil des ersten Auslasses 2 über einen Zwischenraum 27 im ersten Durchlaßelement 8, einen diametra­ len Kanal im Anker 6, einen zentralen axialen Durchlaß 6a im Anker 6 und einen zentralen axialen Durchlaß 17a in einem Hal­ telement oder einer Scheibe 17. Die Einlässe 1 führen auch zum stromaufwärts liegenden Teil des zweiten Auslasses 3 über axiale Durchlässe 22a in einem magnetischen Element 22 und ra­ diale Nuten im zweiten Durchlaßelement 10.

Das erste Ventilelement 4, das Rohr 9, das Halteelement 17 und eine Schraubenfeder 15 sind in einer axialen Bohrung im ersten Durchlaßelement 8 angeordnet. Das Halteelement 17 kann axial relativ zum ersten Durchlaßelement 8 gleiten. Das Hal­ teelement 17 hält das erste Ventilelement 4 so, daß sich das Ventilelement 4 zusammen mit dem Halteelement 17 bewegt. Ein Ende des Rohres 9, das dem Ventilelement 4 gegenüberliegt, begrenzt einen ringförmigen Ventilsitz 28, der um das Ende der mittleren Bohrung 9a herum verläuft. Wenn sich das Ventilele­ ment 4 zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöff­ neten Stellung bewegt, kommt das Ventilelement 4 mit dem Ven­ tilsitz 28 in Berührung und trennt sich das Ventilelement 4 vom Ventilsitz 28 jeweils. Wenn das Ventilelement 4 mit dem Ventilsitz 28 in Berührung kommt und sich davon trennt, wird der erste Auslaß 2 jeweils gesperrt und geöffnet. Das erste Durchlaßelement 8 begrenzt einen Federsitz 16, der um das Rohr 9 herum verläuft. Die Feder 15 ist zwischen dem Federsitz 16 und dem Halteelement 17 so vorgesehen, daß sie das Ventilele­ ment 4 und das Halteelement 17 in eine Richtung vom Ventilsitz 28 weg, d.h. in eine Richtung auf die geöffnete Stellung des Ventilelementes 4, drückt oder beaufschlagt.

Die Feder 15 übt eine Kraft auf den Anker 6 über die Zen­ trierungskugeln 18 aus, die zwischen dem Halteelement 17 und dem Anker 6 vorgesehen sind. Ein Ende des Ankers 6 weist einen Vorsprung 19 auf, der mit dem zweiten Ventilelement 5 in Be­ rührung kommen kann. Wenn der Vorsprung 19 mit dem zweiten Ventilelement 5 in Berührung steht, geht die Kraft der Feder 15 über das Halteelement 17 und den Anker 6 auf das zweite Ven­ tilelement 5 über, so daß das zweite Ventilelement 5 in eine Richtung vom Ventilsitz 20 weg, d.h. in die Richtung auf die geöffnete Stellung des Ventilelementes 5, gedrückt wird.

Der Anker 6 ist gleitend verschiebbar in eine Führungsbohrung 21 gepaßt, die entlang der Achse des ersten Durchlaßelements 8 verläuft. Der Anker 6 kann sich axial entlang der Führungs­ bohrung 21 bewegen.

Das magnetische Element 22 hat die Form eines Ringes, der fest um den Anker 6 gepaßt ist. Der Anker 6 bewegt sich zusammen mit dem magnetischen Element 22. Das magnetische Element 22 liegt an einer Ringschulter 23 am Anker 6 an. Das magnetische Element 22 kann sich axial bewegen, während es an der Schul­ ter 23 anliegt. Ein Spalt oder ein Zwischenraum 27 zwischen dem magnetischen Element 22 und dem ersten Durchlaßelement 8 erlaubt eine axiale Bewegung des magnetischen Elementes 22 zum Rohr 9.

Die Feder 24 sitzt zwischen der Kappe 11 und dem Halteelement 14. Das Halteelement 14 wird durch die Kraft der Feder 24 in Berührung mit dem Ventilelement 5 gehalten. Die Feder 24 drückt das Ventilelement 5 über das Halteelement 14 in eine Richtung auf den Ventilsitz 20, d.h. in eine Richtung auf die geschlossene Stellung des Ventilelementes 5. Es versteht sich, daß das Ventilelement 5 normalerweise durch die Feder 15 in die Richtung vom Ventilsitz 20 weg, d.h. in eine Rich­ tung auf die geöffnete Stellung des Ventilelementes 5, beauf­ schlagt wird. Die Kraft der Feder 15 ist normalerweise größer als die Kraft der Feder 24, so daß das Ventilelement 5 norma­ lerweise vom Ventilsitz 20 getrennt ist, und somit der zweite Auslaß 3 normalerweise geöffnet ist.

Eine Solenoidwicklung oder Solenoidwicklungen 26, die fest um das erste Durchlaßelement 8 vorgesehen ist oder sind, steht oder stehen elektrisch mit einer nicht dargestellten elektri­ schen Energiequelle über einen nicht dargestellten Steuerschal­ ter in Verbindung. Die elektrische Verbindung zwischen den Solenoidwicklungen 26 und der elektrischen Energiequelle schließt Leitungen 26a ein, die am Gehäuse 7 mit einer Klem­ me 26b gehalten sind. Die Arbeit dieses Schalters erlaubt es, die Solenoidwicklungen 26 elektrisch zu erregen und zu entre­ gen. Die Solenoidwicklungen 26 verlaufen in Fig. 1 links vom magnetischen Element 22. Wenn die Solenoidwicklungen 26 erregt werden, wird das magnetische Element 22 angezogen und in Fig. 1 nach links bewegt, während der Anker 6 zusammen damit verscho­ ben wird und das magnetische Element 22 in Berührung mit der Schulter 23 des Ankers 6 bleibt.

Ein O-Ring 30 ist zwischen dem ersten Durchlaßelement 8 und dem zweiten Durchlaßelement 10 vorgesehen und hält den dichten Abschluß zwischen den Elementen 8 und 10 aufrecht. Ein weite­ rer O-Ring 31, der zwischen dem zweiten Durchlaßelement 10 und der Kappe 11 vorgesehen ist, hält den dichten Abschluß zwischen den Elementen 10 und 11 aufrecht.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Anker 6 und das magnetische Element 22 in einem Stück miteinander ausgebildet sein und aus einem üblichen magnetischen Material bestehen können.

Wenn während des Betriebes die Solenoidwicklungen 26 elek­ trisch entregt sind, ist das erste Ventilelement 4 vom Ven­ tilsitz 28 durch die Kraft der Feder 15 getrennt, so daß der erste Auslaß 2 geöffnet ist, wie es in Fig. 2a dargestellt ist. Während die Solenoidwicklungen 26 entregt sind, geht die Kraft von der Feder 15 über den Anker 6 auf das zweite Ventilele­ ment 5 über, so daß das zweite Ventilelement 5 vom Ventilsitz 20 gegen die Kraft der Feder 24 getrennt ist und somit der zweite Auslaß 3 gleichfalls geöffnet ist, wie es in Fig. 2a dar­ gestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kraft der Feder 15 normalerweise größer als die Kraft der Feder 24 ist.

Am Anfang der Erregung der Solenoidwicklungen 26 bewegt sich der Anker 6 von der in Fig. 2a dargestellten normalen Stellung in die in Fig. 2b dargestellte Stellung. In der in Fig. 2b dar­ gestellten Stellung ist der erste Auslaß 2 weiterhin geöff­ net und ist auch der zweite Auslaß 3 geöffnet, da der Vor­ sprung 19 des Ankers 6 noch mit dem zweiten Ventilelement 5 in Berührung steht. Am Anfang der Erregung der Solenoidwick­ lungen 26 bewegen die elektromagnetische Kraft von den So­ lenoidwicklungen 26 und die mechanische Kraft von der Feder 24 den Anker 6 gegen die Kraft der Feder 15 in Fig. 2 nach links. Während dieser Zeit erleichtert die Kraft der Feder 24 die Bewegung des Ankers 6. Diese Unterstützung durch die Feder 24 erlaubt eine leichtere Bewegung des Ankers 6, verglichen mit dem Fall, in dem der Anker 6 nur durch die elektromagne­ tische Kraft der Solenoidwicklungen 26 bewegt wird. Obwohl die Induktivität der Solenoidwicklungen 26 eine abrupte Zunahme in der erzeugten elektromagnetischen Anziehungskraft beim Er­ regen der Solenoidwicklungen 26 verhindert, erlaubt die unter­ stützende Kraft der Feder 24 den Beginn der Bewegung des An­ kers 6 innerhalb extrem kurzer Zeit vom Zeitpunkt der Erreg­ gung der Solenoidwicklungen 26. Das führt zu einem schnellen Ansprechvermögen des Solenoidventils.

Am Anfang der Erregung der Solenoidwicklungen 26 geht der An­ ker 6 von der in Fig. 2b dargestellten Stellung auf die in Fig. 2c dargestellte Stellung über. In der in Fig. 2c darge­ stellten Stellung ist der Vorsprung 19 des Ankers 6 vom zwei­ ten Ventilelement 5 getrennt, so daß die Kraft der Feder 15 nicht auf das zweite Ventilelement 5 wirkt und somit im we­ sentlichen nur die Kraft der Feder 24 auf das Ventilelement 5 wirkt. In dem in Fig. 2c dargestellten Zustand ist das zwei­ te Ventilelement 5 in Berührung mit dem Ventilsitz 20 durch die Kraft der Feder 24 gehalten, so daß der zweite Auslaß 3 gesperrt ist. In dem in Fig. 2c dargestellten Zustand ist das erste Ventilelement 4 weiterhin vom Ventilsitz 28 getrennt, so daß der erste Auslaß 2 weiter geöffnet bleibt. Nachdem sich der Vorsprung 19 des Ankers 6 vom zweiten Ventilelement 5 gelöst hat, wirkt die unterstützende Kraft der Feder 24 nicht mehr auf den Anker 6. Im in Fig. 2c dargestellten Zustand nä­ hert sich der Anker 6 den Solenoidwicklungen 26 und nimmt der Spalt 27 ab, so daß die elektromagnetische Anziehungskraft der Solenoidwicklungen 26 angemessen verstärkt wird. Diese verstärkte Anziehungskraft von den Solenoidwicklungen 26 er­ laubt eine leichte Bewegung des Ankers 6 gegen die Kraft der Feder 15 ohne eine unterstützende Kraft von der Feder 24.

Am Anfang der Erregung der Solenoidwicklungen 26 bewegt sich der Anker 6 weiter von der in Fig. 2c dargestellten Stellung in die in Fig. 2d dargestellte aktivierte Stellung. In dem in Fig. 2d dargestellten Zustand steht das erste Ventilelement 4 mit dem Ventilsitz 28 in Berührung, so daß der erste Auslaß 2 gesperrt ist. In diesem Fall erlaubt es die elektromagneti­ sche Anziehungskraft von den Solenoidwicklungen 26, daß der Anker 6 das erste Ventilelement 4 in Berührung mit dem Ventil­ sitz 28 hält. In dem in Fig. 2d dargestellten Zustand hält die Feder 24 weiter das zweite Ventilelement 5 in Berührung mit dem Ventilsitz 20, so daß der zweite Auslaß 3 gesperrt bleibt.

Die Zentrierungskugeln 18 arbeiten in der folgenden Weise. Wenn das erste Ventilelement 4 in eine Berührung mit dem Ven­ tilsitz 28 am Rohr 9 gebracht wird, ist die Achse des Ventil­ elementes 4 oftmals nicht mehr zur Achse einer sich verjüngen­ den oder konischen Fläche des Ventilsitzes 28 ausgerichtet, wie es in Fig. 3a dargestellt ist. In diesem Fall erlaubt es die Rollfunktion der Zentrierungskugeln 18, daß das Halteelement 17 sich radial längs einer Stirnfläche 61 des Ankers 6 bewegt, so daß sich das Ventilelement 4 zusammen mit dem Halteelement 17 in eine Stellung bewegt, in der die Achse des Ventilele­ mentes 4 in einer Linie zur Achse der konischen Fläche des Ventilsitzes 28 ausgerichtet ist, wie es in Fig. 3b dargestellt ist. In dieser Weise wird das erste Ventilelement 4 automa­ tisch bezüglich des Ventilsitzes 28 durch die Kugeln 18 bei ei­ ner Bewegung des Ventilelementes 4 in eine Berührung mit dem Ventilsitz 28 zentriert. Wenn das erste Ventilelement 4 mit dem Ventilsitz 28 in Berührung kommt, und gleichzeitig die Achse des Ventilelementes 4 zur Achse des Ventilsitzes 28 in einer Linie ausgerichtet ist, wird der erste Auslaß 2 zuverlässig gesperrt.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Verschiebung des Ankers 6 in Fig. 1 nach links und den gewünschten Kräften, die auf den Anker 6 ausgeübt werden. Fig. 4 zeigt auch die Beziehung zwi­ schen der Verschiebung des Ankers 6 und den Kräften der Federn 15 und 24. In Fig. 4 sind mit P 1 und P 3 die normale Stellung und die aktivierte Stellung des Ankers 6 jeweils bezeichnet. Es versteht sich, daß dann, wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt und erregt werden, der Anker 6 schließlich in die nor­ male Stellung und die aktivierte Stellung jeweils bewegt wird. In Fig. 4 ist mit P 2 eine vorgegebene Stellung des Ankers 6 zwischen der normalen und der aktivierten Stellung P 1 und P 3 bezeichnet. An der vorgegebenen Stellung P 2 bewegt sich der Vorsprung 19 des Ankers 6 aus der Berührung mit dem zweiten Ventilelement 5.

In Fig. 4 gibt die Linie I die Kraft wieder, die notwendig ist, um den Anker 6 in dem Fall zu verschieben, in dem der Anker 6 eine Stellung zwischen den Punkten P 1 und P 2 hat. Wenn der An­ ker 6 zwischen den Stellungen P 1 und P 2 liegt, ist er der Kraft von beiden Federn 15 und 24 ausgesetzt. Wenn sich der Anker 6 aus der Stellung P 1 in die Stellung P 2 bewegt, nimmt die Kraft der Feder 15 von einem Wert F 1 auf einen Wert F 2 entlang der Linie III zu, während die Kraft der Feder 24 von einem Wert F 4 auf einen Wert F 5 entlang der Linie IV abnimmt. Wenn der Anker 6 eine Lage zwischen den Punkten P 1 und P 2 hat, entspricht die Kraft I, die zum Verschieben des Ankers not­ wendig ist, im wesentlichen der resultierenden Kraft aus der Kraft III der Feder 15 und der Kraft IV der Feder 24.

In Fig. 4 gibt die Linie II die Kraft wieder, die notwendig ist, um den Anker 6 zu verschieben, wenn sich dieser zwischen den Stellungen P 2 und P 3 befindet. Wenn sich der Anker 6 von der Stellung P 2 in die Stellung P 3 bewegt, nimmt die Kraft der Feder 15 vom Wert F 2 auf einen Wert F 3 entlang der Linie III zu. Wenn der Anker 6 zwischen den Stellungen P 2 und P 3 liegt, wirkt die Kraft der Feder 24 nicht auf den Anker 6, wohingegen jedoch die Kraft der Feder 15 auf den Anker 6 einwirkt, so daß die Kraft II, die zum Verschieben des Ankers 6 notwendig ist, im wesentlichen der Kraft III der Feder 15 entspricht.

Die Kräfte der Federn 15 und 24, die auf den Anker 6 wirken, sind in der folgenden Weise gewählt. Wie es in Fig. 4 darge­ stellt ist, ist die Kraft F 3 der Feder 15 so gewählt, daß sie zuverlässig das Ventilelement 4 vom Ventilsitz 28 trennt, wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt sind. Es sei darauf hinge­ wiesen, daß dann, wenn das Ventilelement 4 mit dem Ventilele­ ment 28 in Berührung steht und somit der erste Auslaß 2 ge­ sperrt ist, die hydraulische Druckquelle, die mit dem Einlaß 1 verbunden ist, einen zusätzlichen statischen Druck auf das Ventilelement 4 in die Richtung zum Ventilsitz 28 ausübt. Die Kraft F 3 der Feder 15 ist somit so gewählt, daß sie diesen zu­ sätzlichen statischen Druck überwindet und somit zuverlässig das Ventilelement 4 vom Ventilsitz 28 trennt, wenn die Solenoid­ wicklungen 26 entregt sind.

Die Kraft F 2 der Feder 15 ist so gewählt, daß sie zuverlässig das Ventilelement 5 vom Ventilsitz 20 gegen die Kraft der Fe­ der 24 löst, wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt sind. Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn das Ventilelement 5 mit dem Ventilsitz 20 in Berührung steht und somit der zweite Aus­ laß 3 gesperrt ist, der Druck innerhalb der hydraulischen Druck­ verbrauchseinrichtung, die mit dem zweiten Auslaß 3 verbunden ist, einen zusätzlichen statischen Druck hervorruft, der auf das Ventilelement 5 in die Richtung zum Ventilsitz 20 wirkt. Die Kraft F 2 der Feder 15 ist daher so gewählt, daß sie die Summe dieses zusätzlichen statischen Druckes und der Kraft der Feder 24 überwindet und somit zuverlässig das Ventilelement 5 vom Ventilsitz 20 trennt, wenn die Solenoidwicklungen 26 ent­ regt sind.

Die Kraft F 5 der Feder 24 ist so gewählt, daß sie zuverlässig das Ventilelement 5 in eine Berührung mit dem Ventilsitz 20 bewegt, wenn die Solenoidwicklungen 26 erregt sind. Es sei darauf hingewiesen, daß die hydraulische Druckquelle, die mit dem Einlaß 1 verbunden ist, einen zusätzlichen statischen Druck auf das Ventilelement 5 in einer Richtung vom Ventilsitz 20 weg ausübt. Die Kraft F 5 der Feder 24 ist daher so gewählt, daß sie zuverlässig das Ventilelement 5 in eine Berührung mit dem Ventilsitz 20 gegen diesen statischen Druck in dem Fall bewegt, in dem der Vorsprung 19 des Ankers 6 sich vom Ventilelement 5 löst.

Die Kraft F 1 der Feder 15 ist größer als die Kraft F 4 der Feder 24 gewählt, so daß die Ventilelemente 4 und 5 zuverlässig von den Ventilsitzen 20 und 28 gelöst werden und somit die Ausläs­ se 2 und 3 sicher geöffnet werden, wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt werden. Die größere Kraft F 1 der Feder 15 drückt den Anker 6 in Fig. 1 nach rechts und drückt auch das magneti­ sche Element 22 gegen das zweite Durchlaßelement 10, wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt werden.

Wenn die zum Verschieben des Ankers 6 notwendigen Kräfte ab­ nehmen, d.h. wenn die Kräfte der Federn 15 und 24, die durch die Linien I und II in Fig. 4 dargestellt sind, abfallen, kann die Geschwindigkeit des Ankers 6 zunehmen. Wenn die Quer­ schnittsfläche des durch das Ventilelement 5 gesperrten Strö­ mungsweges klein ist, kann die Kraft F 5 der Feder 24 verrin­ gert werden. Der Grund dafür besteht darin, daß eine Abnahme in der Querschnittsfläche des Strömungsweges, der vom Ventil­ element 5 gesperrt wird, zu einer kleineren zusätzlichen Kraft führt, die auf das Ventilelement 5 durch den Druckun­ terschied über dem Ventilelement 5 ausgeübt wird. Die Abnahme in der Kraft F 5 der Feder 24 erlaubt eine Verringerung der Kräfte F 2 und F 3 der Feder 15.

Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Solenoidventiles kann leicht als Drei-Stellungs-Ventil, d.h. als ein Ventil benutzt werden, das zwischen drei verschie­ denen Stellungen umschaltbar ist. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die zum Verschieben des Ankers 6 von der Stellung P 2 zur Stellung P 3 notwendigen Kräfte annähernd zweimal so groß wie die Kräfte sind, die zum Verschieben des Ankers 6 von der Stellung P 1 zur Stellung P 2 notwendig sind. Eine elektromagne­ tische Kraft, die durch die Solenoidwicklungen 26 erzeugt wird, um das magnetische Element 22 anzuziehen, muß daher abrupt zu­ nehmen, wenn der Anker 6 die Stellung P 2 in Richtung auf die Stellung P 3 passiert. Wie es im folgenden beschrieben wird, erlaubt diese Charakteristik ein Umschalten des Ankers 6 zwischen drei verschiedenen Stellungen durch eine Steuerung des elektrischen Stromes, der durch die Solenoidwicklungen 26 fließt.

Wenn die Solenoidwicklungen 26 entregt werden, nimmt der An­ ker 6 die normale Stellung in Fig. 2a ein, in der beide Aus­ lässe 2 und 3 geöffnet sind. Wenn die Solenoidwicklungen 26 mit einem vorgegebenen kleinen elektrischen Strom versorgt werden, nimmt der Anker 6 eine Zwischenstellung ein, die in Fig. 2c dargestellt ist und in der der erste Auslaß 2 geöffnet bleibt, während der zweite Auslaß 2 gesperrt ist. Wenn die Solenoidwicklungen 26 mit einem vorgegebenen großen elektri­ schen Strom versorgt werden, nimmt der Anker 6 eine voll­ ständig verschobene Stellung ein, die in Fig. 2d dargestellt ist und in der der erste Auslaß 2 und der zweite Auslaß 3 gesperrt sind.

Claims (3)

1. Solenoidventil,
mit einem ersten und einem zweiten Ventilelement (4, 5), die zum Öffnen und Schließen gegenüberliegender Anschlüsse (2, 3) auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, wobei das erste Ventilelement (4) durch eine zugeordnete erste Feder (15) in Richtung seiner Öffnungsstellung und in Richtung auf das zweite Ventilelement (5) beaufschlagt ist und das zweite Ventilelement (5) durch eine zugeordnete zweite Feder (24) in Richtung der Schließstellung beaufschlagt ist,
mit einer zwischen den Anschlüssen (2, 3) mündenden Leitung (1), und
mit einem beweglichen Element (6), das zwischen den Ventilelementen zu deren Beaufschlagung angeordnet und durch eine Solenoidwicklung verstellbar ist, wobei sich bei entregter Solenoidwicklung das erste Ventilelement (4) in der Offenstellung befindet und bei Erregen der Solenoidwicklung (26) das bewegliche Element (6) in Richtung der Schließstellung des ersten Ventilelements (4) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vorsprung (19) des beweglichen Elements (6) unter Einwirkung der ersten Feder (15) das zweite Ventilelement (5) bei entregter Solenoidwicklung entgegen der Kraft der zweiten Feder (24) in die geöffnete Stellung drückt und
daß der Vorsprung (19) bei Erregen der Solenoidwicklung vom zweiten Ventilelement (5) trennbar ist und auf das zweite Ventilelement im wesentlichen nur die Kraft der zweiten Feder (24) in Schließstellung einwirkt.

2. Solenoidventil nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Element (6) durch Erregen der Solenoidwicklung (26) mit einem vorgebbaren kleinen Strom in eine Zwischenstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenstellung das erste Ventilelement (4) in der Offenstellung verbleibt, während das zweite Ventilelement (5) in die Schließstellung bringbar ist.

3. Solenoidventil nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei ein einen Ventilsitz (28) bildendes Element (9) vorgesehen ist, an dem das erste Ventilelement (4) in der Schließstellung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Zentrierkugeln (18) mit dem beweglichen Element (6) in Verbindung stehendes Halteelement (17) für das erste Ventilelement (4) vorgesehen ist.