DE4310960A1 - Verbessertes Drei-Wege- und Drei-Positions-Magnetventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Ventile werden elektromagnetisch betätigt; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes duales Magnet­ ventil. Noch genauer bezieht sich die Erfindung auf ein ver­ bessertes duales Drei-Wege-Magnetventil mit drei Betriebspositionen und der Fähigkeit, sowohl in der Impulsbreitenmodula­ tion-Betriebsart als auch in der Ein/Aus-Betriebsart arbeiten zu können. Anwendungen verschiedener Magnetventilarten können in Anti-Blockierbremssystemen und den neueren elektronischen Trans­ missionen gesehen werden. Bei derartigen Anwendungen werden Magnetventile dazu eingesetzt, um das Problem zu lösen, von einer Hochdruckquelle mit konstantem Druck Zwischendrücke zu erhalten. Beispielsweise verwendet das Zwei-Wege-Magnetventil gemäß US-Patent 5,076,538 ein Einstellglied, das zwischen dem Ventil und dem umgebenden Gehäuse dazwischengesetzt ist, um eine plötzliche Bewegung des Ventiles von geschlossener zu voll geöffneter Stellung zu verzögern oder zu verhindern. Dies verursacht eine leichte Drosselung des Fluiddruckes, bis sich der letztere etwas zwischen der Fluideinlaßöffnung bzw. -auslaßöffnung stabilisiert.

Ein besonderes Magnetventil, das bei elektronischen Trans­ missionen verwendet wird, besteht aus einem Drei-Wege-Zwei-Posi­ tionsventil, so wie es im US-Patent 4,932,439 beschrieben ist. Dieses Ventil verwendet Impulsbreitenmodulation (PWM) um effektiv zwischen einer Aufbauphase, wo der Druck an seiner Auslaßöff­ nung ansteigt, und einer Abnehmphase, wo der Druck an seiner Auslaßöffnung abnimmt, umzuschalten.

Derartige Zwei-Positions-Ventile weisen mehrere Nachteile auf, so ergibt sich als erstes die Schwierigkeit, infolge der konstanten Schwingung zwischen Aufbau- und Abnehmephase die gewünschten Drucke aufrechtzuerhalten, zweitens die Notwendigkeit eines schnellen Mikroprozessors, dessen Kosten mit der Leistung steigen, und drittens, daß das rasche Öffnen und Schließen der Ventile mit in der Regel Metall-zu-Metall-Kontakten den Ventilverschleiß erhöht und die Dauerhaftigkeit verringert.

Ein anderer Typ von Magnetventil verwendet eine lineare oder variable Kraft, um eine Regulierung des gewünschten Druckes zu erzeugen. Obwohl diese weniger effizient als mit Impulsbreiten­ modulation arbeitende Magnete sind, arbeiten sie bei hohen Frequenzen (beispielsweise 250 Hz), so daß der Magnet kaum ein komplettes Verschließen des Ventiles erlaubt, sondern vielmehr wechselnde Beschränkungen der Flußrate von der Quelle hohen Druckes zum Ausstoß bei niedrigem Druck verursacht. Dies begrenzt das Problem von oszillierenden Drucken. Derartige Magnetventile haben jedoch ebenfalls mehrere Nachteile, so als erstes, daß die Kalibrierung dieser Magnetventile schwierig und zeitraubend ist, und zweitens, daß diese Magnetventile sehr teuer in der Herstellung und im Betrieb sind.

Für elektronische Transmissionen ist auch ein Drei-Wege- und Drei-Positions-Richtungsventil bekannt, wie es im US-Patent 4,674,613 beschrieben ist. Das Richtungsventil wird durch ein magnetisch betriebenes Reliefventil mit einem einzigen Anker gesteuert, der entsprechend der Höhe der an seine umgebende Magnetspule angelegten Spannung in drei Positionen bewegbar ist. Das US-Patent 3,783,901 beschreibt darüber hinaus ein durch Druck betätigtes Ventil, das durch ein magnetisch betätigtes Glied gesteuert wird, und - obwohl der Magnet zwei getrennte Spulen enthält - wird dieses Glied lediglich für eine Doppel-Betätigung des Magneten eingesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Magnetventil für drei Betriebspositionen zu schaffen, welches das System beim Regulie­ ren der Fluiddrücke wirksamer macht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst, weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Bei dem neuen Magnetventil sollen die beweglichen Teile weniger häufig oszillieren bzw. schwingen und daher langsamer verschlei­ ßen, so daß das Ventil länger hält.

Bei dem genannten Drei-Positions-Magnetventil soll der Ventilbe­ trieb innerhalb des Spulenbereiches stattfinden, so daß der durch eine derartige Anordnung beanspruchte Platz verringert wird.

Schließlich soll ein duales Magnetventil geschaffen werden, das zwei getrennte Anker aufweist, von denen der eine innerhalb des anderen koaxial angeordnet ist, so daß das Ventil weniger teuer in der Herstellung und im Einsatz ist.

Andere Ziele der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Ansprüchen, insbesondere in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung.

Ein Magnetventil gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein zylinderförmiges Gehäuse auf, das an einem Ende sowohl eine Eingangsöffnung, die mit einer hochdruck-hydraulischen Fluidquel­ le verbunden ist, als auch eine Ausgangsöffnung auf, die mit der hydraulisch-betätigten Anordnung verbunden ist, und am gegen­ überliegenden Ende eine Ausstoßöffnung, die mit einem Behälter wie einem hydraulischen Fluidbehälter verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein Paar von Magnetspulen koaxial, d. h. eine innerhalb der anderen, um ein Spulenglied gewickelt, welches die Ventilanordnung abschließt. Die Ventilanordnung weist ein Aus­ stoßventil auf, das zwischen der Einlaßöffnung und der Ausstoß­ öffnung kommuniziert, und ein Eingangsventil, das zwischen der Eingangsöffnung und der Ausgangsöffnung kommuniziert, wobei jedes Ventil mit Hilfe eines ersten bzw. eines zweiten Magnetan­ kers unabhängig voneinander betätigbar sind. Der erste Anker, der in einer Axialbohrung des Gehäuses hin- und hergehen kann, weist ein Ausstoßventil auf, das gegen die Auslaßöffnung oder von ihr weg beweglich ist. Der erste Anker weist eine Axialbohrung auf, in welcher der zweite Anker für eine begrenzte Axialbewegung gleitbar aufgenommen ist; und der zweite Anker weist ein Einlaßventil auf, das gegen die Eingangsöffnung oder von ihr weg beweglich ist.

Die Anker werden durch ein Paar von Druckfedern abdichtend gegen die Ausstoßöffnung gedrückt. Die Druckfeder, welche mit dem zweiten Anker in Eingriff steht, ist kleiner als diejenige, welche mit dem ersten Anker in Eingriff steht, somit ist sie durch eine kleinere Kraft als der erste Anker, weg von der Eingangsöff­ nung, vorgespannt. Eine derartige Anordnung stellt den ersten und den zweiten Anker normalerweise so ein, daß das Eingangs­ ventil offen und das Ausstoßventil geschlossen gehalten wird. Dies ist die Aufbau-Phase, wo der Druck an der Auslaßöffnung ansteigen darf. Wenn das erste Magnetventil betätigt wird, überrollt der axial ausgerichtete Magnetfluß die Kraft der kleineren Druckfeder, wobei das Eingangsventil in geschlossene Position gelangt, während das Ausstoßventil geschlossen bleibt. Dies ist die Haltephase, bei welcher der Druck an der Auslaßöffnung aufrechterhalten wird. Wenn beide Magnetventile betätigt sind, überrollt der axial ausgerichtete Magnetfluß die Kraft beider Druckfedern, wobei das Einlaßventil in die Schließ­ stellung und das Ausstoßventil in die geöffnete Stellung gebracht wird. Das ist die Abnehmphase, bei welcher der Druck an der Auslaßöffnung abnehmen darf.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Es zeigt:

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch das Zentrum eines Magnetventiles gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, wobei das Magnetventil im Nichtbetriebszustand, d. h. ohne Energiezufuhr, gezeigt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 gezeigte Magnetventil, wobei Abschnitte weggebrochen und im Querschnitt darge­ stellt sind, und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1 in Pfeilrichtung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Wenn nunmehr auf die Zeichnung durch Bezugszeichen Bezug genommen wird, so bezeichnet 10 allgemein ein Magnetventil mit einer Einlaßöffnung P₁, das mit einer Hochdruck-Hydraulik­ fluidquelle verbunden ist, mit einer Auslaßöffnung P₂, die in üblicher Weise mit einer Autotransmission oder einem Bremssystem oder dergl. (nicht dargestellt) verbunden sein kann, und mit einer Ausstoßöffnung P₃ (Fig. 1), die mit einem externen Hydraulikfluidbehälter verbunden ist. Das Magnetventil 10 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 11, das an ihren gegenüberlie­ genden Enden nach innen umgebogene Umfangsflansche 12 und 13 aufweist. Zwei im wesentlichen scheibenförmige Endabschnitte 16 und 20 werden durch diese Flansche koaxial in Ringnuten 14 und 15 festgehalten, die in der Bohrung des Gehäuses 11 an zwei angrenzenden gegenüberliegenden Enden desselben ausgebildet sind. Der Flansch 12 liegt über einer Dichtung 18 und hält diese oberhalb des Endabschnittes 16 in der Ringnut 14 zurück, während der Flansch 13 über dem Endabschnitt 20 in der Ringnut 15 liegt und diese zurückhält. Die Endabschnitte 16 und 20 weisen an ihren äußeren Enden Stirnbereiche 22 bzw. 23 mit verringertem Durchmesser und an ihren inneren Enden koaxial angeordnete Spulenkerne 24 bzw. 25 mit verringertem Durchmesser auf. Die entsprechenden inneren Enden 24′ und 25′ der Spulenkerne 24 und 25 sind axial in einem Abstand gegenüber angeordnet. Der Spulenkern 24 hat ebenfalls einen Halsabschnitt 26 mit verringer­ tem Durchmesser, der koaxial von der Endfläche 24′ gegen den Spulenkern 25 vorsteht.

Zwischen den Endabschnitten 16 und 20 und deren Spulenkerne 24 und 25 innerhalb des Gehäuses 11 umgebend sitzt eine Kunststoff- Trägerspule 30 für die Wicklung. Die Spule 30 besteht aus einem zylindrischen Spulenkörper 32 und Umfangsendflanschen 33 und 34, wobei der Spulenkörper 32 die Spulenkerne 24 und 25 begrenzt. Jeder der Spulenkerne 24 und 25 weist an seiner äußeren Umfangsfläche eine Ringnut 35 auf, die einen O-Ring enthält, der die Spulenkerne 24 und 25 wirksam gegenüber dem Spulenkörper 32 abdichtet, um irgendeinen Leckfluß des hydraulischen Fluids dazwischen zu verhindern. Die Spule 30 ist zwischen den Flanschen 33 und 34 gewickelt, und zwar in Form eines Paares von Magnetspulen S₁ und S₂, die eine innerhalb der anderen, derart, daß die innere Spule S₁ direkt auf den Spulenkörper 32, und die äußere Spule S₂ um die innere Spule aufgewickelt ist. Der untere Spulenflansch 34 weist, wie in Fig. 1 gezeigt, eine Verbreiterung 37 auf, die durch eine Öffnung 38 innerhalb des Gehäuses 11 vorsteht, um (Elektro)Anschlüsse T für die Energiezu­ fuhr an eine der Magnetspulen vorzusehen. Die Art, in welcher die Spulen S1 und S2 mit einer Energieversorgung verbunden sind, ist nicht Teil dieser Erfindung und wir daher nicht in weiteren Einzelheiten dargestellt.

In jedem Falle haben beide Magnetspulen S1 und S2 unabhängige Verbindungen mit einer Energiequelle und auf Wunsch könnten die zwei Wicklungen auch mit einer gemeinsamen Masse verbunden werden. Im Einsatz sind die Verbindungen zwischen den Spulen S1 und S2 und die Energiequelle so angeordnet, daß sie durch eine übliche Mikroprozessoreinheit (nicht gezeigt) gesteuert werden können, die kontinuierlich die erforderlichen und die vorhandenen hydraulischen Drucke an der Auslaßöffnung P2 überwacht. Die Einstellung des Druckes wird durch das systematische Öffnen und Schließen der Ventile, die an die Öffnungen P1, P2 und P3 angrenzen, bewirkt, wie später im einzelnen erörtert wird. Durch den Endabschnitt und seine Spulenkerne 24 und 26 erstreckt sich koaxial eine Bohrung 42, an dessen äußerem Ende ein üblicher Filter 44 und an dessen innerem Ende ein ringförmiger Ventilsitz 46 befestigt ist. Die Bohrung 42 steht an ihrem äußeren Ende über das Filter 44 mit der Öffnung P1, die durch eine Öffnung 45 innerhalb der Dichtung 18 gebildet ist, und an ihrem inneren Ende über die Bohrung im Ventilsitz 46 mit einer konischen Gegenbohrung 48 in Verbindung, die am inneren Ende des Halsbereiches 26 gebildet ist, um das angrenzende Ende des Ventilsitzes zu umgeben.

Durch den Endabschnitt 16 und seine Spulenkerne 24 und 25 erstreckt sich in radial versetzter Parallelbeziehung zur Bohrung 42 eine andere Bohrung 52, welche an ihrem oberen Ende durch ein Filter 53 mit einer Ringnut 54 in Verbindung steht, die auf einer Außenfläche des Endabschnittes 16 koaxial zur Zentralboh­ rung 42 gebildet ist. Die Ringnut 54 steht ihrerseits mit der Einlaßöffnung P2 in Verbindung, die durch eine andere Kreisöff­ nung 55 gebildet wird, welche in der Dichtung 18 im Anschluß an die Öffnung 45 ausgebildet ist. Im Anschluß an ihr unteres Ende verengt sich die Bohrung 52 geringfügig, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei ein leicht gedrosselter Auslaß 56 gebildet wird, der sich an einem axial nach außen gerichteten, rechtwinkligen Schlitz öffnet, der im Halsabschnitt 26 des Abschnittes 16 an einer gegenüberliegenden Seite desselben öffnet. Der Auslaß 56 und der Schlitz 57 öffnen sich an einer Ringkammer 60, die in der Bohrung der Spule 30 zwischen den inneren Enden 24′ und 25′ der Spulenkerne 24 und 25 gebildet sind, wie später beschrieben wird.

In einer Axialbohrung 62 innerhalb des Stirnbereiches 23 des Endabschnittes 20 ist koaxial ein ringförmiger Ventilsitz 64 angeordnet. Der Ventilsitz 64 weist eine axiale Durchgangsbohrung 65 auf, die sich an ihrem äußeren Ende an der Ausstoßöffnung P3 öffnet, die durch das äußere Ende der Bohrung 62 gebildet ist, und die sich an ihrem inneren Ende koaxial am hinteren Ende der breiten Gegenbohrung 68 öffnet, welche im Spulenkern 25 des Endabschnittes 20 gebildet ist. In der Gegenbohrung 68 ist koaxial ein erster zylindrischer Anker 71 gleitbar befestigt. An seinem Ende dem Ventilsitz 64 zugewandt trägt der Anker 71 ein Kugelventil 72, das in einer Ausnehmung in einem Vorsprung 73 mit verringertem Durchmesser am Anker 71 befestigt ist und von diesem vorspringt. Eine spiralförmige Druckfeder 74, die an einem Ende in einer ringförmigen Ausnehmung 65 am inneren Ende des Ankers 71 und am gegenüberliegenden Ende in einer zurücktreten­ den ringförmigen Ausnehmung 29 im Halsbereich 26 des Endab­ schnittes 16 sitzt, drückt der Anker 71 federnd gegen die in Fig. 1 gezeigte Position. In dieser Position steht das Ventil 72 mit dem inneren Ende des Ventilsitzes 64 in Eingriff, um die Ausstoßöffnung P3 zu schließen, und der Vorsprung 73 ist von einer ringförmigen Kammer 76 umgeben, die am Boden der Gegenbohrung 68 gebildet ist. Die Ringkammer 76 steht mit einem Paar axialer Schlitze oder Nuten 77 und 78 in Verbindung, die in diametral gegenüberliegenden Seiten des Ankers 71 ausgebildet sind, um an einem ihrer Enden mit der Ringkammer 76 und am gegenüberliegenden Ende mit der Ringkammer 60 in Verbindung zu stehen.

Für die Durchführung einer begrenzten axialen Bewegung in einer Gegenbohrung 79 ist am inneren Ende des Ankers 71 ein zweiter zylindrischer Anker 81 gleitbar befestigt. Das innere Ende des Ankers 81 liegt einem zylindrischen Vorsprung 80 mit verringertem Durchmesser gegenüber, der an der Oberseite (Fig. 1) eines nichtmagnetischen scheibenförmigen Abstandshalters 83 ausgebildet ist, der am Boden der Gegenbohrung 79 sitzt. Das äußere Ende des Ankers 81 weist eine zentrale Ausnehmung auf, in der ein Kugelventil 82 befestigt ist, das dem inneren Ende des ringförmig­ gen Ventilsitzes 46 koaxial gegenüberliegt. Eine andere spiralför­ mige Druckfeder 84, die durch die Feder 74 umgeben ist, sitzt an einem Ende in der ringförmigen Ausnehmung 69 im Halsbereich 26, und am gegenüberliegenden Ende in einer ringförmigen Ausneh­ mung 85, die koaxial um das äußere Ende des Ankers 81 gebildet ist. Wie die Feder 74 drückt die Feder 84 den zweiten Anker vom Endabschnitt 16 weg und gegen die in Fig. 1 gezeigte Position, wobei das Kugelventil 82 offen ist. Bei Offenstellung des Ventiles 82 stehen die Öffnungen P1 und P2 über die Bohrung 42, die Bohrung im Ventilsitz 46, einen axialen Raum 86, der zu diesem Zeitpunkt zwischen den gegenüberliegenden Enden des Ankers 81 und dem Halsbereich 26 des Endabschnittes 16 besteht, somit über die Ringkammer 60 und die Bohrung 52 miteinander in Verbin­ dung.

Für einen später erörterten Zweck ist die Druckfeder 84 so ausgelegt, daß sie leichter oder schwächer als die Druckfeder 74 ist, so daß die axiale Kraft, welche gegen den Anker 81 drückt, geringer als die axiale Kraft ist, die durch die Feder 74 gegen den Anker 71 ausgeübt wird. Wenn das Ventil 82 offen ist, sitzt der Anker 81 am zylindrischen Vorsprung 80 auf. Um jegliche Tendenz des Ankers 81, am Abstandshalter 83 zu haften, zu minimieren, weist der Anker 81 an seinen diagonal gegenüberlie­ genden Seiten sich axial erstreckende Schlitze 87 und 88 auf, welche den Abstandsraum und die Ringkammer 60 mit dem ringförmigen Raum, der den Vorsprung 80 am Abstandhalter 83 umgibt, verbinden.

Die Ventile 72 und 82 werden durch die Betätigung der Anker 71 bzw. 81 unabhängig voneinander betätigt. Wenn beispielsweise die Spulen S1 und S2 ausgeschaltet sind, halten die Federn 74 und 84 das Ventil 72 geschlossen und das Ventil 82 offen. Die Magnetspulen S1 bzw. S2, die getrennt eingeschaltet werden können, um die Anker 71 und 81 entgegen den stets vorhandenen Federkräften mit elektromagnetischer Kraft zu beaufschlagen, wirken den Effekten der Druckfedern 74 und 84 entgegen. Durch Einschalten der Spule S1 wird die Armatur 81 veranlaßt, sich gegen den Widerstand der Feder 84 in Richtung auf den Ventilsitz 46 zu bewegen, welcher daher die Öffnung P1 schließt. In gleicher Weise veranlaßt ein Einschalter, d. h. eine Energiezufuhr zur Spule S2 den Anker 71 mit dem Kugelventil 72 daran, sich innerhalb einer Bohrung 78 in eine Richtung gegen den Ventilsitz 46 zu bewegen, der das Ventil 72 öffnen würde und die Öffnung P2 in Verbindung mit der Öffnung P3 bringen würde. Dieses System von unabhängigen Ankern erlaubt daher, daß nur eines der Ventile 72 und 82 sowohl während der Aufbauphase als auch während der Abnehm-Phase zu einem bestimmten Zeitpunkt offen bleibt, und daß beide Ventile während der Haltephase gleichzeitig geschlossen bleiben.

Beim Betrieb kann ein Mikroprozessor oder eine andere Steuerein­ richtung, die mit dem Ventil 10 in Verbindung steht, feststellen, daß an der Öffnung P2 ein erhöhter hydraulischer Druck erforderlich ist, wobei weder die Spule S1 noch S2 eingeschaltet, d. h. unter Energiezufuhr, gesetzt werden muß. Daher halten die Druckfedern 74 und 84 das Ventil 82 offen und das Ventil 72 geschlossen, so daß Fluid durch die Öffnung P1 eintreten kann, um den Druck an der Öffnung P2 zu erhöhen. Dies ist die Aufbauphase, wie in Fig. 1 dargestellt, und stellt eine erste Position des Ventiles 10 dar.

Im Anschluß daran kann der Mikroprozessor anzeigen, daß der Druck an der Öffnung P2 sein Gleichgewicht erreicht hat und gehalten werden muß. An diesem Punkt wird die Spule S1 unter Energiezufuhr gesetzt, um einen Magnetfluß mit einer Dichte zu erzeugen, die für das Drücken des Ankers 81 von der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach oben ausreicht, um das Ventil 82 gegen die Kraft der Druckfeder 84 zu schließen, die aber nicht groß genug ist, um den Anker 71 nach oben gegen die Kraft der Druckfeder 74 zu transportieren. Dadurch wird das Einlaßventil 82 wirkungsvoll verschlossen und ermöglicht dem Ausstoßventil 72, geschlossen zu bleiben, so daß der Fluiddruck an der Öffnung P2 konstant gehalten werden kann. Dies stellt die zweite Position des Ventiles 10 dar und konstituiert die Haltephase.

Alternativ, oder im Anschluß an die Haltephase, kann der Mikroprozessor feststellen, daß der Druck an der Öffnung P2 zu hoch ist, wobei sowohl die Spule S1 als auch S2 betätigt, d. h. unter Energiezufuhr, gesetzt werden, um einen Magnetfluß mit einer Dichte zu erzeugen, die ausreicht, um eine Kraft sowohl für den Anker 71 als auch 81 zu erzeugen, die größer ist als die kombinierte Kraft der Druckfedern 74 und 84. Dadurch werden sowohl die Anker 71 als auch 81 von den in Fig. 1 gezeigten Positionen nach oben transportiert, das Ventil 82 wird geschlossen und das Ventil 72 geöffnet, wobei ein Fluidfluß von der Öffnung P2 durch die Öffnung P3 zu einem externen Fluidbehälter ermöglicht wird. Diese dritte Position des Ventiles 10 konstituiert die vorher erwähnte Abnehm-Phase des Verfahrensverlaufes.

Das oben beschriebene 3-Wege-Magnetventil kann in zwei verschie­ denen Betriebsarten arbeiten, entweder in der Ein/Aus-Betriebsart oder in der Impulsbreiten-Modulation-Betriebsart (PBM). In der Ein/Aus-Betriebsart wird das Signal des Mikroprozessors dazu eingesetzt, um rasch und wirkungsvoll den Druck an der Auslaßöffnung P2 herzustellen, wobei in der PBM-Betriebsart das Signal des Mikroprozessors häufiger auftritt und dabei das Druckerfordernis und den Druckzustand an der Öffnung P2 mit einer Frequenz von beispielsweise 100 Hz überprüft, so daß die Druckeinstellungen gradueller durchgeführt werden können.

Aus dem Vorgehenden wird ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ein 3-Position-Magnetventil vorsieht, das infolge der 3-Phasen-Operation desselben einen weniger leistungsfähigen Mikroprozessor erfordert, der die Notwendigkeit von Hochfre­ quenzsignalen vermeidet. Die vorliegende Erfindung sieht außer­ dem eine genauere Einrichtung zur Regulierung des Druckes an der Auslaßöffnung des Magneten vor, die mit einer Autotrans­ mission bzw. einem Autoantrieb, oder mit einem Bremssystem verbunden werden kann. Schließlich sollte klar sein, daß aufgrund der weniger häufigen Änderungen zwischen den Phasen Aufbau - Halten - Abbau ein geringerer Verschleiß der Ventileinrichtungen auftritt, so daß das nach der Erfindung hergestellte Magnetventil viel dauerhafter als seine Vorgänger ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit Kugelventilen 72 und 82 beschrieben ist, welche mit entsprechenden Ventilsitzen 64 bzw. 46 in Eingriff steht, sollte es für Fachleute klar sein oder aus den beigefügten Ansprüchen hervorgehen, daß auch andere Ventil-Verschließeinrichtungen in das Magnetventil integriert werden können, ohne die Erfindungsidee zu verlassen. Darüber hinaus ist es ebenfalls ersichtlich, daß es lediglich eine Frage der Auswahl ist, welche der Öffnungen P1 und P3 normalerweise offen oder geschlossen ist, und daß dies gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel umgekehrt werden kann, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen.

Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit lediglich bestimmten Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben wurde, sind offensichtlich noch weitere Modifizierungen möglich, und die vorliegende Anmeldung soll sämtliche derartigen Modifi­ kationen abdecken, die für einen Fachmann oder aufgrund der beigefügten Ansprüche innerhalb des Erfindungsgedankens fallen.

Claims (14)

1. Magnet-betätigtes Drei-Wege-drei-Positionsventil, mit einem Gehäuse (10), in welchem eine Einlaßöffnung (P1) so angeordnet ist, daß sie mit einem unter Druck stehenden Fluidvorrat verbunden werden kann, in welchem Gehäuse eine Auslaßöffnung (P2) so angeordnet ist, daß sie mit einem durch Fluiddruck betriebenen System verbunden werden kann, und in welchem Gehäuse eine Ausstoßöffnung (P3) so angeordnet ist, daß sie mit einem Behälter verbunden werden kann, wobei ein erstes Ventil (82) in einer Bohrung innerhalb des Gehäuses für eine Bewegung zwischen einer offenen Position, bei der die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung miteinander in Verbindung stehen, und einer geschlossenen Position, in welcher die Verbindung zwischen Einlaßöffnung und Auslaßöffnung unterbrochen ist, angebracht ist, wobei ein zweites Ventil (72) in dieser Bohrung innerhalb des Gehäuses (10) für eine Bewegung zwischen einer offenen Position, bei der die Auslaßöffnung und die Ausstoßöffnung miteinander verbunden sind, und einer geschlossenen Position, bei der die Verbindung zwischen Auslaßöffnung und Ausstoßöffnung unter­ brochen ist, angebracht ist, und wobei Einrichtungen (74, 84) vorgesehen sind, die im Normalfall jedes der Ventile jeweils in ihre offene bzw. geschlossene Position drücken, gekennzeichnet durch selektiv betreibbare elektromagnetische Einrichtungen (S1, 81, S2, 72) im Gehäuse (10), die so arbeiten können, um jedes der Ventile unabhängig und selektiv von einander von der genannten anderen Position zur genann­ ten ersten Position zu bewegen und dabei selektiv jedes der Ventile in eine offene oder eine geschlossene Position zu positionieren.

2. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektromagnetischen Einrichtungen ein Paar von selektiv unter Energiezufuhr setzbare Magnetspulen (S1, S2) enthalten, die innerhalb des Gehäuses (10) um die Bohrung herum angeordnet sind, in welcher die Ventile (82, 72) befestigt sind, und daß jede der Spulen (S1, S2) bei Energiezufuhr so betätigbar ist, daß eines der genannten Ventile (82, 72) von seiner anderen Position zur ersten Position bewegt wird.

3. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektromagnetischen Einrichtungen weiterhin ein Paar von Ankern (71, 81) enthalten, die in der genannten Bohrung innerhalb des genannten Gehäuses (10) für eine unabhängige Hin- und Herbewegung angeordnet sind, wobei einer der Anker (81) bei Energiezufuhr zu einer der Spulen (S1) betätigbar ist, um eine Bewegung des ersten Ventiles (82) von der anderen zu seiner ersten Position zu bewirken, und wobei der andere Anker (71) bei Energiezufuhr an die andere der Spulen (S2) betätigbar ist, um eine Bewegung des zweiten Ventiles (72) von der anderen zu seiner ersten Position zu bewirken.

4. Magnet-betätigbares Ventil gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die normalerweise die Ventile (72, 82) von der ersten zur anderen der angeführten Positionen drücken, eine erste Feder (84) aufweisen, welche den einen Anker (81) in eine Richtung drückt, um zu veranlassen, daß das erste Ventil (82) in seiner offenen Position ist, wobei die eine Spule (S1) ohne Energiezufuhr ist, und eine zweite Feder (74) aufweisen, welche den anderen Anker (71) in eine Richtung drückt, daß das zweite Ventil (72) in geschlossener Position ist, wenn die andere Spule (S2) ohne Energiezufuhr ist.

5. Magnet-betätigtes Ventil gemäß Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zweite Feder (74) stärker als die erste Feder (84) ist, so daß das erste Ventil (82) in geschlossene Position bewegt wird und das zweite Ventil (72) in geschlossener Position verbleibt, wenn lediglich die eine Spule (S1) unter Energiezufuhr steht und die andere Spule (S2) ohne Energiezufuhr ist.

6. Magnet-betätigtes Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (S1, S2) radial in einem Abstand angeordnet sind und die Anker umgeben, und daß die eine Spule (S1) koaxial innerhalb der anderen Spule (S2) gewickelt ist.

7. Magnet-betätigtes Ventil nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anker (81) in einer axialen Ausnehmung (79) an einem Ende des anderen Ankers (71) befestigt ist, um darin axial zur Ausnehmung eine begrenzte Hin- und Herbewegung zu ermöglichen.

8. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein nicht magnetisches Abstandselement (83), das am Boden der Ausnehmung (79) innerhalb des anderen Ankers (71) befestigt ist und sich zwischen Boden der Ausnehmung und angrenzendem Ende des einen Ankers (81) erstreckt.

9. Magnet-betätigtes Drei-Wege-drei-Positionsventil, gekennzeich­ net durch ein Gehäuse (10) mit einem Paar von in einem Abstand angeordneten Stirn- oder Endabschnitten (16, 20), von denen jeder eine Durchtrittsöffnung (P1, P3) aufweist, die mit einer Ventilkammer (60) in Verbindung steht, die innerhalb des Gehäuses zwischen diesen Endabschnitten gebildet ist, wobei ein Paar von Ankern (71, 81) in der Kammer (60) so angeordnet sind, daß diese unabhängig voneinander zwischen einer ersten und einer zweiten Grenzposition hin- und hergehen, wobei Federeinrichtungen (74, 84) zwischen dem Gehäuse (10) und den Ankern (71, 81) angeordnet sind und eine derartige Federwirkung entfalten, daß die Anker gegen ihre erste Grenzposition gedrückt werden, wobei ein Paar von Magnetspulen (S1, S2) innerhalb des Gehäuses so gewickelt ist, daß diese die Ventilkammer (60) umgeben und selektiv unter Energiezufuhr setzbar sind, um die Anker von ihrer ersten zu ihrer zweiten Grenzposition zu bewegen, gekennzeichnet durch ein erstes Ventil (82), das mit einem dieser Anker (81) verbunden und dabei in bezug zu einer der Öffnungen (P1) dann in offener Position gehalten wird, wenn die Spulen ohne Energiezufuhr sind, und durch ein zweites Ventil (72), das mit dem anderen Anker (71) verbunden und dabei oberhalb der anderen Öffnung (P3) in geschlossener Position gehalten wird, wenn die Spulen ohne Energiezufuhr sind.

10. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Gehäuse (10) eine dritte Öffnung (P2) angeordnet ist, die mit der einen Öffnung (P1) in Verbindung steht, wenn die Spulen (S1, S2) ohne Energiezufuhr sind, und die mit einer anderen Öffnung (P3) in Verbindung steht, wenn diese Spulen unter Energiezufuhr stehen.

11. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Spulen (S1) in Betrieb ist, wenn sie zu einer Zeit unter Energiezufuhr steht, in welcher die andere Spule (S2) ohne Energiezufuhr ist, um den einen Anker (81) von der ersten zur zweiten Grenzposition zu bewegen, ohne den anderen Anker (71) zu bewegen.

12. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Magnetspule (S2) in Betrieb ist, wenn die eine Spule ohne Energiezufuhr ist, um beide Anker zu ihrer zweiten Grenzposition zu bewegen und um die eine Öffnung zu schließen und die andere Öffnung zu öffnen.

13. Magnet-betätigtes Ventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung aus einer ersten Druckfeder (84), die normalerweise den einen Anker (81) in ihrer ersten Grenzposition zurückhält, wenn die eine Spule (S1) ohne Energiezufuhr ist, und einer zweiten Druckfeder (74) besteht, die normalerweise den anderen Anker (71) in seiner ersten Grenzposition zurückhält, wenn die andere Spule (S2) ohne Energiezufuhr ist, wobei die zweite Druckfeder (74) stärker als die erste Druckfeder (84) ist, so daß bei Energiezufuhr zu der einen Spule (S1) allein die zweite Feder (74) den anderen Anker (71) in seiner ersten Grenzposition zurückhält.

14. Magnet-betätigtes Ventil nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anker (81) an seinem einen Ende so befestigt ist, um in einer Ausnehmung (79) an dem einen Ende des anderen Ankers (71) eine begrenzte axiale Hin- und Herbewegung zu ermöglichen.