DE60304910T2

DE60304910T2 - Elektromagnetventil, Unterdruckmembran- Baugruppe und Unterdruck- Bremskraftverstärker

Info

Publication number: DE60304910T2
Application number: DE2003604910
Authority: DE
Inventors: Timothy A. Enon Haerrr; Timothy M. Dayton Schlangen; Gary Chris Dayton Fulks
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: EP1336787A3; EP1336787B1; US6748846B2; DE60304910D1; EP1336787A2; US20030154852A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Ventile und auf Unterdruckverstärker und insbesondere auf ein Solenoidventil.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Solenoidventile schließen diejenigen mit einer Solenoidbetätigungsstange ein, die ein Ventilende aufweist, das an einem Ventilsitz in Anlage kommt, um einen Fluiddurchgang zu blockieren, und welches vom Ventilsitz ausrückt, um einen Fluiddurchgang zu öffnen. Ein solches herkömmliches Solenoidventil ist in dem britischen Patent Nr. 1378702 beschrieben. Eine bekannte Anwendung eines herkömmlichen Solenoidventils besteht darin, einen Durchgang von Luft zu einer Kammer eines Unterdruckverstärkers eines Fahrzeugbremssystems zu öffnen oder zu blockieren. Herkömmliche Unterdruckverstärker enthalten Tandem-Unterdruckverstärker mit primären und sekundären Unterdruck- und Arbeitskammern, eine die primären Arbeits- und Unterdruckkammern teilende Primärmembran und eine die sekundären Arbeits- und Unterdruckkammern teilende Sekundärmembran.
Benötigt wird ein verbessertes Solenoidventil, das für viele Anwendungen einschließlich, nicht aber darauf beschränkt, eines Unterdruckverstärkers eines Fahrzeugbremssystems nützlich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine erste Ausbildung einer ersten Ausführungsform der Erfindung dient für ein Solenoidventil, das eine Solenoidbetätigungsstange, ein erstes und zweites Kippventil und ein Solenoidventilgehäuse mit einem ersten, zweiten und dritten Ventilanschluß umfaßt. Das erste Kippventil wird auf seinem Rand durch das erste Ende der Solenoidbetätigungsstange geschwenkt, um einen Fluiddurchgang durch den ersten Ventilanschluss zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem ersten und dritten Ventilanschluss strömen kann, wenn das erste Kippventil offen ist. Das zweite Kippventil wird auf seinem Rand durch das zweite Ende der Solenoidbetätigungsstange geschwenkt, um einen Fluiddurchgang durch den zweiten Ventilanschluss zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem zweiten und dritten Ventilanschluss strömen kann, wenn das zweite Kippventil offen ist.
Mehrere Nutzen und Vorteile werden von einer oder mehreren der Ausbildungen der Ausführungsform der Erfindung abgeleitet. Die Kippventile des Solenoidventils sorgen für große Öffnungen, um einen hohen Fluidstrom zu ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 eine Querschnittansicht des Solenoidventils der vorliegenden Erfindung ist, die das erste Kippventil geöffnet und das zweite Kippventil geschlossen zeigt; und
2 eine Ansicht wie in 1 ist, die aber das erste Kippventil geschlossen und das zweite Kippventil geöffnet zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In den Zeichnungen veranschaulichen nun 1 und 2 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungsform, wie sie in 1 und 2 ersichtlich ist, ist für ein Solenoidventil 10 vorgesehen, das ein Solenoidventilgehäuse 12, eine Solenoidbetätigungsstange 14 und ein erstes und zweites Kippventil 16 und 18 enthält. Das Solenoidventilgehäuse 12 weist einen ersten, zweiten und dritten Ventilanschluss 20, 22 und 24 auf. Die Solenoidbetätigungsstange 14 hat ein erstes und zweites Ende 26 und 28. Das erste Kippventil 16 wird durch das erste Ende 26 der Solenoidbetätigungsstange 14 betätigt, um einen Fluiddurchgang durch den ersten Ventilanschluss 20 zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem ersten und dritten Ventilanschluss 20 und 24 strömen kann, wenn das erste Kippventil 16 offen ist. Das zweite Kippventil 18 wird durch das zweite Ende 28 der Solenoidbetätigungsstange 14 betätigt, um einen Fluiddurchgang durch den zweiten Ventilanschluss 22 zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem zweiten und dritten Ventilanschluss 22 und 24 strömen kann, wenn das zweite Kippventil 18 offen ist. Es wird besonders erwähnt, dass 1 die Solenoidbetätigungsstange 14 nach rechts bewegt zeigt, wobei das erste Kippventil 16 offen und das zweite Kippventil 18 geschlossen ist, während 2 die Solenoidbetätigungsstange 14 nach links bewegt zeigt, wobei das zweite Kippventil 18 offen und das erste Kippventil 16 geschlossen ist.
In einem Beispiel der Ausführungsform sind der erste, zweite und dritte Ventilanschluss 20, 22 und 24 pneumatische Anschlüsse, ist der zweite Ventilanschluss 22 ein Atmosphärenanschluss, und das Solenoidventil 10 enthält auch einen Luftfilter 30. Der Filter 30 ist dafür eingerichtet, Fremdkörper vom internen Mechanismus des Solenoidventils 10 fernzuhalten.
In dem gleichen oder einem anderen Beispiel enthält das Solenoidventilgehäuse 12 eine integrierte Abdeck- und Spulenanordnung 32 und weist einen Hauptkörper 34 auf. Die Abdeck- und Spulenanordnung 32 enthält eine Solenoidspule 36, einen Anker 38 und einen Verbinder (d.h. eine elektrische Leitung) 40. Es seit besonders erwähnt, dass der Luftfilter 30, wenn er vorhanden ist, das Ausfahrgeräusch reduziert, wenn die Solenoidspule 36 eingeschaltet wird. In einer Konstruktion besteht die Abdeck- und Spulenanordnung 32 im wesentlichen aus Kunststoff und ist über die Solenoidspule 36 und den Verbinder 40 abgeformt. In dieser oder einer anderen Konstruktion besteht der Hauptkörper 34 im wesentlichen aus Kunststoff. Das Solenoidventil 10 enthält elastomere Dichtungen 42 und 44 für das erste und zweite Kippventil 16 und 18, wie in 2 gezeigt ist. In einer Konstruktion sind die elastomeren Dichtungen 42 und 44 über den Hauptkörper 34 abgeformt. Der Hauptkörper 34 ist innen so geformt, dass er das erste und zweite Kippventil 16 und 18 und den Luftfilter 30 festhält. Der Hauptkörper 34 weist den ersten, zweiten und dritten Ventilanschluss 20, 22 und 24 auf.
In einer Anwendung des Solenoidventils 10 sind die Ventilanschlüsse 20, 22 und 24 pneumatische Anschlüsse, und der erste und dritte Anschluss 20 und 24 verbinden mit der primären und sekundären Arbeitskammer eines Unterdruckverstärkers. In dieser Anwendung enthält der Hauptkörper 34 einen Montageflansch 46, um das Solenoidventil 10 am Unterdruckverstärker zu sichern. In einer Konstruktion wird die Abdeck- und Spulenanordnung 32 mittels Ultraschallschweißen am Hauptkörper 34 angebracht. In einer anderen Konstruktion wird die Abdeck- und Spulen anordnung 32 mit einer dazwischen liegenden Umfangsdichtung am Hauptkörper 34 befestigt.
Das erste Kippventil 16 hat einen langgestreckten, abgerundeten ersten Rand 48, und das erste Ende 26 der Solenoidbetätigungsstange 14 schwenkt das erste Kippventil 16 um den ersten Rand 48. Der erste Rand 48, auf dem das erste Kippventil 16 schenkt, ist in einer Draufsicht in 2 gerade. Dies schafft eine parallele Oberfläche, um das erste Kippventil 16 zu schwenken. Eine solche Konstruktion erlaubt einen sanften und stetigen Betrieb des ersten Kippventils 16. In einer Konstruktion hat das erste Kippventil 16 eine erste Längsachse 52, die zur Solenoidbetätigungsstange 14 im wesentlichen senkrecht ist, wenn das erste Kippventil 16 geschlossen ist. In einer Modifikation ist das erste Kippventil 16 um die erste Längsachse 52 im wesentlichen nicht drehbar.
In einer Abwandlung hat das erste Kippventil 16 einen mit der ersten Längsachse 52 koaxial ausgerichteten Schaft 54. Dies erlaubt eine senkrechte Betätigung des ersten Kippventils 16 durch die Solenoidbetätigungsstange 14. Es sei besonders erwähnt, dass der erste Rand 48 den Schaft 54 des ersten Kippventils 16 auch senkrecht zur Solenoidbetätigungsstange 14 hält. In einer Konstruktion hat der Schaft 54 eine flache Seite 56, an der das erste Ende 26 der Solenoidbetätigungsstange 14 angreifen kann, und eine Oberfläche 58 des ersten Kippventils 16 ist eckig, um eine Drehung des ersten Kippventils 16 zu verhindern.
Das zweite Kippventil 18 hat einen langgestreckten, abgerundeten zweiten Rand 60, und das zweite Ende 28 der Solenoidbetätigungsstange 14 schwenkt das zweite Kippventil 18 um den zweiten Rand 60. Der zweite Rand 60, auf dem das zweite Kippventil 18 schwenkt, ist in einer Endansicht in 2 gerade. Dies schafft eine parallele Oberfläche, um das zwei te Kippventil 18 zu schwenken. Eine solche Konstruktion ermöglicht einen sanften und stetigen Betrieb des zweiten Kippventils 18. In einer Anwendung hat das zweite Kippventil 18 eine zweite Längsachse 62, die im wesentlichen parallel zur Solenoidbetätigungsstange 14 ist, wenn das zweite Kippventil 18 geschlossen ist. In dieser Anwendung wird das zweite Kippventil 18 durch die Solenoidbetätigungsstange 14 axial betätigt.
In dem gleichen oder einem anderen Beispiel hat jedes Kippventil 16 und 18 eine jeweilige Feder 64 und 66, die das jeweilige Kippventil schließt, wenn von der Solenoidbetätigungsstange 14 Kraft weggenommen ist. Die Federn 64 und 66 liefern die Anfangskraft, um das jeweilige Kippventil auf den jeweiligen elastomeren Dichtungen 42 und 44 abzudichten, die auf dem Hauptkörper 34 abgeformt sind. Die Kippventile 16 und 18 sind so entworfen, dass der Druckunterschied eine zusätzliche Kraft liefert, um die Ventile abzudichten, wenn sie geschlossen sind. Die Federhalter 68 und 70 bringen eine Vorbelastung auf die jeweiligen Federn 64 und 66 auf und sorgen für eine definierte Lage für die Federn.
Im Betrieb ist in einem Beispiel eines Unterdruckverstärkers in der (abgeschalteten) Ruhestellung das Ventil der primären Arbeitskammer (d.h. das erste Kippventil 16) offen, und das Atmosphärenventil (d.h. das zweite Kippventil 18) ist geschlossen. Luft strömt vom ersten Ventilanschluss 20 (der am Anschluss für die primäre Arbeitskammer des Unterdrucksverstärkers angreift) zum zweiten Anschluss 22 (der am Anschluss für die zweite Arbeitskammer des Unterdruckverstärkers angreift) durch das Solenoidventil 10. Im Betrieb wird in diesem Beispiel eines Unterdruckverstärkers, wenn das Solenoidventil 10 eingeschaltet wird, das erste Kippventil 16 geschlossen, um Unterdruck vom Ventil zu isolieren. Das zweite Kippventil 18 wird dann geöffnet, um einen Luftstrom in die sekundäre Arbeitskammer des Unterdruckverstärkers zu ermöglichen. Wenn das So lenoidventil 10 abgeschaltet wird, zwingt die Rückstellfeder 72 für den Anker die Solenoidbetätigungsstange 14 zurück in die Ruhestellung.
Das Solenoidventil 10 liefert ein kostengünstiges Ventil für hohe Ströme. Es ist im Hinblick auf Herstellbarkeit entworfen. Vorteile eines oder mehrerer Beispiele des Solenoidventils 10 beinhalten: eine Betätigung mit langem Hub, indem mittels eines Solenoids mit Linearmagnet vorgesehen wird, hohe Stromraten von den Kippventilen und einen langen Hub, einen sanften und konstanten Ventilbetrieb, eine sichere Abdichtung, eine geringe Einbaugröße, einen Entwurf für eine Montage an einen Unterdruckverstärker eines Fahrzeugbremssystems, dass eine selbsttätige Funktion eines Unterdruckverstärkers ermöglicht wird, dass man den Unterdruckverstärker bis im wesentlichen die halbe Grenzkraft anwenden lässt, dass die Leistung bei kalter Witterung für Systeme zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität verbessert wird, dass der Luftfilter vorgesehen wird, um vor dem Eindringen von Fremdkörpern unter der Fahrzeughaube in das Solenoidventil zu schützen und einen leisen Betrieb zu liefern, und dass eine ausfallsichere Grundfunktion der Bremsen vorgesehen wird. Es sei besonders erwähnt, dass ein Solenoid 74 mit Linearmagnet vom Fachmann konstruiert werden kann, das den an der Solenoidbetätigungsstange 14 angebrachten Anker 38 enthält und die den Anker 38 umgebende Solenoidspule 36 aufweist.
Es wird besonders erwähnt, dass das Solenoidventil 10 nicht auf die Verwendung an einem Unterdruckverstärker beschränkt ist, wie der Fachmann erkennen kann. Es wird auch besonders erwähnt, dass, wenn es mit einem Unterdruckverstärker eines Fahrzeugbremssystems genutzt wird, das Solenoidventil 10 normalerweise ermöglicht, dass die primäre Arbeitskammer des Unterdruckverstärkers mit der sekundären Arbeitskammer für einen Grundfunktion der Bremsen verbunden wird. Wenn das Solenoid aktiviert wird, wird die primäre Arbeitskammer isoliert, und die sekundäre Arbeitskammer wird in die Atmosphäre entlüftet. Dies ermöglicht, dass der Verstärker selbsttätig arbeitet. Für viele fortgeschrittene Bremstechnologien ist es erwünscht, Bremsdruck schnell anzuwenden. Das Solenoid kann durch seinen eigenen Controller oder kostengünstiger unter Verwendung des Controllers für das Antiblockierbremssystem oder die Verbesserung der Fahrzeugstabilität eingeschaltet werden.
Die vorhergehende Beschreibung mehrerer Ausführungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde zu Veranschaulichungszwecken präsentiert. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarte genaue Form beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Der Umfang der Erfindung soll durch die hier beigefügten Ansprüche definiert sein.

Claims

Solenoidventil, mit: a) einem Solenoidventilgehäuse (12), das einen ersten (20), zweiten (22) und dritten (24) Ventilanschluss enthält; b) einer Solenoidbetätigungsstange (14) mit einem ersten (26) und zweiten (28) Ende; c) einem Solenoid (74) mit Linearmagnet mit einem an der Solenoidbetätigungsstange (14) angebrachten Anker (38) und mit einer den Anker (38) umgebenden Solenoidspule (36); d) einem ersten Kippventil (16) mit einem langgestreckten, abgerundeten ersten Rand (48), das durch das erste Ende (26) der Solenoidbetätigungsstange (14) betätigt wird, um einen Fluiddurchgang durch den ersten Ventilanschluss (20) zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem ersten (20) und dritten (24) Ventilanschluss strömen kann, wenn das erste Kippventil (16) offen ist; und e) einem zweiten Kippventil (18) mit einem langgestreckten, abgerundeten zweiten Rand (60), das durch das zweite Ende (28) der Solenoidbetätigungsstange (14) betätigt wird, um einen Fluiddurchgang durch den zweiten Ventilanschluss (22) zu öffnen oder zu blockieren, wobei Fluid zwischen dem zweiten (22) und dritten (24) Ventilanschluss strömen kann, wenn das zweite Kippventil (18) offen ist; gekennzeichnet durch das erste Ende (28) der Solenoidbetätigungsstange (14), das dafür eingerichtet ist, das erste Kippventil (16) um den ersten Rand (48) zu schwenken, und das zweite Ende (26) der Solenoidbetätigungsstange (14), das dafür eingerichtet ist, das zweite Kippventil (18) um den zweiten Rand (60) zu schwenken.
Solenoidventil nach Anspruch 1, wobei der erste (20), zweite (22) und dritte (24) Ventilanschluss pneumatische Anschlüsse sind, der zweite Ventilanschluss (22) ein Atmosphärenanschluss ist und das Solenoidventil auch einen im zweiten Ventilanschluss (22) angeordneten Luftfilter (30) enthält.
Solenoidventil nach Anspruch 2, wobei das erste Kippventil (16) eine erste Längsachse (52) aufweist, die zur Solenoidbetätigungsstange (14) im wesentlichen senkrecht ist, wenn das erste Kippventil (16) geschlossen ist.
Solenoidventil nach Anspruch 3, wobei das erste Kippventil (16) um die erste Längsachse (52) im wesentlichen nicht drehbar ist.
Solenoidventil nach Anspruch 4, wobei das erste Kippventil (16) einen Schaft (54) hat, der mit der ersten Längsachse (52) koaxial ausgerichtet ist, und der Schaft (54) eine flache Seite (56), an der das erste Ende (26) der Solenoidbetätigungsstange (14) angreifen kann.
Solenoidventil nach Anspruch 1, wobei das zweite Kippventil (18) eine zweite Längsachse (62) aufweist, die zur Solenoidbetätigungsstange (14) im wesentlichen parallel ist, wenn das zweite Kippventil (18) geschlossen ist.