DE69401887T2

DE69401887T2 - Solenoid gesteuertes Drei-Stellung-Ventil

Info

Publication number: DE69401887T2
Application number: DE69401887T
Authority: DE
Inventors: Koichi C/O Itami Works Itami-Shi Hyogo Hashida
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2014-09-28
Also published as: EP0645291B1; EP0645291A1; US5577815A; KR0182827B1; US5609400A; KR950008998A; DE69401887D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventile und insbesondere ein elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil, das zweckmäßig für eine Bremsflüssigkeitsdrucksteuervorrichtung, wie beispielsweise eine Antiblockierbremssteuervorrichtung verwendet wird.
Bei der Antiblockiersteuerung wird im allgemeinen in Übereinstimmung mit einem Rutschzustand der Räder zwischen einem Druckbeaufschlagungsmodus, einem Haltemodus und einem Druckentlastungsmodus umgestellt, in denen ein Flüssigkeitsdruck von Radzylindern für Räder eines Kraftfahrzeugs vergrößert, gehalten bzw. verringert wird, so daß der Flüssigkeitsdruck der Radzylinder gesteuert wird.
Um den oben erwähnten Druckbeaufschlagungsmodus, den Haltemodus und den Druckentlastungsmodus zu erzeugen, wird ein Aufbau vorgeschlagen, bei dem ein von einem elektromagnetgesteuerten Zweiwege- und Zweistellungs-Wahlventil gebildetes Einlaßventil zwischen einem Hauptzylinder des Kraftfahrzeugs und jedem der Radzylinder vorgesehen ist, und ein von einem elektromagnetgesteuerten Zweiwege- und Zweistellungs-Wahlventil gebildetes Auslaßventil in einem Rückführpfad vorgesehen ist, der von jedem der Radzylinder über einen Behälter usw. zum Hauptzylinder zurückführt.
Andererseits ist ein einzelnes elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil bekannt, das diese drei Moden erzeugen kann. Zum Beispiel wird ein derartiges einzelnes elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 49-83028 (1974) vorgeschlagen. Bei diesem bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil ist ein Schieber 2 verschiebbar in einer Flüssigkeitskammer ld eines Gehäuses 1 vorgesehen, das eine erste, zweite und dritte Austrittsöffnung 1a, 1b, 1c aufweist. Ein Elektromagnet 3 ist inzwischen auf dem Gehäuse 1 angebracht. Ventilkörper 4A und 4B sind in der Flüssigkeitskammer 1d vorgesehen, so daß sie in bezug zum Schieber 2 beweglich sind. Der Schieber 2 wird von einer ersten Feder 5 in Fig. 1 nach rechts gedrückt oder getrieben, während eine zweite Feder 6 zwischen den Ventilkörpern 4A und 4B zusammengedrückt ist. Ein Anschlag 7 ist in bezug zum Schieber 2 verschiebbar, und eine dritte Feder 8 ist zwischen dem Anschlag 7 und dem Schieber 2 zusammengedrückt.
Wenn dieses elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil zur Antiblockiersteuerung verwendet wird, ist die erste Austrittsöffnung 1a mit dem Hauptzylinder verbunden, die zweite Austrittsöffnung 1b ist mit jedem der Radzylinder verbunden, und die dritte Austrittsöffnung 1c ist mit dem Rückführpfad verbunden. Inzwischen werden durch veränderung der Menge der dem Elektromagnet 3 zugeführten elektrischen Leistung, um so die vom Elektromagnet 3 auf den Schieber 2 aufgebrachte Druck- oder Treibkraft (Elektromagnetkraft) zu steuern, der Druckbeaufschlagungsmodus, der Haltemodus und der Druckentlastungsmodus erzeugt.
Während einer Abschaltung des Elektromagnets 3, wie in Fig. 1 dargestellt, öffnet der Ventilkörper 4B die erste Austrittsöffnung 1a, während der Ventilkörper 4A die dritte Austrittsöffnung 1c verschließt, weil die Treibkraft der ersten Feder 5 diejenige der zweiten Feder 6 übersteigt. Während dieser Zeit sind die erste und zweite Austrittsöffnung 1a und 1b miteinander verbunden, wodurch sich der Druckbeauf schlagungsmodus der Antiblockiersteuerung ergibt.
Wenn der Elektromagnet 3 erregt wird, so daß er eine Elektromagnetkraft auf den Schieber 2 aufbringt, die größer ist als eine Differenz zwischen der Treibkraft der ersten Feder 5 und derjenigen der zweiten Feder 6, jedoch kleiner als eine Summe der Treibkräfte der ersten, zweiten und dritten Feder 5, 6 und 8, wird andererseits der Schieber 2 in Fig. 1 nach links verschoben, während der Ventilkörper 4B die erste Austrittsöffnung 1a mit einer Kraft verschließt, die gleich einer Differenz zwischen einer Summe der Elektromagnetkraft des Elektromagnets 3 und einer nach links gerichteten Treibkraft der zweiten Feder 6 und einer nach rechts gerichteten Treibkraft der ersten Feder 5 ist. Inzwischen wird die dritte Austrittsöffnung 1c vom Ventilkörper 4A mit einer Kraft verschlossen gehalten, die gleich der Treibkraft der zweiten Feder 6 ist. In diesem Zustand ist die zweite Austrittsöffnung 1b weder mit der ersten noch mit der dritten Austrittsöffnung 1a und 1c verbunden, womit sich der Haltemodus der Antiblockiersteuerung ergibt.
Wenn die Elektromagnetkraft des Elektromagnets 3 durch Steigerung der Menge der dem Elektromagnet 3 zugeführten elektrischen Leistung vergrößert wird, überwindet der Schieber 2 die Druckkräfte der ersten, zweiten und dritten Feder 5, 6 und 8 und wird in Fig. 1 weiter nach links verschoben. Somit öffnet der Ventilkörper 4A die dritte Austrittsöffnung 1c, während der Ventilkörper 4B die erste Austrittsöffnung 1a verschließt. In diesem Zustand ist die zweite Austrittsöffnung 1b mit der dritten Austrittsöffnung 1c verbunden, wodurch sich der Druckentlastungsmodus der Antiblockiersteuerung ergibt.
Die Elektromagnetkraft, die zum Öffnen und Schließen der ersten und dritten Austrittsöffnung 1a und 1c durch die Ventilkörper 4A und 4B durch Verschiebung des Schiebers 2, wie oben beschrieben, erforderlich ist, ist mit der ersten, zweiten und dritten Feder 5, 6 und 8 verknüpft, sollte jedoch tatsächlich auch im Hinblick auf den auf die erste und dritte Austrittsöffnung 1a und 1c ausgeübten Flüssigkeitsdruck festgelegt werden.
Da ein Flüssigkeitsdruck aus dem Hauptzylinder auf den die dritte Austrittsöffnung 1c verschließenden Ventilkörper 4A aufgebracht wird, muß anfänglich im Haltemodus eine Elektromagnetkraft auf den Schieber 2 aufgebracht werden, welche gleich einer Summe der Differenz zwischen der Treibkraft der ersten Feder 5 und derjenigen der zweiten Feder 6 und eines Produkts eines maximalen Drucks des Hauptzylinders und einer Dichtfläche des Ventilkörpers 4A ist. Daher ist zur Aufrechterhaltung des Haltemodus eine große Elektromagnetkraft notwendig.
Inzwischen sollte im Haltemodus die Treibkraft der dritten Feder 8 relativ groß eingestellt sein, so daß der Flüssigkeitsdruck des Hauptzylinders nicht bewirkt, daß der Ventilkörper 4B fälschlich die erste Austrittsöffnung 1a öffnet. Im Druckentlastungsmodus ist eine die Summe der Treibkräfte der ersten, zweiten und dritten Feder 5, 6 und 8 übersteigende Elektromagnetkraft notwendig, wie oben beschrieben. Wenn die Treibkraft der dritten Feder 8 groß eingestellt wird, wird auch die zum Erzeugen des Druckentlastungsmodus erforderliche Elektromagnetkraft verhältnismäßig groß.
Da die zum Erzeugen des Haltemodus und des Druckentlastungsmodus erforderliche Elektromagnetkraft bei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil verhältnismäßig groß ist, sollte somit der Elektromagnet hinsichtlich seiner Baugröße groß gemacht werden, so daß man eine große Elektromagnetkraft erhält, wodurch sich eine Zunahme der Baugröße und ein Anstieg der Herstellungskosten des elektromagnetgesteuerten Ventils als Ganzes ergeben.
Unterdessen sollte die Elektromagnetkraft des Elektromagnets im Haltemodus in einen vorbestimmten Bereich fallen. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist jedoch die Elektromagnetkraft P von Standard-Elektromagneten im wesentlichen proportional zum Quadrat des elektrischen Stroms I . Daher wird ein Bereich ΔI&sub2; des elektrischen Stroms I , der bei einer großen Elektromagnetkraft P einem vorbestimmten Bereich ΔP der Elektromagnetkraft P entspricht, im Vergleich mit einem Bereich ΔI&sub1; des elektrischen Stroms I , der bei einer kleinen Elektromagnetkraft P dem vorbestimmten Bereich ΔP der Elektromagnetkraft P entspricht, ziemlich klein. Um bei dem bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil aus Fig. 1 den Haltemodus zu erzeugen, sollte daher der elektrische Strom äußerst genau gesteuert werden.
Da bei dem bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil die Größe der Elektromagnetkraft zusätzlich zur Größe des elektrischen Stroms durch verschiedene Faktoren, wie beispielsweise die Position der beweglichen Elemente beeinflußt wird, müssen unterdessen eine Steuerung für den elektrischen Strom, Komponenten des elektromagnetgesteuerten Ventils usw. mit hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden.
Um diese Probleme des bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils zu lösen, wird ein Wegeventil vorgeschlagen, wie in Fig. 3 dargestellt, bei dem die durch eine Flüssigkeitsdruckdifferenz erzeugte Kraft, d.h. eine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Kraft nicht aufgebracht wird, indem man eine Spindel verwendet. Bei diesem Wegeventil aus dem Stand der Technik ist eine Spindel oder ein Plungerkolben 12 verschiebbar in einer Flüssigkeitskammer 11d eines Gehäuses 11 vorgesehen, das eine erste, zweite und dritte Austrittsöffnung 11a, 11b und 11c aufweist. Ein Flüssigkeitsdurchlaß 12a verläuft axial durch die Spindel oder den Plungerkolben 12 hindurch, und die Spindel oder der Plungerkolben 12 ist mit Durchlässen 12b und 12c ausgebildet, um den Flüssigkeitsdurchlaß 12a mit der Oberfläche der Spindel 12 zu verbinden. Eine Feder 13 ist zwischen der Spindel oder dem Plungerkolben 12 und der Flüssigkeitskammer 11d zusammengedrückt, so daß die Spindel oder der Plungerkolben 12 in Fig. 3 nach links getrieben wird, und ein Elektromagnet 14 ist im Gehäuse 11 vorgesehen. In dem Fall, in dem dieses Wegeventil aus dem Stand der Technik zur Antiblockiersteuerung verwendet wird, sind die erste, zweite und dritte Austrittsöffnung 11a, 11b und 11c mit dem Hauptzylinder, dem Rückführpfad bzw. jedem der Radzylinder verbunden.
Während einer Abschaltung des Elektromagnets 14, wie in Fig. 3 dargestellt, sind die erste und dritte Austrittsöffnung 11a und 11c über den Flüssigkeitsdurchlaß 12a und die Durchlässe 12b und 12c miteinander verbunden, wodurch sich der Druckbeaufschlagungsmodus der Antiblockiersteuerung ergibt. Da der Flüssigkeitsdruck des Hauptzylinders während dieser Zeit auf entgegengesetzte Enden 12d und 12e der Spindel 12 aufgebracht wird, wird keine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Kraft erzeugt.
Wenn der Elektromagnet 14 erregt wird, so daß die Spindel oder der Plungerkolben 12 entgegen der Treibkraft der Feder 13 in Fig. 3 nach rechts verschoben wird, wird die Verbindung zwischen der ersten Austrittsöffnung 11a und dem Durchlaß 12b unterbrochen, und die dritte Austrittsöffnung 11c ist weder mit der ersten noch mit der zweiten Austrittsöffnung lla und 11b verbunden, womit sich der Haltemodus der Antiblockiersteuerung ergibt.
Wenn die Menge der dem Elektromagnet 14 zugeführten elektrischen Leistung vergrößert wird, so daß die Spindel oder der Plungerkolben 12 in Fig. 3 nach rechts verschoben werden, wird darüberhinaus der Durchlaß 12b mit der zweiten Austrittsöffnung 11b verbunden, und die zweite Austrittsöffnung 11b wird durch den Flüssigkeitsdurchlaß 12a und die Durchlässe 12b und 12c hindurch mit der dritten Austrittsöffnung 11c verbunden, wodurch sich der Druckentlastungsmodus der Antiblockiersteuerung ergibt.
Sowohl im Haltemodus und im Druckentlastungsmodus sind auf die entgegengesetzten Enden 12d und 12e der Spindel oder des Plungerkolbens 12 aufgebrachte Flüssigkeitsdrücke identisch, und somit wird auf die Spindel oder den Plungerkolben 12 keine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Kraft ausgeübt. Deshalb wird bei diesem Wegeventil aus dem Stand der Technik die zur Erzeugung des Haltemodus und des Druckentlastungsmodus erforderliche Elektromagnetkraft kleiner gemacht als diejenige des bekannten elektromagnetgesteuerten Dreistel lungsventi ls aus Fig. 1.
Da jedoch Arbeitsflüssigkeit durch eine Gleitfläche S der Spindel oder des Plungerkolbens 12 hindurchsickert, ist dieses Wegeventil aus dem Stand der Technik nicht für eine Antiblockiersteuervorrichtung geeignet, bei der während eines Zeitraums, in dem sie sich außer Betrieb befindet, selbst eine geringfügige Leckage von Arbeitsflüssigkeit unzulässig ist.
Um dieses Problem des Wegeventils aus dem Stand der Technik zu lösen, schlägt unterdessen die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 57-0104446 (1982) eine Antiblockiersteuervorrichtung vor, die ein elektromagnetgesteuertes Ventil einschließt, bei dem eine auf einem Flüssigkeitsdruck basierenden Axialkraft durch Verwendung einer Gleitdichtung ausgeglichen wird. Da bei dieser herkömmlichen, die Gleitdichtung verwendenden Anordnung die Genauigkeit des Druckausgleichs jedoch nicht ausreichend hoch ist und ein Gleitwiderstand erzeugt wird, ist es schwierig, die bekannte Antiblockiersteuervorrichtung in praktischen Gebrauch zu nehmen.
Das aus der EP-A-0 149 239 bekannte Dreistellungs- Elektromagnetventil benötigt für seinen korrekten Betrieb das Vorhandensein von zwei beweglichen Elementen 68 und 88, die jeweils aus magnetischem Material bestehen und durch eine Elektromagnetkraft einer gemeinsamen elektromagnetischen Treibeinrichtung 104 einzeln in eine andere Einstellung treibbar sind. Aus Fig. 1 dieses Standes der Technik sieht man, daß jedes der elektromagnetisch anziehbaren Elemente 68 und 88 in der Tat auch so aufgebaut ist, daß es als Ventilkörper wirkt, wobei die Anordnung derart ist, daß das erste bewegliche Element, nämlich der Ventilkörper 68 in Richtung eines feststehenden mittigen Elements 22 gezogen wird, um eine erste Austrittsöffnung 60 zu verschließen, wenn der Magnetspule 104 ein kleiner Strom zugeführt wird. Dieser kleine Strom bewegt nicht das zweite bewegliche Element, nämlich den Ventilkörper 88, der in der dargestellten Einstellung bleibt und dazu dient, eine zweite Austrittsöffnung 76 verschlossen zu halten. Wenn der Magnetspule 104 ein großer Strom zugeführt wird, wird zusätzlich das zweite bewegliche Element 88 in Richtung des feststehenden mittigen Elements 22 gezogen, womit die zweite Austrittsöffnung 76 geöffnet wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es im Hinblick auf eine Beseitigung der oben beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Ventile ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung, ein kompaktes und preiswertes elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil bereitzustellen, bei welchem die Größe und Steuergenauigkeit der notwendigen Elektromagnetkraft stark verringert uhd eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit während eines Zeitraums, in dem es sich außer Betrieb befindet, beseitigt werden kann.
Dieses Ziel wird durch ein Dreistellungs-Elektromagnetventil gemäß Patentanspruch 1 erreicht, welcher außerdem alternative Ausführungsformen (a) und (b) definiert. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Dieses Ziel und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines (bereits genannten) elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils des Standes der Technik ist;
Fig. 2 ein Schaubild ist, welches die Beziehung zwischen elektrischem Strom und Elektromagnetkraft bei dem (bereits genannten) elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil des Standes der Technik aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines (bereits genannten) Wegeventils des Standes der Technik ist, das eine Spindel enthält;
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
die Figuren 5 und 6 schematische Schnittansichten sind, die einen mittleren Erregungszustand bzw. einen vollen Erregungszustand des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils aus Fig. 4 zeigen;
Fig. 7 eine schematische Ansicht ist, welche ein Beispiel zeigt, bei dem das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil aus Fig. 4 bei einer Antiblockiersteuervorrichtung Anwendung findet;
Fig. 8 eine schematische Ansicht ist, welche ein Beispiel zeigt, bei dem das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil aus Fig. 4 bei einer Traktionssteuervorrichtung Anwendung findet;
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
die Figuren 10 und 11 schematische Schnittansichten sind, welche einen mittleren Erregungszustand bzw. eine vollen Erregungszustand des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils aus Fig. 9 zeigen;
Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
die Figuren 13 und 14 schematische Schnittansichten sind, welche einen mittleren Erregungszustand bzw. eine vollen Erregungszustand des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils aus Fig. 12 zeigen;
Fig. 15 eine schematische Schnittansicht eines elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
die Figuren 16 und 17 schematische Schnittansichten sind, welche einen mittleren Erregungszustand bzw. eine vollen Erregungszustand des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils aus Fig. 15 zeigen.
Bevor die Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortgesetzt wird, soll angemerkt werden, daß über mehrere Ansichten der begleitenden Zeichnungen hinweg gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, und daß die Worte "Spindel" und "Plungerkolben" als äquivalent anzusehen sind.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen, ist dort in Fig. 4 ein elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil 20 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein Gehäuse 21 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 ist mit einer ersten Flüssigkeitskammer 21a ausgebildet. Eine zweite Flüssigkeitskammer 21b und eine dritte Flüssigkeitskammer 21c sind jeweils an entgegengesetzten Enden der ersten Flüssigkeitskammer 21a ausgebildet, so daß sie sich axial hintereinander erstrecken. Zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 21a und 21b ist ein radial nach innen vorstehender Teil 21d mit kleinem Durchmesser vorgesehen, während zwischen der ersten und dritten Flüssigkeitskammer 21a und 21c ein Stufenteil 21e vorgesehen ist.
Außerdem weist das Gehäuse 21 eine mit der ersten Flüssigkeitskammer 21a verbundene radial verlaufende erste Austrittsöffnung 22, eine mit der zweiten Flüssigkeitskammer 21b verbundene radial verlaufende zweite Austrittsöffnung 23 und eine mit der zweiten Flüssigkeitskammer 21b verbundene axial verlaufende dritte Austrittsöffnung 24 auf. Eine einen Elektromagnet enthaltende elektromagnetische Treibeinrichtung 25 ist so vorgesehen, daß sie die dritte Flüssigkeitskammer 21c umgibt.
Ein als ein erster Ventilkörper dienender, nachfolgend auch als Spindel bezeichneter Plungerkolben 26 ist axial verschiebbar in der ersten Flüssigkeitskammer 21a vorgesehen. Ein Flüssigkeitsdurchlaß 26a verläuft axial durch die Spindel 26 hindurch, und ein radial verlaufender Durchlaß 26b zum Verbinden des Flüssigkeitsdurchlasses 26a mit dem äußeren Umfang der Spindel 26 ist in der Spindel 26 ausgebildet. Inzwischen ist eine rechte Stirnseite 26d der Spindel 26 teilweise axial zurückversetzt, so daß eine Umgehung 26c gebildet wird. Eine erste Feder 28 ist zwischen der Spindel 26 und dem Stufenteil 21e zusammengedrückt, so daß sie die Spindel 26 gegen einen Eingriffsteil 21f drückt, der von einer linken Stirnseite des Teils 21d mit dem kleinen Durchmesser gebildet wird.
Ein zweiter Ventilkörper 29 zum Öffnen und Verschließen der dritten Austrittsöffnung 24 ist in der zweiten Flüssigkeitskammer 21b vorgesehen. Der zweite Ventilkörper 29 schließt einen hohlen Rahmen 29a und einen konischen Teil 29b zum Verschließen der dritten Austrittsöffnung 24 ein. Der konische Teil 29b ist an einem distalen Ende des Rahmens 29a vorgesehen. Der Rahmen 29a weist einen inneren Hohlraum 29c und eine mit dem innerem Hohlraum 29c verbundene Öffnung 29d auf. Ein Rand der Öffnung 29d bildet einen Eingriffsteil 29e, der sich mit einen zweitem Eingriffsteil 31d eines später zu beschreibenden beweglichen Elements 31 in Eingriff bringen läßt. Eine zweite Feder 30 ist zwischen dem zweiten Ventilkörper 29 und einer Federabstützung 21g zusammengedrückt, welche von einer rechten Stirnseite des Teils 21d mit dem kleinen Durchmesser gebildet wird, so daß sie den zweiten Ventilkörper 29 in eine Richtung zum Verschließen der dritten Austrittsöffnung 24 treibt.
Das bewegliche Element 31 wird von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 getrieben und schließt einen in der dritten Flüssigkeitskammer 21c angeordneten Grundkörper 31a und einem aus dem Grundkörper 31a ragenden Stangenteil 31b ein. Der Stangenteil 31b ist lose in den Flüssigkeitsdurchlaß 26a der Spindel 26 eingesetzt und erstreckt sich in den inneren Hohlraum 29c des Rahmens 29a des zweiten Ventilkörpers 29. Ein erster Eingriffsteil 31c von scheibenartiger Gestalt ist an einem dem Teil 21d mit dem kleinen Durchmesser entsprechenden Teilstück des Stangenteils 31b vorgesehen und wird mit der rechten Stirnseite 26d der Spindel 26 in Berührung gebracht. Der zweite Eingriffsteil 31d von scheibenartiger Gestalt ist an einem distalen Ende des Stangenteils 31b vorgesehen.
Unter der Annahme, daß der Buchstabe a einen Bewegungshub der Spindel 26 zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der ersten Austrittsöffnung 22 und dem Durchlaß 26a bezeichnet, d.h. einen Bewegungshub der Spindel 26 zum Verschließen der ersten Austrittsöffnung 22, daß der Buchstabe b einen Abstand zwischen dem zweiten Eingriffsteil 31d und dem Eingriffsteil 29e des zweiten Ventilkörpers 29 bezeichnet, d.h. einen Abstand zum Verstellen des zweiten Ventilkörpers 29 in einen nichtwirkenden Zustand, und der Buchstabe c einen Abstand zwischen dem Grundkörper 31a des beweglichen Elements und einer Stirnseite 21h der dritten Flüssigkeitskammer 21c bezeichnet, d.h. einen maximalen Bewegungshub des beweglichen Elements 31, sind bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 die Abmessungen a, b und c so eingestellt, daß sie die Beziehung (a < b < c) erfüllen.
Es werden nun Funktionsmerkmale des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 beschrieben. Anfänglich, wenn der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 kein elektrischer Strom zugeführt wird, d.h. während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, so daß auf das bewegliche Element 31 keine elektromagnetische Treibkraft aufgebracht wird, sind das bewegliche Element 31, die Spindel 26 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 4 dargestellt angeordnet. Während der Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 steht nämlich die Spindel 26 durch die Treibkraft der ersten Feder 28 mit dem Eingriffsteil 21f im Eingriff, und die erste Austrittsöffnung 22 ist mit dem Durchlaß 26b der Spindel 26 verbunden. Andererseits wird der zweite Ventilkörper 29 von der zweiten Feder 30 in Fig. 4 nach rechts getrieben, so daß der konische Teil 29b die dritte Austrittsöffnung 24 verschließt. Dementsprechend wird während der Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ein Strömungspfad gebildet, der sich von der ersten Austrittsöffnung 22 aus durch den Durchlaß 26b, den Flüssigkeitsdurchlaß 26a, die Umgehung 26c und die zweite Flüssigkeitskammer 21b zur zweiten Austrittsöffnung 23 fortsetzt, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 4 dargestellt.
Wenn dann durch Zufuhr eines elektrischen Stroms zur elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, d.h. während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine mittlere Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 31 aufgebracht wird, sind das bewegliche Element 31, die Spindel 26 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 5 dargestellt angeordnet. Da während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine nach links gerichtete Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 31 aufgebracht wird, wird nämlich durch den Eingriff des ersten Eingriffsteils 31c mit der Spindel 26 das bewegliche Element 31 zusammen mit der Spindel 26 nach links verschoben. Durch diese Verschiebung der Spindel 26 wird die Verbindung zwischen der ersten Austrittsöffnung 22 und dem Durchlaß 26b unterbrochen, und somit wird die erste Austrittsöffnung 22 durch einen Rückenteil 26f der Spindel 26 verschlossen. Andererseits ist der Abstand b zum Verstellen des zweiten Ventilkörpers 29 in einen nichtwirkenden Zustand so eingestellt, daß er größer ist als der Bewegungshub a der Spindel 26 zum Verschließen der ersten Austrittsöffnung 22, wie oben beschrieben. Selbst wenn die erste Austrittsöffnung 22 verschlossen ist, wird daher der zweite Eingriffsteil 31d des beweglichen Elements 31 außer Berührung mit dem Eingriffsteil 29e des zweiten Ventilkörpers 29 gehalten, so daß die dritte Austrittsöffnung 24 noch immer vom zweiten Ventilkörper 29 verschlossen wird. Somit ist während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die zweite Austrittsöffnung 23 weder mit der ersten noch mit der dritten Austrittsöffnung 22 und 24 verbunden.
Wenn anschließend durch Zufuhr eines großen elektrischen Stroms zur elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, d.h. während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 auf das bewegliche Element 31 eine große Elektromagnetkraft aufgebracht wird, die größer als die oben genannte mittlere Elektromagnetkraft ist, sind das bewegliche Element 31, die Spindel 26 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 6 dargestellt angeordnet. Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist nämlich das bewegliche Element 31 weiter als während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 nach links verschoben, und somit ist die im Eingriff mit dem ersten Eingriffsteil 31c des beweglichen Elements 31 gehaltene Spindel 26 entsprechend weiter nach links verschoben. Wenn der Bewegungshub des beweglichen Elements 31 den Abstand b zum Verstellen des zweiten Ventilkörpers 29 in einen nichtwirkenden Zustand übersteigt, wird unterdessen der zweite Eingriffsteil 31d des beweglichen Elements 31 mit dem Eingriffsteil 29e des Rahmens 29a in Eingriff gebracht, so daß der zweite Ventilkörper 29 zusammen mit dem beweglichen Element 31 ebenfalls nach links verschoben wird und somit wird der konische Teil 29b von der dritten Austrittsöffnung 24 freigegeben. Infolgedessen wird die dritte Austrittsöffnung 24 geöffnet. Dementsprechend ist während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die zweite Austrittsöffnung 23 durch die zweite Flüssigkeitskammer 21b hindurch mit der dritten Austrittsöffnung 24 verbunden.
Das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 20 weist die Umgehung 26c auf. Während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, wie in Fig. 4 dargestellt, heben sich daher ein von der ersten und zweiten Austrittsöffnung 22 und 23 aus auf eine linke Stirnseite 26e der Spindel 26 aufgebrachter Flüssigkeitsdruck und ein von der ersten und zweiten Austrittsöffnung 22 und 23 aus auf die rechte Stirnseite 26d der Spindel 26 aufgebrachter Flüssigkeitsdruck gegenseitig auf, und somit wird keine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Kraft erzeugt. Wenn die Treibkraft der ersten Feder 28 auf einen Wert zum Überwinden eines während des Verschiebens der Spindel 26 erzeugten kleinen Gleitwiderstands eingestellt ist, kann die Spindel 26 während der Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 in einer vorbestimmten Position fixiert werden. Dementsprechend kann bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 die Treibkraft der ersten Feder 28 auf einen kleinen Wert eingestellt werden.
Unterdessen heben sich bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 auch während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, wie in Fig. 5 dargestellt, die von der zweiten Austrittsöffnung 23 aus auf die rechte und linke Stirnseite 26d und 26e der Spindel 26 aufgebrachten Flüssigkeitsdrücke auf, und somit wird keine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Kraft erzeugt. Um die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 verschlossen zu halten, sollte somit eine minimale Elektromagnetkraft die Treibkraft der ersten Feder 28 überwinden. Da die Treibkraft der ersten Feder 28 klein ist, wie oben beschrieben, ist die minimale Elektromagnetkraft ziemlich klein. Während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist die maximale Elektromagnetkraft, um die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 verschlossen zu halten, gleich einer Summe der Treibkräfte der ersten und zweiten Feder 28 und 30. Da jedoch die Treibkraft der ersten Feder 28 ziemlich klein ist, kann die Differenz zwischen der maximalen Elektromagnetkraft und der minimalen Elektromagnetkraft vergrößert werden, indem man die Treibkraft der zweiten Feder 30 auf einen verhältnismäßig großen Wert einstellt. Bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 ist somit während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die Elektromagnetkraft, um die erste und dritte Öffnung 22 und 24 verschlossen zu halten, klein, kann jedoch einen weiten Bereich aufweisen.
Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 sollte außerdem eine Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 31 aufgebracht werden, welche eine Summe der Treibkräfte der ersten und zweiten Feder 28 und 30 und eines von der dritten Austrittsöffnung 24 aus auf den zweiten Ventilkörper 29 aufgebrachten maximalen Flüssigkeitsdrucks übersteigt. Da die Treibkraft der ersten Feder 28 klein ist, wie oben beschrieben, ist jedoch die während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 erforderliche Elektromagnetkraft ebenfalls verhältnismäßig klein.
Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei welchem das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 20 bei einer Antiblockiersteuervorrichtung Anwendung findet. Bei dieser Antiblockiersteuervorrichtung ist ein Hauptzylinder 35 mit der ersten Austrittsöffnung 22 verbunden, und ein Radzylinder 36 ist mit der zweiten Austrittsöffnung 23 verbunden. Unterdessen ist die dritte Austrittsöffnung 24 mit einem Rückführpfad 39 verbunden, der über einen Behälter 37 und eine Pumpe 38 zum Hauptzylinder 35 zurückführt. Außerdem empfängt die elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 einen elektrischen Strom von einer Steuerung 40, welche auf der Grundlage von Signalen von Radgeschwindigkeitssensoren (nicht dargestellt) usw. über einen Druckbeauf schlagungsmodus, einen Haltemodus und einen Druckentlastungsmodus entscheidet.
Anfänglich, während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, sind die erste und zweite Austrittsöffnung 22 und 23 miteinander verbunden, und die dritte Austrittsöffnung 24 ist verschlossen, wie oben beschrieben. Daher sind der Hauptzylinder 35 und der Radzylinder 36 miteinander verbunden, während der Rückführpfad 39 verschlossen ist, womit sich der Druckbeaufschlagungsmodus ergibt.
Während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist unterdessen die zweite Austrittsöffnung 23 weder mit der ersten noch mit der dritten Austrittsöffnung 22 bzw. 24 verbunden, wie oben beschrieben, wodurch sich der Haltemodus ergibt, in dem ein Flüssigkeitsdruck des Radzylinders 36 aufrechterhalten wird. Bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 ist die Elektromagnetkraft zum Aufrechterhalten eines Zustands, in dem die zweite Austrittsöffnung 23 weder mit der ersten noch mit der dritten Austrittsöffnung 22 bzw. 24 verbunden ist, klein, kann jedoch einen weiten Bereich aufweisen. Daher kann ein Wert eines von der Steuerung 40 zugeführten elektrischen Stroms verringert werden und braucht nicht mit hoher Genauigkeit gesteuert werden.
Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist außerdem die erste Austrittsöffnung 22 verschlossen, und die dritte Austrittsöffnung 24 ist geöffnet, so daß sie mit der zweiten Austrittsöffnung 23 verbunden ist, womit sich der Druckentlastungsmodus ergibt, in dem der Radzylinder 36 mit dem Rückführpfad 39 verbunden ist. Da die Elektromagnetkraft zum Verschließen der ersten Austrittsöffnung 22 und zum Öffnen der dritten Austrittsöffnung 24 klein ist, wie oben beschrieben, kann ein Wert des von der Steuerung 40 zugeführten elektrischen Stroms verringert werden.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 20 die dritte Austrittsöffnung 24 durch den von der zweiten Feder 30 getriebenen zweiten Ventilkörper 29 verschlossen ist, gibt es keine Leckage von Arbeitsflüssigkeit aus der dritten Austrittsöffnung 24. Bei der Antiblockiersteuervorrichtung aus Fig. 7 gibt es daher im Druckbeaufschlagungsmodus, in dem die dritte Austrittsöffnung 24 verschlossen ist, keine Leckage von Arbeitsflüssigkeit aus der dritten Austrittsöffnung 24. Unterdessen kann während einer mittleren Erregung (Haltemodus) und einer vollen Erregung (Druckentlastungsmodus) der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 geringfügig Arbeitsflüssigkeit aus der durch die Spindel 26 verschlossenen ersten Austrittsöffnung 22 austreten. Da jedoch der Druckentlastungsmodus und der Haltemodus im Verlauf einer Antiblockiersteuerung stattfinden und in einem Zustand erzeugt werden, wo sich ein Flüssigkeitsdruck der mit dem Radzylinder 36 verbundenen zweiten Austrittsöffnung 23 stark verändert, stellt die Leckage von Arbeitsflüssigkeit für die Antiblockiersteuerung im wesentlichen kein Problem dar.
Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei welchem das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 20 bei einer Traktionssteuervorrichtung Anwendung findet. Diese Traktionssteuervorrichtung ist von einer Art zur indirekten Verstellung des Flüssigkeitsdrucks des Radzylinders und schließt einen Druckverstärker 44 ein. Die dritte Austrittsöffnung 24 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 ist mit einem Druckspeicher 45 zum Speichern von Hochdruckarbeitsflüssigkeit verbunden, während die zweite Austrittsöffnung 23 mit einem ersten Teil 47A des Druckverstärkers 45 verbunden ist. Außerdem ist die erste Austrittsöffnung 22 mit einem Rückführpfad 46 verbunden, der über den Behälter 37 und die Pumpe 38 zum Druckspeicher 45 führt.
Eine Flüssigkeitskammer 47 des Druckverstärkers 44 ist durch einen verschiebbar in die Flüssigkeitskammer 47 eingepaßten Kolben 48 in flüssigkeitsdichtem Zustand in den ersten Teil 47A und einen zweiten Teil 47B unterteilt. Wie oben beschrieben, ist der erste Teil 47A mit der zweiten Austrittsöffnung 23 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 verbunden. Der zweite Teil 47B weist eine mit dem Hauptzylinder 35 verbundene erste Austrittsöffnung 49 und eine mit dem Radzylinder 36 verbundene zweite Austrittsöffnung 50 auf. Außerdem ist im zweiten Teil 47B eine erste Feder 51 zusammengedrückt.
Ein hohler Käfig 52 ist als Einheit auf einer linken Stirnseite 48a des Kolbens 48 vorgesehen, und eine Öffnung 52b ist in der Mitte eines Stirnteils 52a des Käfigs 52 ausgebildet. Eine an einem Ende eines Stangenteils 53a eines Ventilkörpers 53 vorgesehene Federabstützung 53b mit großem Durchmesser ist im Käfig 52 angeordnet, und eine zweite Feder 54 ist zwischen der Federabstützung 53b und der linken Stirnseite 48a des Kolbens 48 zusammengedrückt. Der Stangenteil 53a ragt durch die Öffnung 52b aus dem Käfig 52 heraus, und ein Dichtelement 55 ist am anderen Ende des Stangenteils 53a angebracht.
Da während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die dritte Austrittsöffnung 24 verschlossen ist, wird die Hochdruckarbeitsflüssigkeit des Druckspeichers 45 nicht dem Druckverstärker 44 zugeführt, wodurch sich ein Zustand ergibt, der nicht einer Trakt ions steuerung unterliegt.
Da während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die zweite und dritte Austrittsöffnung 23 und 24 miteinander verbunden sind, wird die Hochdruckarbeitsflüssigkeit des Druckspeichers 45 durch die zweite Flüssigkeitskammer 21b des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 dem ersten Teil 47A des Druckverstärkers 44 zugeführt. Somit wird der Kolben 48 nach links verschoben, so daß das Dichtelement 55 die erste Austrittsöffnung 49 verschließt. Wenn der Druck im ersten Teil 47A weiter ansteigt, wird das Volumen des zweiten Teils 47B als Reaktion auf die Verschiebung des Kolbens 48 verringert, so daß dem Radzylinder 36 Arbeitsflüssigkeit zugeführt wird. Infolgedessen wird der Flüssigkeitsdruck des Radzylinders 36 ungeachtet der Funktion des Hauptzylinders 35 erhöht, so daß eine Traktionssteuerung erfolgt.
Wenn nach einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine mittlere Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 erfolgt, wird die dritte Austrittsöffnung 24 verschlossen, und somit wird ein Einströmen der Arbeitsflüssigkeit vom Druckspeicher 45 aus unterbrochen. Da die erste Austrittsöffnung 22 ebenfalls verschlossen ist, wird andererseits die Arbeitsflüssigkeit im ersten Teil 47A des Druckverstärkers 44 nicht abgeführt, und somit wird der Flüssigkeitsdruck des Radzylinders 36 aufrechterhalten.
Da bei der Traktionssteuervorrichung aus Fig. 8 die dritte Austrittsöffnung 24 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 20 durch den von der zweiten Feder 30 getriebenen zweiten Ventilkörper 29 verschlossen wird, ist es möglich, zu verhindern, daß in dem keiner Traktionssteuerung unterliegenden Zustand Hochdruckarbeitsflüssigkeit im Druckspeicher 45 aus der dritten Austrittsöffnung 24 austritt.
Die Figuren 9 bis 11 zeigen ein elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil 60 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Gehäuse 61 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 60 ist mit einer ersten Flüssigkeitskammer 61a ausgebildet. Eine zweite Flüssigkeitskammer 61b und eine dritte Flüssigkeitskammer 61c sind jeweils an entgegengesetzten Enden der ersten Flüssigkeitskammer 61a ausgebildet, so daß sie sich axial hintereinander erstrecken. Ein sich radial nach innen erstreckender Sitzteil 61d ist zwischen der ersten und dritten Flüssigkeitskammer 61a und 61c vorgesehen. Ein Innendurchmesser des Sitzteils 61d ist so eingestellt, daß er gleich dem Durchmesser der zweiten Flüssigkeitskammer 61b ist. Außerdem weist das Gehäuse 61 die mit der ersten Flüssigkeitskammer 61a verbundene radial verlaufende erste Austrittsöffnung 22, die mit der zweiten Flüssigkeitskammer 61b verbundene radial verlaufende zweite Austrittsöffnung 23 und die mit der zweiten Flüssigkeitskammer 61b verbundene axial verlaufende dritte Austrittsöffnung 24 auf.
Eine Spindel 63 enthält einen Teil 63a mit großem Durchmesser, einen Teil 63b mit kleinem Durchmesser und einen Flanschteil 63c, und ein Flüssigkeitsdurchlaß 63d verläuft axial durch die Spindel 63 hindurch. Der Teil 63a mit dem großen Durchmesser befindet sich in Gleitberührung mit der Umfangsfläche der zweiten Flüssigkeitskammer 61b, während der Teil 63b mit dem kleinen Durchmesser und der Flanschteil 63c lose in die erste Flüssigkeitskammer 61a eingesetzt sind. Ein aus elastischem Material, wie beispielsweise Gummi, hergestelltes ringförmiges Dichtelement 64 ist um den Teil 63b mit dem kleinen Durchmesser herumgepaßt, so daß es zwischen dem Flanschteil 63c und dem Teil 63a mit dem großen Durchmesser axial festgehalten wird.
Ein bewegliches Element 65 umfaßt einen Grundkörper 65a und einen aus dem Grundkörper 65a überstehenden Stangenteil 65b. Der Stangenteil 65b ist durch den Flüssigkeitsdurchlaß 63d der Spindel 63 hindurch lose eingesetzt, so daß er sich bis in den inneren Hohlraum 29c des zweiten Ventilkörpers 29 erstreckt. Ein scheibenartiger Eingriffsteil 65c ist an einem distalen Ende des Stangenteils 65b vorgesehen. Eine rechte Stirnseite des beweglichen Elements 65 ist teilweise axial zurückversetzt, so daß eine Umgehung 65d gebildet wird. Außerdem ist die erste Feder 28 zwischen dem Grundkörper 65a des beweglichen Elements 65 und einer Stirnseite 61e der dritten Flüssigkeitskammer 61c zusammengedrückt, so daß sie das bewegliche Element 65 in Fig. 9 nach rechts treibt.
Bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 60 ist die zweite Feder 30 zwischen dem zweiten Ventilkörper 29 und einer an einem Verbindungsbereich zwischen dem Teil 63a mit dem großen Durchmesser und dem Teil 63b mit dem kleinen Durchmesser der Spindel 63 ausgebildeten Federabstützung 63e zusammengedrückt. Bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 60 treibt daher die zweite Feder 30 nicht nur den zweiten Ventilkörper 29 in eine Richtung, um die dritte Austrittsöffnung 24 zu verschließen, sondern drückt auch die Spindel 63 in eine Richtung, um das Dichtelement 64 in Berührung mit dem Sitzteil 61d zu bringen. Da jedoch die Treibkraft der ersten Feder 28 so eingestellt ist, daß sie größer als diejenige der zweiten Feder 30 ist, wird die Spindel 63 während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 in der in Fig. 9 dargestellten Position gehalten.
Es wird nun eine Funktionsweise des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 60 beschrieben. Anfänglich, während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, sind das bewegliche Element 65, die Spindel 63 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 9 dargestellt angeordnet. Wenn die Spindel 63 in der in Fig. 9 dargestellten Position angeordnet ist, wird das Dichtelement 64 nicht mit dem Sitzteil 61d in Berührung gebracht, und die erste Austrittsöffnung 22 ist über die erste Flüssigkeitskammer 61a, die Umgehung 65d, den Flüssigkeitsdurchlaß 63d und die zweite Flüssigkeitskammer 61b mit der zweiten Austrittsöffnung 23 verbunden, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 9 dargestellt. Da die dritte Austrittsöffnung 24 während dieser Zeit durch den zweiten Ventilkörper 29 verschlossen ist, der zweite Ventilkörper 29 jedoch durch die Treibkraft der zweiten Feder 30 gegen die dritte Austrittsöffnung 24 gedrückt wird, kommt es nicht zu einer Leckage von Arbeitsflüssigkeit aus der dritten Austrittsöffnung 244
Während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 sind das bewegliche Element 65, die Spindel 63 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 10 dargestellt angeordnet. Wenn nämlich das bewegliche Element 65 während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 durch die Elektromagnetkraft nach links verschoben wird, wird die Spindel 63 durch die Treibkraft der zweiten Feder 30 ebenfalls nach links verschoben, so daß das Dichtelement 64 gegen den Sitzteil 61d gedrückt wird, und somit ist die Verbindung zwischen der ersten und dritten Flüssigkeitskammer 61a und 61c unterbrochen. Da sich der Teil 63a mit dem großen Durchmesser der Spindel 63 in Gleitberührung mit der Umfangsfläche der zweiten Flüssigkeitskammer 61b befindet, ist die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 61a und 61b unterbrochen. Somit ist während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die erste Flüssigkeitskammer 61a von der zweiten und dritten Flüssigkeitskammer 61b und 61c abgeschnitten, und die erste Austrittsöffnung 22 ist von der zweiten und dritten Austrittsöffnung 23 und 24 abgeschnitten. Außerdem ist während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die dritte Austrittsöffnung 24 durch den von der zweiten Feder 30 getriebenen Ventilkörper 29 verschlossen.
Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 sind das bewegliche Element 65, die Spindel 63 und der zweite Ventilkörper 29 wie in Fig. 11 dargestellt angeordnet. Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist das bewegliche Element 65 nämlich weiter nach links verschoben, als während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25. Somit wird der Eingriffsteil 65c des beweglichen Elements 65 mit dem Eingriffsteil 29e des zweiten Ventilkörpers 29 in Eingriff gebracht, so daß der zweite Ventilkörper 29 zusammen mit dem beweglichen Element -65 nach links verschoben wird, und somit wird die dritte Austrittsöffnung 24 vom zweiten Ventilkörper 29 geöffnet. Andererseits wird die erste Austrittsöffnung 22 verschlossen gehalten, weil das Dichtelement 64 in Berührung mit dem Sitzteil 61d gehalten wird. Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 sind daher die zweite und dritte Austrittsöffnung 23 und 24 durch die zweite Flüssigkeitskammer 61b miteinander verbunden, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 11 dargestellt.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 60 die Umgehung 65d auf dem Grundkörper 65a des beweglichen Elements 65 ausgebildet ist, wird während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ein identischer Flüssigkeitsdruck auf entgegengesetzte Stirnseiten der Spindel 63 aufgebracht. Während einer mittleren Erregung und einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, bei denen das Dichtelement 64 in Berührung mit dem Sitzteil 61d gehalten wird, sind die auf die entgegengesetzten Stirnseiten der Spindel 63 aufgebrachten Flüssigkeitsdrücke identisch und heben sich auf, weil der Innendurchmesser des Sitzteils 61d so eingestellt ist, daß er gleich dem Durchmesser der zweiten Flüssigkeitskammer 61b ist, wie oben beschrieben. Daher kann in derselben Weise wie bei der ersten Ausführungsform die Menge des für eine mittlere Erregung und eine volle Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 erforderlichen elektrischen Stroms verringert werden, und ein Bereich des elektrischen Stroms, in dem die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 im mittleren Erregungszustand der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 verschlossen gehalten werden, kann weit eingestellt werden.
Da bei der zweiten Ausführungsform die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung 22 und 23 unterbrochen wird, indem man das Dichtelement 64 in Berührung mit dem Sitzteil 61d bringt, kann unterdessen während einer mittleren Erregung und einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit aus der ersten Austrittsöffnung 22 sicherer verhindert werden.
Das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 60 der zweiten Ausführungsform kann in derselben Weise, wie in den Figuren 7 und 8 für das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 20 der ersten Ausführungsform dargestellt, bei einer Antiblockiersteuervorrichtung und einer Traktionssteuervorrichtung Anwendung finden.
Da bei der zweiten Ausführungsform im Gegensatz zur ersten Ausführungsform die zweite Feder 30 zwischen dem zweiten Ventilkörper 29 und der Spindel 63 zusammengedrückt ist, kann unterdessen das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 60 zusammengebaut werden, indem man den zweiten Ventilkörper 29, die zweite Feder 30 und die Spindel 63 nacheinander im Gehäuse anordnet, wodurch sich eine Erleichterung des Zusammenbaus des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventus 60 ergibt.
Die Figuren 12 bis 14 zeigen ein elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil 70 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine erste Flüssigkeitskammer 71a und eine zweite Flüssigkeitskammer 71b mit einem größerem Durchmesser als demjenigen der ersten Flüssigkeitskammer 71a sind in einem Gehäuse 71 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 70 ausgebildet, so daß sie sich axial hintereinander erstrecken, Das Gehäuse 71 weist die mit der ersten Flüssigkeitskammer 71a verbundene, radial verlaufende erste und zweite Austrittsöffnung 22 und 23 und die mit der ersten Flüssigkeitskammer 71a verbundene axial verlaufende dritte Austrittsöffnung 24 auf.
Eine Spindel 73 ist in der ersten Flüssigkeitskammer 71a vorgesehen, so daß sie im wesentlichen in flüssigkeitsdichtem Zustand verschiebbar ist. Ein als Umgehung dienender Flüssigkeitsdurchlaß 73a verläuft axial durch die Spindel 73, hindurch, und ein Durchlaß 73b zum Verbinden des Flüssigkeitsdurchlasses 73a mit dem äußeren Umfang der Spindel 73 sind in der Spindel 73 ausgebildet. Die erste Feder 28 ist zwischen einer linken Stirnseite 73c der Spindel 73 und einer Stirnseite 71c der zweiten Flüssigkeitskammer 71b zusammengedrückt Ein linker Endteil der Spindel 73 ragt in die zweite Flüssigkeitskammer 71b hinein, und ein bewegliches Element 74 ist am linken Endteil der Spindel 73 befestigt. Das bewegliche Element 74 ist zu einer kurzen zylindrischen Gestalt geformt, und ein Flüssigkeitsdurchlaß 74a verläuft axial durch das bewegliche Element 74 hindurch. Durch eine Preßpassung der Spindel 73 im Flüssigkeitsdurchlaß 74a sind das bewegliche Element 74 und die Spindel 73 als Einheit aneinander befestigt. Inzwischen ist die einen Elektromagnet enthaltende elektromagnetische Treibeinrichtung 25 so vorgesehen, daß sie die zweite Flüssigkeitskammer 71b umgibt.
Ein zweiter Ventilkörper 75 weist einen langen Stangenteil 75a auf, der lose in den Flüssigkeitsdurchlaß 73a der Spindel 73 und den Flüssigkeitsdurchlaß 74a des beweglichen Elements 74 eingesetzt ist. Ein konischer Teil 75b zum Verschließen der dritten Austrittsöffnung 24 ist an einem Ende des Stangenteils 75a angrenzend an die erste Flüssigkeitskammer 71a vorgesehen. Unterdessen ist eine Federabstützung 75c am anderen Ende des Stangenteils 75a angrenzend an die zweite Flüssigkeitskammer 71b vorgesehen, so daß die zweite Feder 30 zwischen der Federabstützung 75c und der Stirnseite 71c der zweiten Flüssigkeitskammer 71b zusammengedrückt ist. In derselben Weise, wie bei der ersten Ausführungsform, sind Abmessungen der Komponenten des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 70 so eingestellt, daß der Bewegungshub a der Spindel 73 zum Verschließen der ersten Austrittsöffnung 22, der Abstand b zum Verstellen des zweiten Ventilkörpers 75 in einen nichtwirkenden Zustand und der maximale Bewegungshub c des beweglichen Elements 74 die Beziehung (a < b < c) erfüllen.
Es wird nun die Funktionsweise des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventus 70 mit der oben beschriebenen Anordnung beschrieben. Anfänglich, wenn ohne eine Zufuhr von elektrischem Strom zur elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, d.h. während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, keine Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 74 aufgebracht wird, sind das bewegliche Element 74, die als Einheit mit dem beweglichen Element 74 ausgebildete Spindel 73 und der zweite Ventilkörper 75 wie in Fig. 12 dargestellt angeordnet. Da während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die Spindel 73 von der ersten Feder 28 nach rechts getrieben wird, wird nämlich das bewegliche Element 74 in Berührung mit einem Stufenteil 71e gebracht, der an einer Verbindungsstelle zwischen der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 71a und 71b ausgebildet ist, so daß die Spindel 73 in der Position gehalten wird, in welcher der Durchlaß 73b mit der ersten Austrittsöffnung 22 verbunden ist. Andererseits wird der zweite Ventilkörper 75 von der zweiten Feder 30 nach rechts getrieben, so daß der konische Teil 75b die dritte Austrittsöffnung 24 verschließt. Dementsprechend wird während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ein Strömungspfad gebildet, der sich von der ersten Austrittsöffnung 22 aus über den Durchlaß 73b, den Flüssigkeitsdurchlaß 73a und die erste Flüssigkeitskammer 71a bis zur zweiten Austrittsöffnung 23 fortsetzt, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 12 dargestellt.
Wenn dann durch Zufuhr von elektrischem Strom zur elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, d.h. während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine mittlere Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 74 aufgebracht wird, sind das bewegliche Element 74, die Spindel 73 und der zweite Ventilkörper 75 wie in Fig. 13 dargestellt angeordnet. Da während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine nach links gerichtete Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 74 aufgebracht wird, werden nämlich das bewegliche Element 74 und die als Einheit mit dem beweglichen Element 74 ausgebildete Spindel 73 aus den Positionen der Fig. 12 nach links verschoben. Durch diese Verschiebung der Spindel 73 wird die Verbindung zwischen der ersten Austrittsöffnung 22 und dem Durchlaß 73b unterbrochen, und somit wird die erste Austrittsöffnung 22 durch einen Rückenteil 73e der Spindel 73 verschlossen. Andererseits ist der Abstand b zum Verstellen des zweiten Ventilkörpers 75 in einen nichtwirkenden Zustand so eingestellt, daß er größer ist als der Bewegungshub a der Spindel 73 zum Verschließen der ersten Austrittsöffnung 22, wie oben beschrieben. Selbst wenn die erste Austrittsöffnung 22 verschlossen ist, wird daher die Stirnseite 73c der Spindel 73 außer Berührung mit der Federabstützung 75c des zweiten Ventilkörpers 75 gehalten, so daß die dritte Austrittsöffnung 24 noch immer durch den zweiten Ventilkörper 75 verschlossen wird.
Wenn anschließend durch Zufuhr eines großen elektrischen Stroms zur elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, d.h. während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine große Elektromagnetkraft auf das bewegliche Element 74 aufgebracht wird, sind das bewegliche Element 74, die Spindel 73 und der zweite Ventilkörper 75 wie in Fig. 14 dargestellt angeordnet. Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 werden nämlich das bewegliche Element 74 und die Spindel 73 weiter als während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 nach links bewegt, während die erste Austrittsöffnung 22 durch die Spindel 73 verschlossen gehalten wird. Unterdessen werden durch diese Verschiebung des beweglichen Elements 74 und der Spindel 73 die Stirnseite 73c der Spindel 73 und die Federabstützung 75c des zweiten Ventilkörpers 75 in Berührung miteinander gebracht, so daß der zweite Ventilkörper 75 entgegen der Treibkraft der zweiten Feder 30 nach links verschoben wird. Somit wird der konische Teil 75b des zweiten Ventilkörpers 75 von der dritten Austrittsöffnung 24 weg freigegeben, so daß er die dritte Austrittsöffnung 24 öffnet. Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 wird daher ein Strömungspfad gebildet, der sich von der zweiten Austrittsöffnung 23 aus durch die erste Flüssigkeitskammer 71a bis zur dritten Austrittsöffnung 24 fortsetzt, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 14 dargestellt.
Bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 70 ist der axial durch die Spindel 73 hindurch verlaufende Flüssigkeitsdurchlaß 73a in der Spindel 73 ausgebildet. Während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, wie in Fig. 12 dargestellt, heben sich daher von der ersten und zweiten Austrittsöffnung 22 und 23 aus auf entgegengesetzte Stirnseiten 73c und 73d der Spindel 73 aufgebrachte Flüssigkeitsdrücke auf, und somit wird keine auf einem Flüssigkeitsdruck basierende Axialkraft auf die Spindel 73 aufgebracht. Um die Spindel 73 während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 in einer vorbestimmten Position zu halten, kann dementsprechend eine Treibkraft der ersten Feder 28 auf einen derart kleinen Wert eingestellt werden, daß sie einen während einer Verschiebung der Spindel 73 erzeugten kleinen Gleitwiderstand überwindet.
Da der axial durch die Spindel 73 hindurch verlaufende Flüssigkeitsdurchlaß 73a in der Spindel 73 ausgebildet ist, heben sich unterdessen auch während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 auf die entgegengesetzten Stirnseiten 73c und 73c der Spindel 73 aufgebrachte Flüssigkeitsdrücke auf. Daher ist eine minimale Elektromagnetkraft, die nötig ist, um die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 verschlossen zu halten, gleich einer Summe der Treibkraft der ersten Feder 28 und des Gleitwiderstands der Spindel 73. Andererseits ist eine maximale Elektromagnetkraft, um die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 verschlossen zu halten, gleich einer Summe der Treibkräfte der ersten und zweiten Feder 28 und 30. Da jedoch die Treibkraft der ersten Feder 28 klein ist, wie oben beschrieben, kann eine Differenz zwischen der maximalen und minimalen Elektromagnetkraft, die oben genannt wurden, weiter gemacht werden, indem man die Treibkraft der zweiten Feder 30 auf einen verhältnismäßig großen Wert einstellt. Bei der dritten Ausführungsform ist somit während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die Elektromagnetkraft, um die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 verschlossen zu halten, klein, und ein Bereich dieser Elektromagnetkraft kann weit eingestellt werden.
Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 bei der dritten Ausführungsform ist unterdessen die Elektromagnetkraft gleich einer Summe der Treibkräfte der ersten und zweiten Feder 28 und 30 und einer maximalen Kraft, die auf dem auf den zweiten Ventilkörper 75 aufgebrachten Flüssigkeitsdruck basiert. Da jedoch die Treibkraft der ersten Feder 28 klein ist, wie oben beschrieben, ist diese während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 erforderliche Elektromagnetkraft verhältnismäßig klein.
Das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 70 kann in derselben Weise, wie in Fig. 7 für die erste Ausführungsform dargestellt, bei einer Antiblockiersteuervorrichtung Anwendung finden, indem man die erste, zweite und dritte Austrittsöffnung 22, 23 und 24 mit dem Hauptzylinder, dem Radzylinder bzw. dem Rückführpfad verbindet. Da während dieser Zeit die dritte Austrittsöffnung 24 durch Andrücken des zweiten Ventilkörpers 75 gegen das Gehäuse 71 verschlossen ist, tritt keine Arbeitsflüssigkeit aus der dritten Austrittsöffnung 24 aus, wenn ein Kraftfahrzeug keiner Antiblockiersteuerung unterliegt. Unterdessen kann es durch einen Gleitspalt zwischen der Spindel 73 und dem Gehäuse 71 zu einer geringfügigen Leckage von Arbeitsflüssigkeit kommen, jedoch tritt diese Leckage in einem Zustand auf, in dem sich der Flüssigkeitsdruck der mit dem Radzylinder verbundenen zweiten Austrittsöffnung 23 unter Antiblockiersteuerung stark verändert. Wenn die Leckage von Arbeitsflüssigkeit durch Minimierung des Gleitspalts zwischen der Spindel 73 und dem Gehäuse 71 verringert wird, wirft daher die Leckage von Arbeitsflüssigkeit im praktischen Gebrauch keinerlei Problem auf.
Da das bewegliche Element 74 und die Spindel 73 bei der dritten Ausführungsform als Einheit aneinander befestigt sind, werden außerdem das bewegliche Element 74 und die Spindel 73 während einer Betätigung des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventus 70 als Einheit axial verschoben, und das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 70 wird im Aufbau einfacher gemacht als die elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventile 20 und 60 der ersten und zweiten Ausführungsform.
Die Figuren 15 bis 17 zeigen ein elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil 80 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Gehäuse 81 des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 80 ist mit einer ersten Flüssigkeitskammer 81a ausgebildet. Eine zweite Flüssigkeitskammer 81b und eine dritte Flüssigkeitskammer 81c sind jeweils an entgegengesetzten Enden der ersten Flüssigkeitskammer 81a ausgebildet, so daß sie sich axial hintereinander erstrecken. Zwischen der ersten und dritten Flüssigkeitskammer 81a und 81c ist ein sich radial nach innen erstreckender Sitzteil 81d vorgesehen. Inzwischen weist das Gehäuse 81 die mit der ersten Flüssigkeitskammer 81a verbundene radial verlaufende erste Austrittsöffnung 22, die mit der zweiten Flüssigkeitskammer 81b verbundene radial verlaufende zweite Austrittsöffnung 23 und die mit der zweiten Flüssigkeitskammer 81b verbundene axial verlaufende dritte Austrittsöffnung 24 auf.
Eine Spindel 83 umfaßt einen Teil 83a mit großem Durchmesser, einen Teil 83b mit kleinem Durchmesser und einen Flanschteil 83c, und ein Flüssigkeitsdurchlaß 83d verläuft axial durch die Spindel 83 hindurch. Der Teil 83a mit dem großem Durchmesser befindet sich in Gleitberührung mit einer Umfangsfläche der zweiten Flüssigkeitskammer 81b, während der Teil 83b mit dem kleinen Durchmesser und der Flanschteil 83c lose in die erste und dritte Flüssigkeitskammer 81a und 81c eingesetzt sind. Ein ringförmiges Dichtelement 84 ist um den Teil 83b mit dem kleinen Durchmesser herumgepaßt, so daß es zwischen dem Flanschteil 83c und dem Teil 83a mit dem großen Durchmesser axial festgehalten wird. Die erste Feder 28 ist zwischen einer linken Stirnseite 83e der Spindel 83 und einer linken Stirnseite 81e der dritten Flüssigkeitskammer 81c zusammengedrückt.
In derselben Weise wie bei der dritten Ausführungsform ist außerdem ein bewegliches Element 85, das eine kurze zylindrische Gestalt aufweist und mit einem axial durchgehenden Flüssigkeitsdurchlaß 85a ausgebildet ist, an einem linken Endteil der Spindel 83 befestigt, welcher sich in die dritte Flüssigkeitskammer 81c erstreckt. Eine Umgehung 85b ist auf dem beweglichen Element 85 ausgebildet, indem man den Umfang des beweglichen Elements 85 teilweise radial zurückversetzt. Die einen Elektromagnet enthaltende elektromagnetische Treibeinrichtung 25 ist so vorgesehen, daß sie die dritte Flüssigkeitskammer 81c umgibt.
In derselben Weise wie bei der dritten Ausführungsform weist ein zweiter Ventilkörper 86 einen langen Stangenteil 86a auf, der lose in den Flüssigkeitsdurchlaß 83d der Spindel 83 und den Flüssigkeitsdurchlaß 85a des beweglichen Elements 85 eingesetzt ist. Ein konischer Teil 86b zum Verschließen der dritten Austrittsöffnung 24 ist an einem Ende des Stangenteus 86a angrenzend an die zweite Flüssigkeitskammer 81b vorgesehen. Unterdessen ist eine Federabstützung 86c am anderen Ende des Stangenteils 86a angrenzend an die dritte Flüssigkeitskammer 81c vorgesehen, so daß die zweite Feder 30 zwischen der Federabstützung 86c und der Stirnseite 81e der dritten Flüssigkeitskammer 81c zusammengedrückt ist.
Es wird nun eine Funktionsweise des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 80 mit der oben beschriebenen Anordnung beschrieben. Anfänglich, während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25, ist die Spindel 83 wie in Fig. 15 dargestellt angeordnet. Somit wird das Dichtelement 84 außer Berührung mit dem Sitzteil 81d gehalten, und es wird ein Strömungspfad gebildet, der sich von der ersten Austrittsöffnung 22 aus über die erste Flüssigkeitskammer 81a, die Umgehung 85b, die dritte Flüssigkeitskammer 81c, die Flüssigkeitsdurchlässe 85a und 83d sowie die zweite Flüssigkeitskammer 81b bis zur zweiten Austrittsöffnung 23 fortsetzt, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 15 dargestellt.
Während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 werden das einer Elektromagnetkraft von der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ausgesetzte bewegliche Element 85 und die als Einheit mit dem beweglichen Element 85 ausgebildete Spindel 83 nach links verschoben, wie in Fig. 16 dargestellt. Somit wird das Dichtelement 84 gegen den Sitzteil 81d gedrückt, so daß es eine Verbindung zwischen der ersten und dritten Flüssigkeitskammer 81a und 81c unterbricht. Während einer mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 wird daher die erste Austrittsöffnung 22 von der zweiten und dritten Austrittsöffnung 23 und 24 abgeschnitten, während die dritte Austrittsöffnung 24 durch den zweiten Ventilkörper 86 verschlossen wird.
Während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 werden das bewegliche Element 85 und die Spindel 83 weiter nach links verschoben, wie in Fig. 17 dargestellt, während das gegen den Sitzteil 81d gedrückte Dichtelement 84 durchgebogen wird. Während dieser Zeit wird die erste Austrittsöffnung 22 verschlossen gehalten. Da die Stirnseite 83e der Spindel 83 mit der Federabstützung 86c des zweiten Ventilkörpers 86 in Berührung gebracht wird, wird auch der zweite Ventilkörper 86 zusammen mit dem beweglichen Element 85 und der Spindel 83 nach links verschoben, so daß er die dritte Austrittsöffnung 24 öffnet. Dementsprechend werden während einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 die zweite und dritte Austrittsöffnung 23 und 24 durch die zweite Flüssigkeitskammer 81b miteinander verbunden, wie durch die unterbrochene Linie in Fig. 17 dargestellt.
Da sich auch beim elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 80 auf entgegengesetzte Stirnseiten 83e und 83f der Spindel 83 aufgebrachte Flüssigkeitsdrücke in derselben Weise wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform stets aufheben, kann die Treibkraft der ersten Feder 28 auf einen kleinen Wert eingestellt werden. Daher können ein mittlerer Erregungszustand und ein voller Erregungszustand der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 durch eine relativ kleine Elektromagnetkraft aufrechterhalten werden. Ein Bereich eines elektrischen Stroms zum Erreichen eines mittleren Erregungszustands der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 ist ebenfalls relativ weit.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil 80 die erste und zweite Austrittsöffnung 22 und 23 voneinander abgeschnitten werden, indem man das Dichtelement 84 mit dem Sitzteil 81d in Berührung bringt, findet unterdessen während einer mittleren Erregung oder einer vollen Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit nur durch einen verhältnismäßig langen Gleitspalt zwischen der Spindel 83 und dem Gehäuse 81 statt und kann somit selbst dann verringert werden, wenn Komponenten des elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventils 80 mit geringer Genauigkeit maschinell bearbeitet werden.
Da das bewegliche Element 85 und die Spindel 83 bei der vierten Ausführungsform als Einheit aneinander befestigt sind, wie oben beschrieben, werden das bewegliche Element 85 und die Spindel 83 außerdem als Einheit axial verschoben, und somit wird das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 80 im Aufbau einfacher gemacht als das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil 20 und 60 der ersten und zweiten Ausführungsform.
Wenn die elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventile 20 bis 80 der ersten bis vierten Ausführungsform bei einer Antiblockiersteuervorrichtung Anwendung finden, wird die erste Austrittsöffnung 22 mit dem Hauptzylinder verbunden, und die dritte Austrittsöffnung 24 wird mit dem Rückführpfad verbunden. Jedoch können die erste und dritte Austrittsöffnung 22 und 24 auch umgekehrt mit dem Rückführpfad bzw. mit dem Hauptzylinder verbunden werden. Wenn in diesem Fall die Treibkraft der zweiten Feder 30 so eingestellt wird, daß sie verhindert, daß der zweite Ventilkörper aufgrund eines Drucks vom Hauptzylinder die dritte Austrittsöffnung 24 selbstätig öffnet, kann eine Antiblockiersteuerung ausgeführt werden, indem man einen Abschaltungszustand, einen mittleren Erregungszustand und einen vollen Erregungszustand der elektromagnetischen Treibeinrichtung 25 auf einen Druckentlastungsmodus, einen Haltemodus bzw. einen Druckbeaufschlagungsmodus einstellt.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil aus Patentanspruch 1 die Umgehung zur Ermöglichung einer Arbeitsflüssigkeitsverbindung zwischen den entgegengesetzten Enden des ersten Ventilkörpers in der Verschieberichtung des ersten Ventilkörpers auf dem ersten Ventilkörper oder dem beweglichen Element ausgebildet ist, heben sich die Kraft, die auf dem Flüssigkeitsdruck basiert, welcher von der ersten und zweiten Austrittsöffnung aus auf eines der entgegeng&setzten Enden des ersten Ventilkörpers in Verschieberichtung des ersten Ventilkörpers aufgebracht wird, und die Kraft, die auf dem Flüssigkeitsdruck basiert, welcher von der ersten und zweiten Austrittsöffnung aus auf das andere der entgegengesetzten Enden des ersten Ventilkörpers in Verschieberichtung des ersten Ventilkörpers aufgebracht wird, ungeachtet der Position des beweglichen Elements im Gehäuse gegenseitig auf. Daher können eine mittlere Erregung und eine volle Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung mit einer relativ kleinen Elektromagnetkraft erfolgen, und somit kann die Menge des elektrischen Stroms, welcher der elektromagnetischen Treibeinrichtung zugeführt wird, verringert werden, Infolgedessen braucht die elektromagnetische Treibeinrichtung nicht mit einer größeren Baugröße hergestellt werden, so daß das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil als Ganzes kompakt gemacht und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
Da im Patentanspruch 1 die volle Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung durch die relativ kleine elektromagnetische Kraft, wie oben beschrieben, ist unterdessen ein Wertebereich eines elektrischen Stroms zur Aufrechterhaltung dieser mittleren Erregung der elektromagnetischen Treibeinrichtung relativ weit, und somit kann eine Steuergenauigkeit des elektrischen Stroms, welcher der elektromagnetischen Treibeinrichtung zugeführt wird, stark verringert werden.
Da die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung durch eine Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse und dem Rückenteil des vom Plungerkolben (der Spindel) gebildeten ersten Ventilkörpers unterbrochen wird, bietet außerdem eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit während einer Abschaltung einer elektromagnetischen Treibeinrichtung in dem Fall, wo das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil bei einer Antiblockiersteuervorrichtung usw. Anwendung findet, im wesentlichen kein Problem für einen praktischen Gebrauch.
Da das ringförmige Dichtelement mit dem auf dem ersten Ventilkörper oder dem Gehäuse vorgesehenen Sitzteil in Berührung gebracht wird, so daß die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung unterbrochen wird, wenn der erste Ventilkörper verschoben wird, kann eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung stark verringert werden.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil aus Patentanspruch 2 die zweite Treibeinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Ventilkörper vorgesehen ist, kann das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil zusammengebaut werden, indem man den zweiten Ventilkörper, den ersten Ventilkörper, das bewegliche Element usw. nacheinander in das Gehäuse einpaßt, wodurch das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil leicht zusammengebaut werden kann.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil aus Patentanspruch 4 die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung durch eine Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse und dem Rückenteil des vom Plungerkolben (der Spindel) gebildeten ersten Ventilkörpers unterbrochen wird, wirft eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit während einer Abschaltung der elektromagnetischen Treibeinrichtung in dem Fall, wo das elektromagnetgesteuerte Dreistellungsventil bei einer Antiblockiersteuervorrichtung usw. Anwendung findet, im wesentlichen kein Problem für einen praktischen Gebrauch auf.
Da bei dem elektromagnetgesteuerten Dreistellungsventil aus Patentanspruch 5 das ringförmige Dichtelement mit dem auf dem ersten Ventilkörper oder dem Gehäuse vorgesehenen Sitzteil in Berührung gebracht wird, so daß die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung unterbrochen wird, wenn der erste Ventilkörper verschoben wird, kann eine Leckage von Arbeitsflüssigkeit zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung stark verringert werden.

Claims

1. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil (20, 60, 70, 80), umfassend:

ein Gehäuse (21, 61, 71, 81), das eine erste (22), zweite (23) und dritte (24) Austrittsöffnung aufweist;

einen ersten Ventilkörper (26, 63, 73, 83), der im Gehäuse (21, 61, 71, 81) verschiebbar ist, um eine Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung herzustellen und zu unterbrechen;

eine erste Treibeinrichtung (28), um den ersten Ventilkörper (26, 63, 73, 83) in eine Richtung zu treiben, um die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung herzustellen;

einen zweiten Ventilkörper (29, 75, 86), um eine Verbindung zwischen der zweiten (23) und dritten (24) Austrittsöffnung herzustellen und zu unterbrechen;

eine zweite Treibeinrichtung (30), um den zweiten Ventilkörper (29, 75, 86) in eine Richtung zu treiben; um die Verbindung zwischen der zweiten (23) und der dritten (24) Austrittsöffnung zu unterbrechen; und

eine elektromagnetische Treibeinrichtung (25);

gekennzeichnet durch

ein einzelnes bewegliches Element (31, 65, 74, 85), das durch eine Elektromagnetkraft der besagten elektromagnetischen Treibeinrichtung (25) so treibbar ist, daß es sich in dem besagten Gehäuse (21, 61, 71, 81) in Verschieberichtung des besagten ersten Ventilkörpers (26, 63, 73, 83) verschiebt;

wobei die Anordnung derart ist, daß

wenn die Elektromagnetkraft der elektromagnetischen Treibeinrichtung (25) auf Null eingestellt ist, sich das besagte einzelne bewegliche Element in einer Einstellung befindet, die es zuläßt, daß die Treibkraft der ersten Treibeinrichtung (28) bewirkt, daß der erste Ventilkörper (26, 63, 73, 83) die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung herstellt, und die Treibkraft der zweiten Treibeinrichtung (30) bewirkt, daß der zweite Ventilkörper (29, 75, 86) die Verbindung zwischen der zweiten (23) und dritten (24) Austrittsöffnung unterbricht;

wenn die Elektromagnetkraft der elektromagnetischen Treibeinrichtung (25) auf einen ersten vorbestimmten Wert eingestellt ist, das besagte einzelne bewegliche Element (31, 65, 74, 85) von der resultierenden Magnetkraft in eine Einstellung bewegt wird, die bewirkt, daß sich der erste Ventilkörper (26, 63, 73, 83) entgegen der Treibkraft der besagten ersten Treibeinrichtung (28) in eine Einstellung verschiebt, in der die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung unterbrochen wird, während sie es zuläßt, daß die Treibkraft der zweiten Treibeinrichtung (30) weiter bewirkt, daß der zweite Ventilkörper (29, 75, 86) die Verbindung zwischen der zweiten (23) und dritten (24) Austrittsöffnung unterbrochen hält;

wenn die Elektromagnetkraft der elektromagnetischen Treibeinrichtung (25) auf einen zweiten vorbestimmten Wert eingestellt ist, der größer als der erste vorbestimmte Wert ist, durch die resultierende größere Magnetkraft bewirkt wird, daß das besagte einzelne bewegliche Element (31, 65, 74, 85) den besagten ersten Ventilkörper (26, 63, 73, 83) entgegen der Treibkraft der besagen ersten Treibeinrichtung (28) weiter in eine Einstellung verschiebt, welche die Verbindung zwischen der besagten ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung unterbrochen hält; und zu bewirken, daß sich der besagte zweite Ventilkörper (29, 75, 86) entgegen der Treibkraft der besagten zweiten Treibeinrichtung (30) in eine Einstellung verschiebt, welche die Verbindung zwischen der besagten zweiten (23) und dritten (24) Austrittsöffnung herstellt;

wobei der erste Ventilkörper (26, 63, 73, 83) mit einer Umgehung (26c, 63d, 65d, 73a, 83d, 85b) ausgebildet ist, um ungeachtet der Position des besagten einzelnen beweglichen Elements (31, 65, 74, 85) im Gehäuse eine Arbeitsflüssigkeitsverbindung zwischen entgegengesetzten Enden des ersten Ventilkörpers in Verschieberichtung des ersten Ventilkörpers zu ermöglichen, so daß eine Kraft, die auf einem Flüssigkeitsdruck basiert, welcher von der ersten und zweiten Austrittsöffnung aus auf eines der entgegengesetzten Enden des ersten Ventilkörpers (26, 63, 73, 83) in Verschieberichtung des ersten Ventilkörpers aufgebracht wird, und eine Kraft, die auf einem Flüssigkeitsdruck basiert, welcher von der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung aus auf das andere der entgegengesetzten Enden des ersten Ventilkörpers aufgebracht wird, sich gegenseitig aufheben, und wobei:

(a) der erste Ventilkörper (26, 73) von einem im wesentlichen in einem flüssigkeitsdichten Zustand im Gehäuse (21, 71) verschobenen Plungerkolben gebildet wird und die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung durch eine Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse (21, 71) und einem Rückenteil (26f, 73e) des ersten Ventilkörpers (26, 73) unterbricht; oder

(b) der erste Ventilkörper (63, 83) von einem Plungerkolben gebildet wird, und ein aus elastischem Material hergestelltes ringförmiges Dichtelement (64, 84) auf dem ersten Ventilkörper (63, 83) oder auf dem besagten Gehäuse (61, 81) vorgesehen ist und die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung unterbricht, wenn das besagte ringförmige Dichtelement (64, 84) mit einem auf dem Gehäuse (61, 81) oder auf dem ersten Ventilkörper (63, 83) vorgesehenen Sitzteil (61d, 81d) in Berührung gebracht wird.

2. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Treibeinrichtung (28) den ersten Ventilkörper (63) über das bewegliche Element (65) in die Richtung treibt, um die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung herzustellen, und die zweite Treibeinrichtung (30) zwischen dem ersten (63) und zweiten Ventilkörper (29) vorgesehen ist, so daß sie den ersten Ventilkörper in die Richtung treibt, um die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung zu unterbrechen, wobei die Treibkraft der ersten Treibeinrichtung (28) so eingestellt ist, daß sie größer als die Treibkraft der zweiten Treibeinrichtung (30) ist, so daß der erste Ventilkörper (63) in die Richtung getrieben wird, um die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Austrittsöffnung herzustellen.

3. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (73, 83) und das bewegliche Element (74, 85) als Einheit miteinander vorgesehen sind.

4. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (73) von einem im wesentlichen in einem flüssigkeitsdichten Zustand im Gehäuse (71) verschobenen Plungerkolben gebildet wird und die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung durch eine Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse (71) und einem Rückenteil des ersten Ventilkörpers (73) unterbricht,

5. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt:

ein ringförmiges Dichtelement (64, 84), das aus elastischem Material hergestellt ist und auf dem ersten Ventilkörper (63, 83) oder auf dem Gehäuse (61, 80) vorgesehen ist;

wobei der erste Ventilkörper (63, 83) von einem im Gehäuse verschobenen Plungerkolben gebildet wird; und

wobei dann, wenn der erste Ventilkörper in eine Richtung verschoben worden ist, um die Relativverschiebung zwischen dem Gehäuse (61, 80) und einem Rückenteil des ersten Ventilkörpers (63, 83) am größten zu machen, das Dichtelement (64, 84) mit einem auf dem ersten Ventilkörper oder dem Gehäuse vorgesehenen Sitzteil (61d, 83c) in Berührung gebracht wird, so daß die Verbindung zwischen der ersten (22) und zweiten (23) Austrittsöffnung unterbrochen wird.

6. Elektromagnetgesteuertes Dreistellungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die besagte Umgehung (65d, 85b) auch im beweglichen Element (65, 85) befindet.