EP3724542A1 - Ventil - Google Patents

Ventil

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EP3724542A1
EP3724542A1 EP18826226.5A EP18826226A EP3724542A1 EP 3724542 A1 EP3724542 A1 EP 3724542A1 EP 18826226 A EP18826226 A EP 18826226A EP 3724542 A1 EP3724542 A1 EP 3724542A1
Authority
EP
European Patent Office
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piston
valve
pressure
solenoid
valve according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18826226.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rosario Bonanno
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Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3724542A1 publication Critical patent/EP3724542A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T137/877—With flow control means for branched passages
    • Y10T137/87877—Single inlet with multiple distinctly valved outlets

Definitions

  • the invention relates to a valve comprising a housing, a solenoid arranged in the housing, a pin movable by the solenoid, a piston connected to the pin and a spring, which acts on the piston against the force of the solenoid.
  • valves are used inter alia as a diverter valve on the turbocharger in motor vehicles and are thus known.
  • rapid opening and closing of the valve is an essential prerequisite.
  • when closing it depends on the immediate closing Ver by the application of the piston to a valve seat.
  • the valve seat separates a region of higher pressure from a region of lower pressure.
  • the piston is moved by a spring against the higher pressure. Accordingly, the spring must be strong.
  • opening is moved away from the valve seat by the magnetic force of the solenoid coil.
  • a sufficient magnetic force is required, which is achieved by an appropriate dimensioning of the coil.
  • the disadvantage here is that such a valve has a correspondingly large-sized solenoid due to the coil size.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a valve with smaller dimensions.
  • the valve should be kos ten gallery.
  • valve has means for pressure-assisted movement of the piston.
  • valve according to the invention arranged means for pressure-assisted movement of the piston use the pressure applied to the valve such that the pressure force generated by the pressure supports a direction of movement of the piston.
  • the pressure force is in a direction of movement to provide a smaller force through the valve be.
  • the corresponding components of the valve can thus be dimensioned smaller.
  • the valve according to the invention therefore requires less space and has a lower weight.
  • the solenoid is designed to open the valve and the means for pressure-assisted movement of the piston assist the magnetic force of the solenoid.
  • Such a configuration allows a clear Redu cation of the coil size. Since the coil is one of the largest components of the valve, the advantages come in this embodiment particularly significant.
  • the pressure for moving the piston may be provided by an external pressure source and supplied to the valve. According to another embodiment, corresponding connection lines can be dispensed with if the pressure which is used to move the piston, to which the valve is exposed, is preferably the pressure which bears against one side of the valve seat.
  • the pressure used to move the piston is in the region of higher pressure. Since this pressure system-related always applied, additional printer-generating measures are not required.
  • the means for pressure-assisted moving comprise a second piston with a valve seat, wherein the second piston is arranged on the pin and at a distance from the first piston, preferably at the notedlie ing end of the pin.
  • the arrangement of a second piston with an associated valve seat provides a inexpensive and easy to manufacture design that only slightly increase the cost of the valve.
  • the application of the second piston with the higher pressure is particularly simple if a pressure path for the higher pressure from the higher pressure region through the first piston and along the pin to the second piston is formed. Elaborate pressure line can thus be avoided. Such a pressure path can be produced by corresponding equalization holes or larger diameter in the area of the pin without much additional effort.
  • valve seat of the second piston comprises a first part valve seat and a second part valve seat
  • piston has two cooperating with the part valve seats sealing surfaces, both sealing surfaces have different diameters, and both sealing surface are axially spaced from each other in that the smaller diameter sealing surface is located closer to the first piston.
  • This arrangement causes the higher pressure initially acts only on the area with the sealing surface of smaller diameter. The smaller area acts a smaller force, which reduces the holding force of the valve in the closed position. The spring, which applies this holding force, can therefore be made smaller.
  • the sealing surface of smaller diameter of the Moved valve seat so that the higher pressure now acts on the sealing surface of larger diameter. Due to the larger area, a larger force acts to assist the solenoid during the remaining opening movement of the valve.
  • the two part valve seats are formed by a pot-like cylindrical bore, wherein the first part valve seat is disposed in the bottom region of the bore and the second part valve seat is formed in the cylindrical surface of the bore.
  • the first part valve seat in the bottom area causes it with an axial movement of the pin when opening immediately comes to lifting the sealing surface of smaller diameter and the pressure acts on the piston surface with the sealing surface of larger diameter.
  • This sealing surface is advantageously arranged on the circumference of the second piston and cooperates with the second part valve seat forming cylindrical wall of the bore.
  • the higher pressure is reduced before closing the valve.
  • the pressure reduction takes place in that the cylindrical bore extending in the radial direction has extension such that the second sealing surface of the second piston has a distance from the lateral surface in the region of the extension. If the pin moves in the open position, a pressure reduction of the higher pressure takes place via this opening gap.
  • the pressure reduction can already take place without additional effort by utilizing the pressure gradient existing in the system.
  • the extension is simple and inexpensive to produce, if they are designed as bevel or radius.
  • the pressure reduction can be set specifically over the axial length of the extension. It has proven to be advantageous if the extension is arranged at a distance from the bottom region of the pot-shaped cylindrical bore, which is at least half, preferably 75 percent, in particular 5 percent of the opening stroke of the valve.
  • the extension is not radially encircling, but as a recess which is arranged in the manner of a groove in the zy-cylindrical wall.
  • the groove depth can increase over the length constant or towards the open position.
  • the pressure reduction can be adjusted by means of a groove in that the width is variable, before preferably increases in the direction of the open position while the groove depth remains constant.
  • Sealing ring preferably an O-ring, are.
  • Tole lances can be compensated reliably.
  • a corresponding pressure path is particularly simple if it extends from the region of lower pressure along at least part of the outside of the solenoid to the side of the second piston which faces away from the first piston.
  • Such a pressure path already results when the outside of the solenoid is at a distance from the valve housing.
  • An unnecessary housing enlargement, in particular special diameter, can be avoided by the fact that the pressure path in the circumferential direction extends over only a portion of the diameter and in the axial direction over the entire height of the solenoid.
  • the invention will be described in more detail be. It shows in
  • Fig. 1 is a sectional view of the valve in ge
  • Figure 1 shows the valve comprising a housing 1 with integrally molded socket 2 for electrically connecting the valve.
  • the housing 1 further has an integrally formed flange 3 and three bores 3a, via which the housing 1 is flanged to a turbocharger, not shown, in the region of the bypass line 4.
  • a solenoid 5 is arranged with a coil 6 and a metal pin 7, wherein the metal pin 7 is fixed in an armature 12, which in turn is mounted within the coil 6.
  • the metal pin 7 is connected at its end remote from the solenoid 5 with a cup-shaped piston 8.
  • a spring 9 biases the piston 8 in the unactuated state of the solenoid 5 against a valve seat 10 to close the bypass line 4, so that no medium from the bypass line 4 can flow into the conduit 11.
  • the spring 9 is supported on the solenoid 5 and on the piston 8. In the closed state of the valve is in the by-pass line 4, a pressure of 3 bar, while in the line 11, the pressure is 1 bar.
  • the second valve seat 14 consists of a first part valve seat 15 and a second part valve seat 16.
  • the second piston 13 has two sealing surfaces 17, 18, each of which cooperates with a part valve seat 15, 16.
  • the sealing surfaces 17, 18 are each formed by a sealing ring designed as an O-ring.
  • the second valve seat 14 is formed in a housing 19, which is supported by an upper cover disk 20 of the seat. lenoids 5 is formed.
  • the housing 19 has a pot-like bore 21, in the bottom region 22, the first
  • Part valve seat 15 is located, on which the first sealing surface of smaller diameter 17 rests.
  • the second part valve seat 16 is the cylindrical lateral surface 23 of the bore 21 at.
  • the sealing surface 18 of larger diameter, which is also formed by an O-ring, is located on the cylindrical surface 23 at.
  • the bypass line 4 is closed ver.
  • the interior of the valve is connected to the bypass line 4, so that in this area also a pressure of 3 bar is applied.
  • Via a first pressure path 25 the pressure from the bypass line 4, which forms a region of higher pressure, is guided along the metal pin 7 to the underside of the second piston 13. Due to the small area on which the pressure of 3 bar acts, the on the second piston 13 is low.
  • the spring 9 holds the valve in the closed state.
  • the spring 9 is supported by an additional force acting in the closing direction. This force results from the prevailing in the line 11 pressure of 1 bar. Via a recess 27 in the housing 1, a second pressure path 26 is formed, which leads from the line 11 via the recess 27 to the bore 21 and thus to the top of the second piston 13.
  • the recess 27 in the housing 1 surrounds the outside of the coil 6 over part of the circumference and over the entire height.
  • Figure 2 shows the valve during opening.
  • the metal pin 7 is slightly tightened.
  • the second sealing surface 17 is thereby lifted from the first part valve seat 15 and the pressure of 3 bar builds up in the space between the two sealing surfaces 17, 18 forming O-rings.
  • Due to the larger area on the underside of the second piston 13 acts a larger force, which supports the opening of the valve.
  • the second O-ring 18 slides over the second part valve seat 16, but continues to seal against the part valve seat 16.
  • the valve is shown in the open position, in which the piston 8, the bypass line 4 releases.
  • the second piston continues to move upwards.
  • the cylindrical bore 19 has at its open end acting as an extension chamfer 28.
  • the second sealing surface of larger diameter 18 in the region of the chamfer 28 lifts the second sealing surface 18 forming O-ring from the second part valve seat 16 , whereby a connection of the first pressure path 25 with the second pressure path 26 is formed.
  • the pressure in the first pressure path 25 of 3 bar builds up.
  • pressure equalization ends the Druckun support when opening.
  • the solenoid 5 is de-energized.
  • the metal pin 7 with the piston is pressed by the force of the spring 9 in the illustration shown down, bite the piston 8 rests on the valve seat and the bypass line 4 closes.

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift, einem mit dem Stift verbundenen Kolben und einer Feder, die den Kolben gegen die Kraft des Solenoids beaufschlagt. Das Ventil besitzt Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens.

Description

Beschreibung
Ventil
Gegenstand der Erfindung ist ein Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift, einem mit dem Stift verbundenen Kolben und einer Feder, die den Kolben gegen die Kraft des Solenoids beaufschlagt .
Solche Ventile werden unter anderem als Schubumluftventil am Turbolader in Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind somit bekannt. Um ein zu starkes Abbremsen des Turboladers zu verhindern aber auch ein schnelles Anfahren zu gewährleisten, ist ein schnelles Öffnen und Schließen des Ventils eine wesentliche Voraussetzung. Insbesondere beim Schließen kommt es auf das sofortige Ver schließen durch das Anlegen des Kolbens an einen Ventilsitz an. Der Ventilsitz trennt dabei einen Bereich höheren Drucks von einem Bereich mit niedrigerem Druck. Beim Schließen des Ventils wird der Kolben mittels einer Feder gegen den höheren Druck bewegt. Dementsprechend stark muss die Feder ausgebildet sein. Beim Öffnen wird durch die Magnetkraft der Spule des Solenoids vom Ventilsitz weg bewegt. Um ein schnelles Öffnen zu ge währleisten, ist eine ausreichende Magnetkraft erforderlich, die durch eine entsprechende Dimensionierung der Spule erreicht wird. Nachteilig dabei ist, dass ein derartiges Ventil aufgrund der Spulengröße ein entsprechend groß dimensioniertes Solenoid aufweist .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ventil mit geringeren Abmaßen zu schaffen. Das Ventil soll dabei kos tengünstig sein.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass das Ventil Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens besitzt.
Die Bewegung des Kolbens zwischen der Offen- und der
Schließstellung erfolgt in eine Richtung durch die Magnetkraft des Solenoids und in die entgegengesetzte Richtung durch die Federkraft der Feder. In dem erfindungsgemäßen Ventil ange ordnete Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens verwenden den am Ventil anliegenden Druck derart, dass die durch den Druck erzeugte Druckkraft eine Bewegungsrichtung des Kolbens unterstützt. Durch die Nutzung der Druckkraft ist in einer Bewegungsrichtung eine geringere Kraft durch das Ventil be reitzustellen. Die entsprechenden Bauteile des Ventils können somit kleiner dimensioniert werden. Das erfindungsgemäße Ventil benötigt daher weniger Bauraum und besitzt ein geringeres Gewicht .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Solenoid zum Öffnen des Ventils ausgebildet und die Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens unterstützen die Magnetkraft des Solenoids. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine deutliche Redu zierung der Spulengröße. Da die Spule eines der größten Bauteile des Ventils ist, kommen die Vorteile bei dieser Ausgestaltung besonders zum Tragen.
Der Druck zum Bewegen des Kolbens kann durch eine externe Druckquelle bereitgestellt und dem Ventil zugeführt werden. Entsprechende Verbindungsleitungen können gemäß einer anderen Ausgestaltung entfallen, wenn der zum Bewegen des Kolbens der Druck einsetzbar ist, dem das Ventil ausgesetzt ist, vorzugsweise der Druck, der auf einer Seite des Ventilsitzes anliegt.
Im einfachsten Fall findet zum Bewegen des Kolbens der Druck Verwendung, der in dem Bereich höheren Drucks anliegt. Da dieser Druck systembedingt immer anliegt, sind zusätzliche drucker zeugende Maßnahmen nicht erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Mittel zum druckunterstützten Bewegen einen zweiten Kolben mit einem Ventilsitz, wobei der zweite Kolben an dem Stift und mit Abstand zum ersten Kolben, vorzugsweise an dem gegenüberlie genden Ende des Stifts, angeordnet ist. Die Anordnung eines zweiten Kolbens mit einem dazugehörigen Ventilsitz stellt eine kostengünstige und einfach herzustellende Ausgestaltung dar, die den Aufwand für das Ventil nur gering erhöhen.
Das Beaufschlagen des zweiten Kolbens mit dem höheren Druck gestaltet sich besonders einfach, wenn ein Druckpfad für den höheren Druck vom Bereich höheren Drucks durch den ersten Kolben und entlang des Stifts bis zum zweiten Kolben ausgebildet ist. Aufwendige Druckleitung lassen sich somit vermeiden. Ein solcher Druckpfad ist durch entsprechende Ausgleichsbohrungen oder größere Durchmesser im Bereich des Stifts ohne größeren zu sätzlichen Aufwand herstellbar.
Liegt der höhere Druck permanent an dem zweiten Kolben an, ist ein schnelles Öffnen jederzeit gegeben. Da der Druck aber auch dann anliegt, wenn das Ventil schließen soll, ist eine ent sprechende Feder mit ausreichender Federkraft vorzusehen, um das geforderte schnelle Schließen des Ventils zu gewährleisten und um den Kolben zuverlässig in der Schließstellung des Ventils zu halten .
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn der höhere Druck nur dann das Bewegen des Kolbens unterstützt, wenn der Kolben tatsächlich bewegt werden soll. Dies wird mit geringem Aufwand bereits dadurch erreicht, dass der Ventilsitz des zweiten Kolbens einen ersten Teilventilsitz und einen zweiten Teilventilsitz umfasst, und dass der Kolben zwei mit den Teilventilsitzen zusammenwirkende Dichtflächen besitzt, beide Dichtflächen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, und beide Dichtfläche derart axial voneinander beabstandet sind, dass die Dichtfläche mit kleinerem Durchmesser näher zum ersten Kolben angeordnet ist . Diese Anordnung bewirkt, dass der höhere Druck zunächst nur auf den Bereich mit der Dichtfläche kleineren Durchmessers wirkt . Die kleinere Fläche wirkt eine kleinere Kraft, wodurch sich die Haltekraft des Ventils in der Schließstellung reduziert. Die Feder, welche diese Haltkraft aufbringt, kann daher kleiner dimensioniert werden. Beim Öffnen des Ventils wird durch die Magnetkraft des Solenoids der Stift bewegt. Mit Beginn dieser Bewegung wird die Dichtfläche kleineren Durchmessers von dem Ventilsitz wegbewegt, so dass der höhere Druck nunmehr auf die Dichtfläche größeren Durchmessers wirkt. Aufgrund der größeren Fläche wirkt eine größere Kraft, welche das Solenoid während der verbleibenden Öffnungsbewegung des Ventils unterstützt. Dies wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erreicht, dass die beiden Teilventilsitze von einer topfartigen zylindrischen Bohrung gebildet sind, wobei der erste Teil ventilsitz im Bodenbereich der Bohrung angeordnet ist und der zweite Teilventilsitz in der zylindrischen Mantelfläche der Bohrung ausgebildet ist. Der erste Teilventilsitz im Boden bereich bewirkt, dass es bei einer axialen Bewegung des Stifts beim Öffnen sofort zum Abheben der Dichtfläche kleineren Durchmessers kommt und der Druck auf die Kolbenfläche mit der Dichtfläche größeren Durchmessers wirkt. Diese Dichtfläche ist vorteilhafterweise am Umfang des zweiten Kolbens angeordnet und wirkt mit der den zweiten Teilventilsitz bildenden zylindrischen Wandung der Bohrung zusammen.
Neben dem druckunterstützten Öffnen ist aber auch ein schnelles Schließen des Ventils notwendig. Dieses wird in einer weiteren Ausgestaltung dadurch erreicht, dass der höhere Druck vor dem Schließen des Ventils abgebaut wird. In besonders einfacher Weise erfolgt der Druckabbau dadurch, dass die zylindrische Bohrung in radiale Richtung verlaufende Erweiterung derart besitzt, dass die zweite Dichtfläche des zweiten Kolbens einen Abstand zur Mantelfläche im Bereich der Erweiterung besitzt. Bewegt sich der Stift in Offen-Stellung erfolgt über diesen sich öffnenden Spalt ein Druckabbau des höheren Drucks. In besonders einfacher Weise kann der Druckabbau ohne zusätzlichen Aufwand bereits dadurch erfolgen, dass das im System vorhandene Druckgefälle genutzt wird. Indem der höhere Druck ausschließlich für das Öffnen des Ventils genutzt wird, nicht dagegen zum Schließen und Halten in der geschlossenen Stellung, kann das Solenoid, insbesondere die Spule kleiner dimensioniert werden, ohne dass andere Bauteile, wie die Feder, stärker dimensioniert werden müssen.
Die Erweiterung ist einfach und kostengünstig herstellbar, wenn sie als Fase oder Radius ausgebildet. Der Druckabbau lässt sich dabei gezielt über die axiale Länge der Erweiterung einstellen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Erweiterung in einem Abstand zum Bodenbereich der topfartigen zylindrischen Bohrung angeordnet ist, der mindestens die Hälfte, vorzugsweise 75 Prozent, insbesondere 5 Prozent des Öffnungshubs des Ventils beträgt .
Es ist aber auch denkbar, die Erweiterung nicht radial umlaufend, sondern als Ausnehmung, die nach Art einer Nut in der zy lindrischen Wandung angeordnet ist auszubilden. Je nach Aus bildung der Nut bei konstanter Breite kann die Nuttiefe über die Länge konstant oder in Richtung Offen-Stellung zunimmt. In gleicher Weise lässt sich der Druckabbau mittels einer Nut dadurch einstellen, dass die Breite veränderlich ist, vor zugsweise in Richtung der Offen-Stellung zunimmt während die Nuttiefe konstant bleibt.
Damit die Druckunterstützung gezielt einsetzt und auch nur die Bewegung des Kolbens während des Öffnens unterstützt, ist ein dichter Sitz der Dichtfläche am Teilventilsitz erforderlich. Eine solche dichte Verbindung wird in einfacher Weise dadurch erzielt, wenn die Dichtflächen am zweiten Kolben je ein
Dichtring, vorzugsweise ein O-Ring, sind. Insbesondere Tole ranzen lassen sich dadurch zuverlässig ausgleichen.
Zur Nutzung des im System vorhandenen Druckgefälles, gegen das der höhere Druck arbeitet, muss ein niedrigerer Druck dem zweiten Kolben zugeführt werden. Ein entsprechender Druckpfad gestaltet sich besonders einfach, wenn sich dieser vom Bereich niedrigeren Drucks entlang zumindest eines Teils der Außenseite des Solenoids bis zu der Seite des zweiten Kolbens erstreckt, die dem ersten Kolben abgewandt ist. Ein solcher Druckpfad ergibt bereits dadurch, wenn die Außenseite des Solenoids einen Abstand zum Ventilgehäuse hat. Eine unnötige Gehäusevergrößerung, insbe sondere des Durchmessers, lässt sich dadurch vermeiden, dass sich der Druckpfad in Umfangsrichtung nur über einen Teil des Durchmessers und in axialer Richtung über die gesamte Höhe des Solenoids erstreckt. An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher be schrieben. Es zeigt in
Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Ventils im ge
schlossenen Zustand,
Fig. 2 das Ventil nach Fig. 1 beim Öffnen,
Fig. 3 das Ventil nach Fig. 1 im geöffneten Zustand.
Figur 1 zeigt das Ventil, umfassend ein Gehäuse 1 mit einteilig angeformter Buchse 2 zum elektrischen Verbinden des Ventils. Das Gehäuse 1 besitzt weiter einen angeformten Flansch 3 und drei Bohrungen 3a, über die das Gehäuse 1 an einem nicht dargestellten Turbolader im Bereich der Bypassleitung 4 angeflanscht ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Solenoid 5 mit einer Spule 6 und einem Metallstift 7 angeordnet, wobei der Metallstift 7 in einem Anker 12 befestigt ist, der wiederum innerhalb der Spule 6 gelagert ist. Der Metallstift 7 ist an seinem dem Solenoid 5 abgewandten Ende mit einem topfförmigen Kolben 8 verbunden. Eine Feder 9 spannt den Kolben 8 im unbetätigten Zustand des Solenoids 5 gegen einen Ventilsitz 10 vor, um die Bypassleitung 4 zu verschließen, so dass kein Medium aus der Bypassleitung 4 in die Leitung 11 strömen kann. Die Feder 9 stützt sich dabei am Solenoid 5 und am Kolben 8 ab. Im geschlossenen Zustand des Ventils liegt in der By passleitung 4 ein Druck von 3 bar an, während in der Leitung 11 der Druck 1 bar beträgt.
An dem dem Kolben 8 abgewandten Ende des Stifts 7 besitzt dieser einen zweiten Kolben 13, der mit einem zweiten Ventilsitz 14 zusammenwirkt. Der zweite Ventilsitz 14 besteht aus einem ersten Teilventilsitz 15 und einem zweiten Teilventilsitz 16. Der zweite Kolben 13 besitzt zwei Dichtflächen 17, 18, von denen jede mit einem Teilventilsitz 15, 16 zusammenwirkt. Die Dichtflächen 17, 18 werden von je einem als O-Ring ausgebildeten Dichtring gebildet. Der zweite Ventilsitz 14 ist in einem Gehäuse 19 ausgebildet, welches von einer oberen Deckscheibe 20 des So- lenoids 5 gebildet wird. Das Gehäuse 19 weist eine topfartige Bohrung 21 auf, in deren Bodenbereich 22 sich der erste
Teilventilsitz 15 befindet, auf dem die erste Dichtfläche kleineren Durchmessers 17 aufliegt. Der zweite Teilventilsitz 16 ist die zylindrische Mantelfläche 23 der Bohrung 21, an. Die Dichtfläche 18 größeren Durchmessers, welche ebenfalls von einem O-Ring gebildet wird, liegt an der zylindrischen Mantelfläche 23 an. In der gezeigten Position ist die Bypassleitung 4 ver schlossen. Über Öffnungen 24 im Stift 7 und Kolben 8 ist das Innere des Ventils mit der Bypassleitung 4 verbunden, so dass in diesem Bereich ebenfalls ein Druck von 3 bar anliegt. Über einen ersten Druckpfad 25 wird der Druck aus der Bypassleitung 4, welche einen Bereich höheren Drucks bildet, entlang des Metallstifts 7 bis an die Unterseite des zweiten Kolbens 13 geführt. Aufgrund der kleinen Fläche, auf die der Druck von 3 bar wirkt, ist die auf den zweiten Kolben 13 gering. Die Feder 9 hält das Ventil im geschlossenen Zustand. Unterstützt wird die Feder 9 durch eine zusätzliche in Schließrichtung wirkende Kraft. Diese Kraft ergibt sich aus dem in der Leitung 11 herrschenden Druck von 1 bar. Über eine Ausnehmung 27 im Gehäuse 1 wird ein zweiter Druckpfad 26 gebildet, der von der Leitung 11 über die Ausnehmung 27 bis zu der Bohrung 21 und damit zur Oberseite des zweiten Kolbens 13 führt. Die Ausnehmung 27 im Gehäuse 1 umgibt die Außenseite der Spule 6 über einen Teil des Umfangs und über die gesamte Höhe.
Figur 2 zeigt das Ventil während des Öffnens. Durch Bestromen des Solenoids 5 wird der Metallstift 7geringfügig angezogen. Die zweite Dichtfläche 17 wird dadurch vom ersten Teilventilsitz 15 abgehoben und der Druck von 3 bar baut sich in dem Raum zwischen den beiden die Dichtflächen 17, 18 bildenden O-Ringe auf. Aufgrund der größeren Fläche an der Unterseite des zweiten Kolbens 13 wirkt eine größere Kraft, welche das Öffnen des Ventils unterstützt. Während dieser Bewegung gleitet der zweite O-Ring 18 über den zweiten Teilventilsitz 16, dichtet aber weiter gegen die Teilventilsitz 16 ab. In der Figur 3 ist das Ventil in der Offenstellung gezeigt, bei der der Kolben 8 die Bypassleitung 4 freigibt. Bei dieser Bewegung bewegt sich der zweite Kolben weiter nach oben. Die zylindrische Bohrung 19 besitzt an ihrem offenen Ende eine als Erweiterung wirkende Fase 28. Gelangt im Zuge der weiteren Bewegung die zweite Dichtfläche größeren Durchmessers 18 in den Bereich der Fase 28, hebt der die zweite Dichtfläche 18 bildende O-Ring vom zweiten Teilventilsitz 16 ab, wodurch eine Verbindung des ersten Druckpfades 25 mit dem zweiten Druckpfad 26 entsteht. Über diese Verbindung baut sich der im ersten Druckpfad 25 anliegende Druck von 3 bar ab. Infolge des Druckausgleichs endet die Druckun terstützung beim Öffnen.
Zum Schließen des Ventils wird das Solenoid 5 stromlos ge- schaltet. Der Metallstift 7 mit den Kolben wird von der Kraft der Feder 9 in der gezeigten Darstellung nach unten gedrückt, biss der Kolben 8 auf dem Ventilsitz aufliegt und die Bypassleitung 4 verschließt.

Claims

Patentansprüche
1. Ventil mit einem Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Solenoid, einem von dem Solenoid bewegbaren Stift , einem mit dem Stift verbundenen Kolben und einer Feder, die den Kolben gegen die Kraft des Solenoids beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens (8) besitzt.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Solenoid (5) zum Öffnen des Ventils ausgebildet ist und die Mittel zum druckunterstützen Bewegen des Kolbens (8) die Magnetkraft des Solenoids (5) unterstützen.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewegen des Kolbens (8) der Druck einsetzbar ist, der auf einer Seite (4) des Ventilsitzes anliegt.
4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Bewegen des Kolbens (8) einsetzbare Druck der Druck ist, der in dem Bereich (4) höheren Drucks anliegt.
5. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen zweiten Kolben (13) mit einem Ventilsitz (14) umfassen, wobei der zweite Kolben (13) an dem Stift (7) und mit Abstand zum ersten Kolben (8), vorzugsweise an dem gegenüberliegenden Ende des Stifts (7) angeordnet ist.
6. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckpfad (25) für den höheren Druck vom Bereich (4) höheren Drucks durch den ersten Kolben (8) und entlang des Stifts (7) bis zum zweiten Kolben (13) ausgebildet ist.
7. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (1) ein Druckpfad (26) für den niedrigeren Druck ausgebildet ist, der sich vom Bereich (11) niedrigeren Drucks entlang zumindest eines Teils der Außenseite des Solenoids (5) bis der Seite des zweiten Kolbens (13) erstreckt, die dem ersten Kolben (8) abgewandt ist.
8. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (14) des zweiten Kolbens (13) einen ersten Teilventilsitz (15) und einen zweiten Teilventilsitz (16) umfasst, und dass der zweite Kolben (13) zwei mit den Teilventilsitzen (15, 16) zusammenwirkende Dichtflächen (17, 18) besitzt, beide Dichtflächen (17, 18) unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, beide Dichtflächen (17, 18) derart axial voneinander beabstandet sind, dass die Dichtfläche (17) mit kleinerem Durchmesser näher zum ersten Kolben (8) ange ordnet ist.
9. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilventilsitze (15, 16) von einer topfartigen zylindrischen Bohrung (19) gebildet sind, wobei der erste Teilventilsitz (15) im Bodenbereich (22) der Bohrung (19) angeordnet ist und der zweite Teilventilsitz (16) in der zylindrischen Mantel fläche der Bohrung (19) ausgebildet ist.
10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Bohrung (19) eine in radialer Richtung verlaufende Erweiterung (28) derart besitzt, dass die zweite Dichtfläche (18) des zweiten Kolbens (13) einen Abstand zur Mantelfläche im Bereich der Erweiterung (28) besitzt .
11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (28) als Fase oder Radius ausgebildet ist.
12. Ventil nach zumindest einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung (28) in einem Abstand zum Bodenbereich (22) der topfartigen zylindrischen Bohrung (19) angeordnet ist, der mindestens die Hälfte, vor zugsweise 75 Prozent, insbesondere 5 Prozent des Öff nungshubs des Ventils beträgt.
13. Ventil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (17, 18) am zweiten Kolben (13) je ein Dichtring, vorzugsweise ein
O-Ring, sind.
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