KR20010024455A - 밸브 장치 - Google Patents

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KR20010024455A
KR20010024455A KR1020007003762A KR20007003762A KR20010024455A KR 20010024455 A KR20010024455 A KR 20010024455A KR 1020007003762 A KR1020007003762 A KR 1020007003762A KR 20007003762 A KR20007003762 A KR 20007003762A KR 20010024455 A KR20010024455 A KR 20010024455A
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fluid connection
valve
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KR1020007003762A
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게갈스키헬무트
발트토마스
Original Assignee
안네트 제랄드 아서
루카스 인더스트리즈 퍼블릭 리미티드 컴퍼니
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Abstract

제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9), 스프링 장치(4)에 의해서 제 1 위치내로 편향되는 밸브 요소(3)로서 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들은 서로로부터 차단되어 있는 밸브 요소(3), 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들은 주 유동 연결부(A)내에 있는 제 2 위치로 밸브 요소(3)를 이동시키기 위한 작동 수단(17)을 구비하고 있는 밸브 장치로서, 한편으로는, 유체 연결부들사이의 상대적으로 큰 유동 횡-단면이 만들어지고, 다른 한편으로는, 상기 작동 수단에 의해서 발휘될 힘은 비용, 노력 뿐만아니라 장착 공간을 절약하기 위하여 상대적으로 낮다. 이러한 목적을 위하여, 또 다른 스프링 장치(12)에 의해서 제 1 위치내로 편향되어 있는 또 다른 밸브 요소(11)가 제공되어 있고, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들은 서로로부터 차단되어 있고, 그리고 그 수단에 의해서 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)가 보조 유동 연결부(B)내에 있고, 단지 보조 유동 연결부(B)내에 처음으로 있으며, 그리고 주 유동 연결부(B) 또는 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(A,B)내에 있는 제 2 위치내로 또 다른 작동 수단이 올수 있고, 상기 주 유동 연결부(A)의 유동 횡-단면은 상기 보조 유동 연결부(B)의 유동 횡-단면보다 더 크다. 특히 바람직한 방식으로, 본 발명에 의한 밸브 장치는 잠금-보호 브레이크 시스템에 사용된다.

Description

밸브 장치{VALVE ARRANGEMENT}
그러한 밸브 장치는 소위 "정상적으로 폐쇄된"밸브로서 다른 밸브 장치들 중 하나로서 공지되어 있다. "상기 용어"로 이미 지적된 것처럼, 상기 유체 연결부들사이의 유체 연결은 비 작동 조건에서, 즉, 기본 조건 또는 정상적인 조건, 차단되고, 반면에, 상기 유체 연결부들사이의 유체 연결은 작동 조건으로 이루어진다. 비 작동 조건으로 유체 연결부들사이의 유체 연결을 차단하기 위하여, 밸브 요소는 스프링 장치의 작용하에 편형되는데, 이는 밀봉 안착대를 밀봉적으로 안착하기 위한 것이다. 작동 조건으로 유체 연결부들사이의 유체 연결을 하기 위하여, 스프링 장치의 편향력을 극복할 수 있는 힘을 작동 수단이 발휘하는 것이 필요한데, 이는 상기 밸브 요소가 밀봉 안착대를 들어올리기 위한 것이다.
그러나, 차동 압력이, 효과적인 방향에 따라서 작동 수단에 의해서 인가된 힘에 대항하는 밸브 부재에 작용할 수 있도록, 작동하는동안 차동 유체 압력이 밸브 장치의 유체 연결부에서 발생하기 때문에, 작동수단이 스프링 장치의 편향력보다 약간 더 큰 힘을 발휘하는 경우, 대부분의 적용분야에 불충분하다. 따라서, 작동 수단은, 작동 력이 스프링 장치의 편향력과 상기 밸브 장치의 신뢰할 수 있는 기능을 보장하기 위하여 예상되는 최대 차동 압력과의 합보다 더 큰 방식으로 설계되어 있다. 가장 큰 단점은, 밸브 장치의 스로틀 효과를 배제하기 위하여, 다수의 적용 분야의 경우에서 처럼, 특히, 밸브 장치의 작동 조건에서 큰 유동 횡-단면이 필요한 경우, 작동 수단이 실질적으로 과-치수화 된다는 것이다. 그러나, 큰 유동 횡-단면은 결과적으로 높은 작동력이 인가될 수 있도록 매우 높은 차동 압력을 추가적으로 포함하고 있다. 더욱, 밸브 장치는 상대적으로 큰 장착 공간을 필요로한다.
본 발명은, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부, 스프링 장치에 의해서 제 1 위치내로 편향되어 있는 밸브 부재 및 상기 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부가 주 유체 연결상태에 있는 제 2 위치내로 밸브 요소를 이동시키기 위하여 적합된 작동 수단을 구비하고 있고, 상기 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부는 서로로부터 차단되어 있는 밸브 장치에 관한 것이다.
도 1은 비-작동 조건에 있는 본 발명에 의한 밸브 장치의 실시 예를 도시하고 있다.
도 2는 작동 조건에 있는 도 1에 의한 본 발명에 의한 밸브 장치의 실시 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 의한 밸브 장치가 사용되는 잠금-보호 자동차 브레이크 시스템의 개략적 도해이다.
상기 견지에서, 본 발명의 목적은 위에서 언급된 단점들을 피하는 밸브 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적의 해결을 위하여, 처음에 언급된 밸브 장치는, 또 다른 스프링 장치에 의해서 제 1 위치내로 편향된 또 다른 밸브 요소가 제공되어 있고, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부들이 서로로부터 차단되어 또 다른 작동 수단에 의해서 제 2 위치내로 이끌어질 수 있고, 밸브 장치가 작동하자마자, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부들이 초기에 보조 유동 연결상태에만 있고 연이어서 주 유동 연결 또는 제 1 유동 연결 및 제 2 유동 연결상태에 있도록, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부들이 보조 유동 연결 상태에 있으며, 주 유동 연결부의 유동 횡-단면은 보조 유동 연결부의 유동 횡단면보다 더 크게 제공되었다.
본 발명에 의한 밸브 장치의 중요한 장점은, 주 유동 연결이 이루어지기 전에 처음에 보조 유동 연결이 이루어진다는 것이다. 보조 유동 연결때문에, 유체 연결부사이의 압력 보상 과정은 유체 연결부들에서의 서로 다른 유체 압력들이 밸브 요소상에 차동 압력을 추가로 가하는 경우에 처음 시작되고, 그를 통해서 차동 압력은 제거되는데, 이는 차동 압력이 주 유동 연결을 하는데 더 이상 효과적이지 않고 더 이상 불리하게 작용할 수 없기 때문이다. 따라서, 작은 장착 공간을 요구할뿐만 아니라 적은 노력을 가지고서, 작동 수단이 경제적으로 제작될 수 있도록 단지 상대적으로 낮은 작동력이 요구되어 진다. 따라서, 주 유동 연결에 의해서 주로 결정된 유동 횡-단면은 밸브 장치의 관통-유동 작용에서의 바람직하지 않는 스로틀 효과를 배제하기 위하여 상대적으로 널따랗게 치수가 정해질 수 있다. 주 유동 연결과 비교되는 보조 유동 연결이 단지 작은 유동 횡-단면을 갖는다는 사실에 기인하여, 제 2 유동 연결을 함으로서 극복될 차동 압력은 무시해도 좋을 정도로 낮다.
상기 작동 수단 및/또는 또 다른 작동 수단은 바람직하게 전자기적으로 그리고/또는 유압적으로 제어될 수 있다. 특별한 방식으로, 주 유동 연결을 하기에 적합한 밸브 부재를 작동시키는 작동 수단은 전자기적으로 제어될 수 있고, 보조 유동 연결을 하기에 적합한 또 다른 밸브 부재를 작동시키는 또 다른 작동 수단은 유압적으로 제어될 수 있다. 유체 연결부사이의 압력 보상 과정을 시작할 목적으로 보조 유동 연결을 하기 위하여, 또 다른 유압적으로 작동되는 작동 수단은 유체 연부사이에 존재하는 압력차이를 통해서 제어될 수 있다. 차동 압력의 제거후에 전자기적으로 작동되는 작동 수단에 의해서 주 유체 연결이 이루어질때, 이 경우도, 역시, 단지 상대적으로 낮은 작동력이 인가된다. 이는, 한편으로는, 에너지-절약과 경제적인 전류 소비를 의미하고, 다른 한편으로는, 자기 회로의, 주로 솔레노이드 및 전기자, 구성들의 장착 공간-절약 구성을 가능하게하는 작동 수단의 전자기 장치의 디자인에 특히 바람직한 효과를 갖는다.
바람직한 실시 예에 의해서, 또 다른 밸브 부재뿐만 아니라 밸브 부재는 공동 작동 수단에 의해서 작동될 수 있다. 특히, 공동 작동 수단은 앞에서 설명된 장점들때문에 공동 작동 수단은 전자기적으로 제어될 수 있다. 상기 작동 수단은, 제 1 스테이지에서, 작동 수단을 이동시키는 전기자의 함수로서, 초기에 보조 유동 연결을 하기 위하여, 또 다른 밸브 부재만을 작동시키고, 연이어서, 제 2 스테이지에서, 밸브 장치의 유동 작용을 특성화시키는 주 유동 연결을 하게하는 밸브 부재 또는 밸브 부재만을 작동시키는, 두 스테이지의 태핏을 포함할 수 있다. 더욱, 공동 작동 수단에 의해서, 하나의 작동 수단은 절약될 수 있는데, 이는, 구성요소들 및 비용이 절약되고, 상기 밸브 장치의 소형 구조를 얻을 수 있기 위한 것이다.
특히 바람직한 실시 예에서, 밸브 요소는 돔-형상이고 또 다른 밸브 요소는 구형으로 형성되어 있으며, 또 다른 밸브 요소는 밸브 장치가 특히 장착 공간-절약 방식으로 형성될 수 있도록 밸브 요소내에 배열되어 있다.
바람직하게, 스프링 장치의 편심력은 또 다른 스프링 장치의 편심력보다 더 크다. 이는 서로 다른 유체 압력이 유체 연결부에서 우세할 경우, 또 다른 스프링 장치의 편심력에 의존하는 보조 유동 연결을 하게 하는 작동력을 특히 적게 한다. 더욱, 상기 또 다른 스프링 장치는 밸브 장치의 단순하고 장착 공간-절약 형상을 얻기 위하여 스프링 장치를 통해서 지지될 수 있다.
장착 공간의 단순성 및 절약성의 관점에서, 주 유동 연결부가 밸브 장치의 하우징 및 밸브 부재에 형성된 밀봉 안착대에 의해서 한정되는 경우 바람직하다. 이는, 보조 유동 연결부가 밸브 요소 및 또 다른 밸브 요소에 형성되어 있는 밀봉 안착대에 의해서 형성되는 경우에도 적용된다.
힘의 균형은, 한편으로는 작동 수단에 의해서 제공될 작동력에 의해서, 다른 한편으로는 스프링 장치에 의해서 제공될 편향력에 의해서 그리고 경우에 따라서는 밸브 장치의 유체 연결부들사이의 차동 압력에 의해서 결정된다는 사실때문에, 단순성 및 장착 공간의 절약의 관점에서, 스프링 장치는 밸브 장치의 하우징을 누를수 있다. 또 다른 스프링 장치가 밸브 부재를 통해서 지지될 경우, 동일한 장점이 있다.
또 다른 장점은 또 다른 밸브 부재를 작동 수단과 일체로 연결하는 것이어서, 밸브 장치들의 구성 요소들은 절약될 수 있거나 각각에 대해서 더욱 쉽게 제조될 수 있다. 상기 밸브 장치를 더욱 소형으로 만들기 위하여, 작동 수단을 편향시키는 또 다른 스프링 장치가 제공될 수 있고, 또 다른 밸브 부재가 그 제 1 위치를 취하기 위하여, 또 다른 스프링 장치는 밸브 장치의 하우징에 기댄다.
특히 바람직한 방식으로, 본 발명에 의한 밸브 장치는, 구동 동력 제어뿐만 아니라 트랙션-슬립(traction-slip)을 위해서 적합되고, 휠 브레이크에 브레이크 유체를 공급하기 위하여 브레이크 압력 발생기 유니트로부터 브레이크 유체를 취할 목적을 위하여 상기 펌프를 포함하고 있는 잠금-보호 브레이크 시스템에 사용되며, 밸브 장치의 제 1 유체 연결부는 브레이크 압력 발생기 유니트에 연결되어 있고, 밸브 장치의 제 2 유체 연결부는 펌프의 입구 측면에 연결되어 있다. 본 발명에 의한 밸브 장치의 사용때문에, 한편으로는, 브레이크 압력 발생기 유니트로부터 펌프의 입구 측면으로의 상대적으로 큰 유동 횡-단면이 제공되는데, 이는 주로 낮은 온도에서, 즉, 브레이크 유체가 점성적으로 움직일때, 펌프가 상대적으로 큰 체적 유동를 전달하기 위한 상당한 장점을 가져온다. 다른 한편으로, 상대적으로 낮은 작동력은, 밸브 장치가 브레이크 압력 발생기 유니트에 의해서 압력의 영향을 받을때 인가되어야 하는데, 이는, 운전자에 의해서 브레이크 페달을 통해서 브레이크 압력 발생기 유니트를 작동하자마자 또는 펌프를 예-충전하기 위하여 브레이크 압력 발생기 유니트를 작동하자마자의 경우이다.
이하, 예시된 도면을 참조하여 본 발명 및 또 다른 바람직한 구성을 설명하기로 한다.
밸브 장치(1)는 밸브 부재(3) 및 스프링 장치(4)가 길이 방향 축(L)과 동축으로 수용되는 하우징(2)으로 구성되어 있다. 하우징(2)내에서 밀봉 안착대(5)는 길이 방향 축(L)에 방사상으로 형성되어 있고, 그를 구비하여 밸브 요소(3)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 스프링 장치(4)의 힘의 인가하에 밸브 요소(3)가 밀봉 안착대(5)에 대향하여 밀봉적으로 편향되는 방식으로 협력한다. 따라서, 제 1 유체 연결부(7)에 할당된, 제 1 압력실(6) 및 제 2 유체 연결부(9)에 할당된, 제 2 연결부(8)들이 형성되어 있다. 상기 밸브 요소(3)를 편향시키기 위하여, 스프링 장치(4)는 하우징(2)을 통해서 지지되어 있다. 상기 압력실(8)을 폐쇄하기 위하여, 폐쇄 부분(10)은 상기 하우징(2)과 밀봉적으로 연결되어 있고, 상기 스프링 장치(4)는 접촉상태에 있다. 또한, 상기 폐쇄 부분(10)은, 길이 방향 축(L)을 향하여 (내부) 안내 축을 구비하고 있는 스프링 장치(4)를 제공하기 위하여, 스프링 장치(4)를 수용하기 위한 스터드-형상의 오목부를 포함하고 있다.
상기 밸브 요소(3)는, 제 1 압력실(6)을 향하여 마주보고 있는 그 측면상에서 구형으로 형성되어 있는 또 다른 밸브 부재(11) 및 길이 방향 축(L)에 동축인 또 다른 스프링 장치(12)를 수용하기 위하여 돔-형상으로 형성되어 있다. 상기 밸브 부재(3)는 길이 방향 축(L)에 동축인 중앙 홀(13)을 포함하고 있다. 제 1 압력실(6)을 향하여 마주보고 있는 중앙 홀(13)의 측면상에는, 밀봉 안착대(14)가 밸브 요소(3)에 있는 길이방향축(L)을 향하여 반경 방향으로 형성되어 있고, 그를 구비하여서 또 다른 밸브 부재(11)는, 제 1 압력실(6) 및 제 2 압력실(8)들이 도 1에 도시된 바와 같이 서로로부터 차단될 수 있도록 또 다른 스프링 장치(12)의 힘의 작용하에 있는 또 다른 밸브 부재(11)가 밀봉 안착대(14)에 대향하여 편향되어 있는 방식으로 협력한다. 또 다른 밸브 요소(11)를 편향시키기 위하여, 또 다른 스프링 장치(12)는 밸브 요소(3)를 통해서 지지되어 있고, 또 다른 스프링 장치는 유체 개구들을 포함하고 있는 지지 부분(15)과 접촉하는데, 이는 예를들면, 압력 끼워맞춤에 의해서 밸브 요소(3)와 불명확하게 연결되어 있다. 밸브 요소(3)가 스프링 장치(4)를 통해서 하우징(2)에 기댄다는 사실에 기인하여, 또 다른 스프링 장치(12)는 또한 하우징(2)에 간접적으로 또한 기대는데, 이는 지지 부분(15)이 밸브 요소(3)와 헐렁하게 연결될 수 있기 위한 것이다. 상기 지지 부분(15)은 밸브 요소(3)와 상기 스프링 장치(4)사이에 놓여있고 스프링 장치(4)에 적합한 길이방향 축(L)에 (외부) 안내 축을 또한 제공하기 위하여 스프링 장치(4)를 방사상으로 둘러싸는 외부 림를 포함하고 있다.
밸브 장치(1)의 신뢰할 수 있는 작동을 보장하기 위하여, 밸브 요소(3)의 저 활주 마찰력을 가진 치수-끼워맞춤 축방향 안내부는 중요하다. 상기 목적으로 위하여, 한편으로는, 상기 밸브 요소(3)는 하우징(2)의 홀(16)내에 즉시 안내될 수 있고, 다른 한편으로는 상기 축방향 안내부는 상기 밸브 요소(3)와 연결된 지지 부분(15)의 외부 림을 통해서 하우징(2)의 홀(16)내에 제공될 수 있다.
밸브 장치(1)의 작동을 위하여, 작동 수단(17)은 길이 방향 축(L)에 동축으로 하우징(2)내에 수용된다. 밸브 요소(3)를 향하여 마주보고 있는 측면상에는, 작동 수단(17)이 계단 형상의 태핏(18,19)으로 형성되어 있다. 상기 전방 태핏(18)은, 또 다른 밸브 요소(11)와 협력하기 위하여, 중앙 홀(13)내의 전방 태핏(18)이 밸브 요소(3)를 관통할 수 있도록 중앙 홀(13)의 직경보다 더 적은 직경을 갖는다. 상기 후방 태핏(19)의 직경은, 후방 태핏(19)이 상기 밸브 요소(3)와 협력할 수 있도록, 상기 중앙 홀(13)의 직경보다 더 크다.
또 다른 밸브 부재(11)는 또한 작동 수단(17) 또는 태핏(18 또는 19) 각각과 일체로 연결될 수 있는데, 이는 또 다른 스프링 장치(12)가 작동 수단(17)을 편향시키기 위한 것이고, 또 다른 스프링 장치(12)는 즉시 상기 하우징(2)을 민다. 상기 형상을 가지고서, 상기 지지 부분(15)은 한편으로는 절약되고, 다른 한편으로는, 또 다른 스프링 장치(12)가 상기 작동 수단(17)과 일체로 되기 때문에, 매우 간편한 구조가 얻게된다.
도 1에 도시된 밸브 장치(1)의 비-작동 조건에서, 상기 스프링 장치(4)에 의해서 가해지는 힘의 인가하에, 상기 밸브 요소(3)는 상기 밀봉 안착대(5)와 접촉되고, 또 다른 스프링 장치(12)에 의해서 가해지는 힘의 인가하에, 또 다른 밸브 요소(11)는 밀봉 안착대(14)와 접촉상태에 있어서, 상기 제 1 압력실(6) 또는 제 1 유체 연결부(7) 각각은, 제 2 압력실(8) 또는 제 2 유체 연결부(9) 각각으로부터 차단되어 있다. 또 다른 스프링 장치(12)는 또 다른 밸브 요소(11)를 통해서 그리고 전방 태핏(18)을 통해서 상기 작동 수단(17)을 비-작동 위치로 편향시킨다. 상기 전방 태핏(18)은, 한편으로는, 중앙 홀(13)내에 방사상 갭(SR)을 형성하고, 다른 한편으로는, 후방 태핏(19)과 밸브 요소(3)사이에 축방향 갭(SA)이 형성되는 방식으로 치수가 정해져 있다.
밸브 요소(1)를 작동시키자마자, 상기 목적을 위하여, 작동 수단(17)은 축방향 또는 y방향으로 이동되고, 상기 전방 태핏(18)은 또 다른 밸브 요소(11)를 또 다른 스프링 장치(12)의 힘에 대향하여 밀봉 안착대(14)를 이탈하여 이동시켜서, 보조 유동 연결(B)은 제 1 압력실(6)과 제 2 압력실(8)사이에서 이루어지며, 이는 상기 밸브 요소(3)와 상기 후방 태핏(19)사이에 있는 축방향 갭(SA)뿐만 아니라 상기 중앙 홀(13)내의 전방 태핏(18)에 의해서 형성된 방사 갭(SR)을 통해서 연장되어 있다. 방사상 갭(SR) 및 축방향 갭(SA)들이 비교적 크게 치수화되어 있다는 사실에 기인하여, 상기 보조 유동 연결부(B)의 효과적인 유동 횡-단면은 또 다른 밸브 요소(11)사이의 환형 갭 개구에 의해서 그리고 밀봉 안착대(14)에 의해서 실질적으로 결정된다.
밸브 장치(1)가 작동하자마자, 상기 작동 수단(17)이 y 방향으로 더욱 이동되는 경우, 축방향 갭(SA)의 치수를 초과한 후의 후방 태핏(19)은 스프링 장치(4)의 힘에 대향하는 밀봉 안착대(5)를 이탈하여 동일하게 이동될 수 있도록 밸브 요소(3)와 접촉할 것이며, 이는 상기 제 1 압력실(6)과 제 2 압력실(8)사이의 주 유체 연결부(4)가 이루어질 수 있기 위한 것이며, 상기 주 유체 연결부(4)의 효과적인 유동 횡-단면은 상기 밸브 요소(3)사이의 환형 갭 개구에 의해서 그리고 밀봉 안착대(5)에 의해서 실질적으로 결정된다. 상기 작동 조건은 도 2에 도시되어 있다. 상기 보조 유동 연결부(B)의 유동 횡-단면이 주 유동 연결부(A)의 유동 횡-단면에 대수롭지않게 비교되는 사실에 기인하여, 일단 주 유동 연결부(A)가 설립되면, 보조 유동 연결부(B)가 유지되거나 차단되는 것은 별로 중요한 차이가 아니다. 이때문에, 보조 유동 연결부(B)는 밸브 요소(3)와 후방 태핏(19)의 접촉이 차단될 수 있고 또는 예를 들면 횡단 홀들에 의해서 전방 또는 후방 각각의 태핏(18,19)의 적합한 형상에 의해서 유지될 수 있다.
주 유동 연결부(A) 이전에 미리 설명된 방식으로 보조 유동 연결(B)을 하기위하여, 또 다른 스프링 장치(12)의 편향력은 상기 스프링 장치(4)의 편향력보다 더 적다. 더욱, 보조 유동 연결부(B)의 효과적인 유동 횡-단면은 주 유동 연결부(A)의 효과적인 유동 횡-단면보다 상당히 적은데, 이는, 상기 밸브 부재(3)와 밀봉 안착대(5)사이의 환형 갭 개구가, 미리 설명된 방사상의 기하학적 배열에 기인하여, 또 다른 밸브 부재(11)와 밀봉 안착대(14)사이의 환형 갭 개구보다 크기 때문이다. 밸브 장치(1)의 상기 치수화에 기인하여, 상기 작동 수단(17)은 보조 유동 연결부(B)를 만들기 위한 단지 상대적으로 낮은 작동력을 인가하기 위하여 필요하다. 힘의 관점에서, 또 다른 스프링 장치(12)의 단지 낮은 편향력 그리고 스프링 장치(4)의 편향력은 극복되어야 한다.
각각의 제 2 압력실(8)내에서 또는 제 2 유동 연결부(9)에서 보다 제 1 압력실(6)내에서 또는 제 1 유동 연결부(7)에서 더 큰 압력이 우세한 경우에, 차동 압력은 또 다른 스프링 장치(12)의 편향력이외에 처음에 극복되어야 하며, 그러나, 이는, 보조 유동 연결부(B)의 매우 적은 효과적인 유동 횡단면때문에, 발휘될 작동력이 낮기 위한 것이다. 그러나, 제 1 압력실(6)과 제 2 압력실(8)사이의 압력 보상 과정은 보조 유동 연결부(B)를 통해서 일어나는데, 그 수단에 의해서 차동 압력은, 연이어서 주 유동 연결부(A)를 만들자마자, 단지 스프링 장치(4)의 편향력만이 극복될 수 있도록 (거의) 완전히 경감된다. 그에 반하여, 만약 제 1 압력실(6)과 제 2 압력실(8)사이의 압력 차이가 주 유동 연결부(A)를 만들려고 존재할 경우, 매우 높은 차동 압력은 주 유동 연결부(A)의 매우 큰 효과적인 횡-단면이외에 극복되어야 할 것이며, 이는 발휘될 작동력의 상당한 증가를 가져온다. 무엇보다도 중요한 것은, 매우 큰 효과적인 유동 횡-단면을 구비한 유동 연결부는 제 1 유체 연결부(7)와 제 2 유체 연결부(9)사이에서 만들어질 수 있고, 그에 관련되어 발휘되는 작동력은 매우 작다는 것이 본 발명에 의한 밸브 장치(1)를 기준으로 언급된다는 것이다.
도 3은 자동차에 적합한 잠금-보호 브레이크 시스템을 개략적으로 도시하고 있다. 브레이크 페달(1)은 작동 요소를 통해서 브레이크 압력 발생기 유니트(31)를 작동시키는 역활을 한다. 상기 브레이크 압력 발생기 유니트(31)는 피스톤(33)이 압력실(34)을 형성하는 브레이크 실린더(32)를 포함하고 있다. 상기 압력실(34)은 저장통(35)으로부터 브레이크 유체가 공급된다. 브레이크 라인(36)은 압력실(35)로부터 자동차의 휠 브레이크(37)로 이른다.
밸브 수단(38,39)은 상기 브레이크 압력 발생기 유니트(31)와 휠 브레이크(37)사이의 브레이크 라인(36)내에 배열되어 있다. 상기 밸브 수단(38,39)은 두 개의 솔레노이드 밸브들에 의해서 형성되어 있고, 각각은 휠 브레이크(37)내의 압력을 조절하기 위하여 전자 제어 유니트(ECU)에 의해서 조절된다. 이러한 목적을 위하여, 상기 전자 제어 유니트(ECU)는, 솔레노이드 밸브(38,39)를 제어함으로서 압력 증강, 압력 경감, 게다가 압력 보유 상들을 조절하기 위하여, 센서(40)를 통해서 휠 브레이크(37)와 결합된 자동차 휠의 회전 동작을 감지한다.
전기적으로 비-작동 조건에서, 제 1 솔레노이드 밸브(38)는 그 개방 위치를 취하고, 제 2 솔레노이드 밸브(39)는 휠 브레이크(37)내의 압력을 증강시키기 위하여 그 폐쇄 위치를 취한다. 만약 제 1 솔레노이드 밸브(38)가 작동될 경우, 제 1 솔레노이드 밸브(38)는 그 폐쇄 위치로 가고 제 2 솔레노이드 밸브(39)는 휠 브레이크(37)내의 압력이 일정하게 남아있을 수 있도록 그 폐쇄 위치를 유지한다. 만약, 제 1 솔레노이드 밸브(38) 및 제 2 솔레노이드 밸브(39) 두 개가 작동될 경우, 제 1 솔레노이드 밸브(38)는 그 폐쇄 위치로 가고 제 2 솔레노이드 밸브(39)는 그 개방 위치로 간다. 이 경우, 휠 브레이크(37)로부터의 브레이크 유체는 제 2 솔레노이드(39)를 통해서 중간 저장통(41)내로 흐를 수 있다. 중간 저장통(41)내의 브레이크 유체는 유압 펌프(42)를 통해서 브레이크 라인(36)내로 복귀될 수 있다. 상기 유압 펌프(42)는 전자 제어 유니트(ECU)에 의해서 역시 제어되는 전기 몸체(43)에 의해서 구동된다. 상기 밸브 수단(38,39)은 제 1 솔레노이드 밸브(38)대신에 기구적 질량 유동 제어 밸브로 또는 두 개의 솔레노이드 밸브(38,39)대신에 전자기적으로 작동되는 3/2 방식 또는 3/3 방식 밸브로 형성될 수 있다.
상기 브레이크 압력 발생기 유니트(31)는 브레이크 페달(30)을 통해서 인가되는 작동력의 증폭을 위하여 공기 브레이크 부스터(44)를 포함하고 있다. 가동성 벽은 공기 브레이크 부스터(44)를 진공실(45)과 압력실(46)로 분할한다. 진공의 발생을 위하여, 진공실(45)은 상세하게 도시되지 않은 진공원(Vac)에 연결되어 있다. 오토(Otto)기관을 구비한 자동차에서, 유입관내에서 본래부터 생성된 진공은 이용할 수 있다. 그러나, 디젤 기관 또는 전기 모터에 의해서 동력이 주어지는 자동차에서, 추가 진공 펌프는 진공원(Vac)으로서 요구되어 진다. 브레이크 페달(30)을 작동하자마자, 브레이크 부스터(44)는, 압력 차이가 가동성 벽상에 작용할 수 있도록 압력실(46)이 대기압에 영향을 받는 공지된 방식으로 기능을 하는데, 이는 브레이크 페달(30)에 인가되는 작동력을 보조한다. 비작동 조건하에서, 진공실(45) 및 압력실(46)들은 서로 연결되어 있어서 압력차이가 가동성 벽에서 효과를 나타내지 않도록 압력은 보상된다.
상기 브레이크 부스터(44)는 솔레노이드 장치(47)를 통해서 전기적으로 제어할 수 있다. 상기 솔레노이드 장치(47)는, 브레이크 부스터(44)를 다양한 제어 위치들로 가져오기 위하여 여기에서 자세히 도시되지 않은 제어 밸브를 작동시킨다. 먼저, 압력실(46)을 구비한 진공실(45)의 연결이 소위 제 1 증강 위치내로 폐쇄되고, 대기압의 압력실(46)의 연결부는 가동성 벽에서 압력차이가 각각 증강되거나 증가할 수 있도록 개방되어 있다. 또는, 두번째로, 가동성 벽상에 작용하는 압력 차이가 유지될 수 있도록 압력실을 구비한 진공실(45)의 연결부 및 대기압의 압력실(46)이 소위 제 2 보유 위치내로 폐쇄된다. 또는, 세번째로, 압력실(46)을 구비한 진공실(45)의 연결부는 소위 제 3 경감 위치내로 개방되고, 대기압을 가진 압력실(46)의 연결부는 가동성 벽에 작용하는 압력 차이가 압력 보상 과정을 통해서 경감된다. 서로 다른 제어 위치내로 제어 밸브를 가져올 목적으로, 전자 제어 유니트(ECU)는 위에서 언급된 제어 위치들이 예를들면 전류 신호의 펄스 폭 조절에 의해서 효과를 나타내는 방식으로 솔레노이드 장치(47)에 전류를 공급한다. 압력실(46)내에서 발생되어 브레이크 라인(36)내로 인가되는 브레이크 압력은 센서(48) 수단에 의해서 감지되어서 원하는 압력 값 및/또는 압력 특성의 함수로서 브레이크 압력을 제어하기 위하여 전자 제어 유니트(ECU)로 향한다.
브레이크 부스터(44)의 전자 제어성은, 예를 들면, 자동차 대 자동차 범위 제어의 실현을 위한 경우인, 브레이킹 작동을, 브레이크 페달(30)의 작동과 관계없이, 자동적으로 실현하는 것을 가능하게 한다. 센서 수단(49)은, 예를 들면, 기준으로서 역활을 하는 특정 페달 작동 속도를 초과하는 긴급 상황에서 브레이킹 작동을 실행하기 위하여, 전자 제어 유니트(ECU)의 평가를 위한 브레이크 페달(30)의 작동(페달 거리, 페달력, 페달 작동력)과 관련되어 있는 변수들을 감지하기 위하여 제공되어 있다.
도 3에 도시된 잠금-보호 브레이크 시스템은, 특히, 본 발명에 의한 밸브 장치(1)가 사용되는 구동 동력 제어뿐만 아니라 트랙션-슬립에 적합되어 있다. 상기 밸브 장치(1)의 제 1 유체 연결부(7)는 브레이크 압력 발생기 유니트(31)와 연결되어 있고, 상기 밸브 장치(1)의 제 2 유체 연결부(9)는 펌프(42)의 입구 측면(42e)과 연결되어 있다. 거기에서, 상기 본 발명에 의한 밸브 장치(1)는 전자기적으로 작동할 수 있도록 설계되어 전자 제어 유니트(ECU)에 의해서 제어된다. 이러한 목적을 위하여, 도 1 및 도 2에 도시되어 있지 않지만, 작동 수단(17)은 솔레노이드 장치와 협력하는 전기자와 작동할 수 있도록 연결되어 있다.
밸브 장치(1)와 평행한, 전자 제어 유니트(ECU)에 의해서 제어되는 솔레노이드 밸브(50)는 브레이크 압력 발생기 유니트(31)와 펌프(42)의 출구 측면(42a)사이에 있는 브레이크 라인(36)사이에 배열되어 있는데, 이는 비 작동 조건에서 브레이크 압력 발생기 유니트(31)와 휠 브레이크(37)사이에서 연결을 이루며, 작동 위치에서는 동일하게 차단하는데, 이는 펌프(42)의 출구 측면(42a)이 휠 브레이크(37)와만 연결되기 위한 것이다. 상기 밸브 장치(1) 및 솔레노이드 밸브(50)들은, 휠 브레이크(37) 또는 펌프(42)의 흡입 측면(42e)에 브레이크 압력 발생기 유니트(31)를 연결하기 위하여, 전자 제어 유니트(ECU)에 의해서 동시에 제어된다. 압력 제한 밸브(51)는 솔레노이드 밸브(50)에 평행하게 연결되어 있는데, 이는, 휠 브레이크(37) 또는 펌프(42)의 출구 측면(42a) 각각에서 특정 압력값을 초과하자마자, 브레이크 시스템의 손상을 피하기 위하여, 휠 브레이크(37) 또는 펌프(42)의 출구 측면(42a) 각각으로부터 브레이크 압력 발생기(31)로 연결을 한다. 이 점에서, 밸브 장치(1) 및 솔레노이드 밸브(50)는 공지된 방식으로 3/2 방식 밸브에 의해서 교체될 수 있고, 압력 제한 밸브(51)는 밸브 장치(1) 및/또는 솔레노이드 밸브(50)와 결합될 수 있다는 것을 알아야 한다.
유동 연결이 중간 저장통(41)으로부터 펌프(42)의 측면(42e) 방향으로만 이루어질 수 있도록 체크 밸브(52)는 중간 저장통(41)과 펌프(42)의 입구 측면(42e)사이에 배열되어 있다. 이는 펌프(42)의 입구 측면(42e)을 미리충전하자마자 브레이크 유체가 중간 저장통(41)내로 빠져나가는 것을 방지하는데, 이러한 목적을 위하여 밸브 장치(1)는 작동된다.
트랙션-활주 제어에 있어서, 즉, 전자 제어 유니트(ECU)가 휠 브레이크(37)와 결합된 휠의 스핀 경향(spinning tendency)을 감지할때, 밸브 장치(1) 및 솔레노이드 밸브(50)는 작동된다. 트랙션-활주 제어에서 브레이크 페달(30)의 작동이 없다는 사실에 기인하여, 상기 펌프(42)는 압력실(34) 및 밸브 장치(1)를 통해서 저장통(35)으로부터 브레이크 유체를 얻을 수 있고, 솔레노이드 밸브(50)는 브레이크 압력 발생기 유니트(31)와의 연결을 차단하기 때문에, 스핀 경향을 방해하기 위하여 휠 브레이크(37)가 상기 브레이크 유체를 즉시 받게 한다. 이 경우 펌프(42)가 특히 낮은 온도에서 충분히 큰 체적 유동을 전달할 수 있도록 본 발명에 의한 밸브 장치(1)가 상대적으로 큰 유동 횡-단면을 개방하는 것은 바람직하다.
그에 반대하여, 자동 브레이킹에 의해서, 특히 커브를 통해서 구동할때, 자동차 안정성를 향상시키는 구동 동력 제어에서, 상기 입구 측면(42e)은, 휠 브레이크(37)에서 매우 빠른 압력 증강을 이루기 위하여 브레이크 압력 발생기 유니트(31)에 의해서 발생되는 브레이크 압력으로 추가적으로 미리충전된다. 이는 브레이크 부스터(44)를 자동적으로 제어함으로서 이루어지는데, 그러한 목적을 위하여 대략 5 내지 30 바아의 압력은, 다른 것들 중 로드 표면의 본질에 의존하는, 브레이크 압력 발생기 유니트(31)의 압력실(34)내에 설정된다. 그 흡입 측면(42e)을 통해서 펌프(42)를 미리충전함으로서, 충분한 압력은 개시 상(phase)동안 이미 펌프(42)의 출구 측면(42a)에서 활용할 수 있는 것으로 얻어진다. 밸브 장치(1)의 본 발명에 의한 형상때문에, 밸브 장치(1)가 압력 발생기 유니트(31)에 의해서 발생되는 압력에 대향하여 작동될때 단점은 발생하지 않는다. 발명에 의해서, 특히, 낮은 온도에서 매우 양호한 작동이 유지될수 있도록, 밸브 장치(1)의 유동 횡-단면의 치수에 대한 제한이 없다.

Claims (12)

  1. - 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9),
    - 스프링 장치(4)에 의해서 제 1 위치내로 편향되는 밸브 요소(3)로서, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들은 서로로부터 차단되어 있는 밸브 요소(3)
    - 상기 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들이 주 유체 연결부(A)내에 있는 제 2 위치로 밸브 요소(3)를 이동시킬 수 있도록 적합된 작동 수단(17)를 포함하고 있는 밸브 장치(1)에 있어서,
    또 다른 스프링 장치(12)에 의해서 제 1 위치내로 편향되고, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들이 서로로부터 차단되며, 그리고
    또 다른 작동 수단에 의해서 제 2 위치로 이끌어질 수 있으며, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들이 보조 유체 연결부(B)내에 있도록 또 다른 밸브 요소(11)가 제공되어 있으며,
    이는, 밸브 장치(1)를 작동시키자마자, 제 1 유체 연결부 및 제 2 유체 연결부(7,9)들이 처음에 단지 보조 유체 연결부(B)내에 있는다음, 연이어서 주 유체 연결부(A) 또는 주 유체 연결부(A)와 보조 유체 연결부(B) 둘내에 있기 위한 것이며,
    주 유체 연결부(A)의 유동 횡-단면은 보조 유체 연결부(B)의 유동 횡-단면보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    작동 수단(50) 및/또는 또 다른 작동 수단들은 전자기적으로 그리고/또는 유압적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 장치(3) 및 또 다른 밸브 요소(11) 둘은 공동 작동 수단(50)에 의해서 작동되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브 요소(3)는 돔-형상이고 또 다른 밸브 요소(11)는 구형으로 형성되어 있으며, 또 다른 밸브 요소(11)는 상기 밸브 요소(3)내에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스프링 장치(4)의 편심력은 또 다른 스프링 장치(12)의 편심력보다 더 큰 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    주 유체 연결부(A)는 밸브 장치(1)의 하우징(2)에 형성되어 있는 밀봉 안착대(5) 및 밸브 요소(3)에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    보조 유동 연결부(B)는 밸브 요소(3)에 형성되어 있는 밀봉 안착대(14) 및 또 다른 밸브 요소(11)에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스프링 장치(4)는 상기 밸브 요소(1)의 하우징(2)에 기대는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    또 다른 스프링 장치(12)는 밸브 요소(3)를 통해서 지지되는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    또 다른 밸브 요소(11)는 상기 작동 수단(17)과 일체로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    또 다른 스프링 장치(12)는 또 다른 밸브 요소(11)가 그 제 1 위치를 취하기 위하여 작동 수단(17)을 편향시키고, 또 다른 스프링 장치(12)는 밸브 장치(1)의 하우징(2)을 미는 것을 특징으로 하는 밸브 장치.
  12. 휠 브레이크(37)에 브레이크 유체를 제공하기 위하여 펌프(42)가 브레이크 압력 발생기 유니트(31)로부터 브레이크 유체를 취하는 방식으로, 특히, 구동 동력 제어뿐만 아니라 트랙션-슬립을 위하여 적합되어 있는 잠금-보호 브레이크 시스템이 있어서,
    선행 청구항 1 내지 11 중 하나 이상에 의한 하나 이상의 밸브 장치(1)가 사용되고, 밸브 장치(1)의 제 1 유체 연결부(7)는 브레이크 압력 발생기 유니트(31)에 연결되어 있고, 밸브 장치(1)의 제 2 유체 연결부(9)는 펌프(42)의 입구 측면(42e)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잠금-보호 브레이크 시스템.
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