KR20230144067A - 특히 슬립 제어식의 차량용 브레이킹 시스템을 위한 솔레노이드 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 솔레노이드 밸브에 관한 것으로서, 솔레노이드 밸브는, - 밸브 하우징(1) 내에서 축방향으로 이동 가능하게 제공되고, 밸브 하우징(1) 내에서, 밸브 시트(7) 내에 형성된 밸브 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있는 밸브 태핏(4); - 밸브 태핏(4)을 전자기적으로 작동시키는 전기자(9); 및 - 전기자(9)가 전자기적으로 작동되지 않는 초기 위치에 있을 때, 밸브 태핏(4)이 밸브 시트(7)로부터 상승된 위치에서 유지될 수 있게 배치되는 스프링 요소(2)를 포함한다. 본 발명에 따라, 밸브 태핏(4)과 밸브 하우징(1) 사이에서 잔류 에어 갭(18)을 설정하기 위해서, 설정 슬리브(5)에 의해서 밸브 하우징(1) 내에 마찰하는 방식으로 배치되는 부싱(11)이 제공된다.

Description

특히 슬립 제어식의 차량용 브레이킹 시스템을 위한 솔레노이드 밸브

본 발명은 특허 청구항 1의 전제부에 따른 솔레노이드 밸브, 특히 슬립 제어식의 차량용 브레이킹 시스템을 위한 솔레노이드 밸브에 관한 것이다.

DE 10 2006 052 629 A1에는 전자기적으로 여기되지 않은 상태에서 개방되도록 스위칭되는 솔레노이드 밸브가 이미 개시되어 있고, 이러한 솔레노이드 밸브는, 밸브 시트 내에 압력 매체 통로를 갖는 튜브형 밸브 하우징 내에서, 복귀 스프링의 작용에 반대로 이동할 수 있는 밸브 태핏을 작동시킬 수 있는 자기 전기자로 구성되고, 상기 압력 매체 통로는 자기 전기자가 여기될 때 밸브 태핏에 의해서 폐쇄된다.

그러나, 이러한 설계는, 자기 코어로서 구성되는, 자기 전기자와 밸브 하우징 사이의 잔류 에어 갭이 밸브 하우징 내의 밸브 시트의 변위에 의해서만 설정될 수 있고, 그에 따라 잔류 에어 갭을 정확하게 설정할 수 있도록 하기 위해서 밸브 시트가 밸브 하우징 내에서 용이하게 변위될 수 있도록 의도된다는 단점을 갖는다. 그러나, 이는, 잔류 에어 갭이 설정된 후에 밸브 시트를 그 단부 위치에 영구적으로 안전하게 배치하기 위해서, 필요 설정 매개변수의 생성 및 모니터링에 많은 요건이 요구된다는 단점을 갖는다. 또 다른 단점은 전류 에어 갭이 밸브 폐쇄 방향에 반대로만 설정될 수 있다는 사실로부터 발생한다.

이제 본 발명의 목적은 전술한 단점을 가지지 않는, 서두에서 언급한 유형의 솔레노이드 밸브를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따라, 이러한 목적은 청구항 1을 특징으로 하는 특징 및 청구항 9를 특징으로 하는 방법을 통해서, 언급된 유형의 솔레노이드 밸브에 의해 달성된다.

도면을 참조하여 이루어지는 복수의 예시적인 실시형태에 관한 설명을 바탕으로, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점에 대해 설명할 것이다.

도 1은 조정 슬리브에 의한, 밸브 하우징 내로 프레스되는(pressed) 부싱(bushing)의 조정 후의, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브의 길이방향 단면을 도시한다.
도 2는 부싱을 사시도로 도시한다.
도 3은 조정 슬리브에 의한 부싱의 조정 중의 도 1에 따른 솔레노이드 밸브를 도시한다.

도 1은 솔레노이드 밸브의 길이방향 단면의 상당한 확대도를 도시하고, 이러한 솔레노이드 밸브는 전자기적으로 여기되지 않은 상태에서 개방되고 바람직하게는 슬립 제어식의 유압 차량용 브레이크 시스템을 위해서 사용된다.

솔레노이드 밸브는, 밸브 하우징(1) 내에 축방향으로 이동 가능하게 배치되고 밸브 하우징(1) 내의 밸브 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있는 밸브 태핏(4)으로서, 밸브 통로가 밸브 시트(7) 내에 형성되고, 밸브 태핏(4)의 전자기적 작동을 위해서 제공되는 자기 전기자(9)를 가지는, 밸브 태핏(4); 및 밸브 태핏(4)이, 자기 전기자(9)의 전자기적으로 작동되지 않는 기본 위치에서, 밸브 시트(7)로부터 상승된 위치에서 유지되도록 하는 방식으로 배치되는 스프링 요소(2)를 갖는다.

도면에 따라, 자기 전기자(9)는, "중앙 하우징"인, 두꺼운 벽의 튜브형 밸브 하우징(1)에 바람직하게는 용접되는 오스테나이트 시트 금속 슬리브(12) 내에 수용되고, 이는 밸브 수용 본체의 밸브 수용 보어 내의 체결(fastening)을 보장한다.

시트 금속 슬리브(12)는 바람직하게는 얇은 시트 금속을 딥 드로잉하는 것에 의해서 돔-형상의 폐쇄된 캡의 형태로 제조되는 반면, 튜브형 밸브 하우징(1)의 윤곽은, 자기 특성을 형성하기 위해서 페라이트 재료 조직을 가지는 강 블랭크(steel blank)로부터 낙하 단조(drop forging) 또는 냉간 압출에 의해서 비용 효율적으로 제조된다.

밸브 시트(7)의 양 측면에서, 유체 통로(14, 15)가 각각 추가적인 시트 금속 슬리브(13) 내로 이어지고, 추가적인 시트 금속 슬리브는, 도면에 따라, 밸브 하우징(1)의 아래에 배치되고, 상기 유체 통로는, 도면에 따라, 측방향으로 펀칭된 홀로서 밸브 시트(7) 위에 그리고 수직 연장 중앙 보어로서 밸브 시트(7) 아래에 구현된다.

도시된 전자기적으로 여기되지 않은 밸브 기본 위치에서, 스프링 요소(2)의 작용의 결과로서, 밸브 태핏(4)은 밸브 시트(7)와 관련하여 소정 거리를 유지하여 밸브 시트(7) 내의 밸브 통로를 개방하고, 그에 따라 밸브 시트(7)의 양 측면 상의 하부 시트 금속 슬리브(13) 내로 이어지는 유체 통로들(14, 15) 사이에서 막힘없는 유압 연결이 보장된다.

반대로, 밸브 태핏(4)은 전자기적으로 여기된 밸브 위치에서 밸브 시트(7) 내의 통로를 폐쇄한다. 유리하게는, 밸브 태핏(4)은 자속을 전달하지 않는 재료, 특히 플라스틱으로 제조되고, 이러한 목적을 위해서 바람직하게는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 제조되고, 밸브 시트(7)를 대향하고 부싱(11) 내에 배치되는 밸브 태핏(4)의 부분은, 스프링 요소(2)가 위에서 지지되는 쇼울더(shoulder)(8)를 갖는다. 도면에 따라, 스프링 요소(2)는 쇼울더(8)와 부싱(11)의 하부 단부에 형성된 내부 링(6) 사이에서 부싱(11)의 통합된 구성요소로서 환형 챔버(10) 내에 클램핑된다.

플라스틱으로 제조된 밸브 태핏(4)을 사용함으로써, 바람직하거나 필요하다면 가스 질화에 의해서 경화되는 얇은 시트 금속의 딥 드로잉에 의해서 밸브 시트(7)를 특히 비용 효율적으로 제조할 수 있다.

잔류 에어 갭(18)을 설정하기 위해서, 축방향 변위 가능 부싱(11)이 밸브 하우징(1) 내에 제공되고, 상기 부싱은 밸브 태핏(4)과 밸브 하우징(1) 사이에 직접적으로 배치되고, 부싱의 단부는 잔류 에어 갭(18)이 설정된 후에 밸브 하우징(1)과 마찰되는 위치를 갖는다. 부싱의 조정에 대해서는 도 3에서 확인할 수 있다.

도 1 및 도 2는 부싱(11)의 구성에 관한 모든 상세 내용을 도시하고, 부싱은 밸브 태핏(4)의 직경에 맞춰 구성된 보어를 가지고, 그 내부에는 밸브 태핏(4) 및 스프링 요소(2)가 반경방향 유극(play)을 가지고 수용된다. 밸브 태핏(4)과 상호 작용하는 스프링 요소(2)를 지지할 수 있도록, 부싱(11)은 밸브 시트(7)를 대향하는 단부 영역 상에서 균질한 구성요소로서 내부 링(6)을 갖는다. 예로서, 길이방향 슬롯(3)의 설계에 따라, 밸브 하우징(1) 내에서 필요한 프레스-인(press-in) 및 변위 힘에 영향을 미칠 수 있도록, 2개의 연속적인 길이방향 슬롯들(3)이 부싱(11)의 원주에 걸쳐 직경 방향 배치로 분포되어 제공되고, 이러한 목적을 위해서 길이방향 슬롯(3)은, 밸브 하우징(1)과 압입 접촉(force-fitting contact)되는 부싱(11)의 길이에 걸쳐 연장된다. 자기 전기자(9)의 전자기적 작동 중에 자기력에 부정적인 영향을 미치는 것을 방지하기 위해서, 길이방향 슬롯(3)은 밸브의 대칭 축의 방향으로 그리고 그에 따라 밸브 코일의 여기로부터 생성될 수 있는 자기장 라인에 평행하게 연장된다. 길이방향 슬롯(3)의 선택된 설계는, 부싱(11)의 양 측면 상의 방해 없는 체적 보상이, 밸브 태핏(4)의 영역 내에 보상 홈을 제공할 필요없이, 밸브의 스위칭 중에 이루어질 수 있다는 것을 의미한다.

부싱(11)은, 밸브 하우징(1)과 마찬가지로, 자속을 전달하는 재료로 구성되고, 그에 따라 부싱(11)은 자기 코어 또는 자극의 기능을 수행한다. 결과적으로, 자기 전기자(9)를 대향하는 부싱(11)의 단부는 밸브 하우징(1)과 관련하여 돌출부(17)를 가지며, 이러한 돌출부와 자기 전기자(9) 사이에 잔류 에어 갭(18)이 형성된다. 바람직하게는, 부싱(11)은 선택된 기하형태로 인해서 소결 부품으로서 특히 단순하게 구현된다. 부싱(11) 상에서 측방향으로 도입되는 외부 채널 형태로 길이방향 슬롯(3)을 변경함으로써, 낙하-단조 부품으로서 제조하는 것도 생각할 수 있다.

또한, 도 1 및 도 3은 시트 금속 슬리브(13)를 도시하고, 그에 따라 밸브 시트(7)는 시트 금속 슬리브(13)의 포트-형상의 하향 딥-드로잉된 부분에 의해서 형성되고, 이는 외부 원주 상에서 일방향 밸브 하우징(21)을 수반하고, 그 하부 측에는 필터 요소(16)가 장착된다.

도 3에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 밸브 태핏(4)과 시트 금속 슬리브(12) 사이에 배치된 부싱(11)은 조정 슬리브(5)에 의해서 밸브 하우징(1) 내의 규정된 변위 위치에서 압입 방식으로 조정된다. 자기 전기자(9)를 대향하는 부싱(11)의 단부가 밸브 하우징(1)과 관련하여 축방향뿐만 아니라 반경방향의 돌출부(17)를 가지기 때문에, 조정 슬리브(5)는 더 작은 전기자 직경으로 인해서 부싱(11)의 단부 면 상에 배치될 수 있고, 그에 따라 부싱(11)을 단순하면서도 정확한 방식으로 튜브형 밸브 하우징(1) 내의 보어 내에서 변위시킬 수 있다. 따라서, 돌출부(17)와 자기 전기자(9) 사이에 위치된 잔류 에어 갭(18)은 힘을 거의 가하지 않고도 조정 슬리브(5)에 의해서 가변적으로 무한 조정될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 조정 슬리브(5)의 직경은 돌출부(17)의 영역 내에서 부싱(11)의 직경에 맞춰 구성된다.

조정 슬리브(5)에 의해서 밸브 태핏(4)의 전자기적 폐쇄 위치에서 잔류 에어 갭(18)을 조정할 수 있도록 하기 위해서, 밸브 하우징(1)은 요크 플레이트(yoke plate)(20) 내에 수용되는 자기 코일(19)을 수반하고, 튜브형 밸브 하우징(1)의 반대를 향하는 요크 플레이트의 통로 개구부(21)는 조정 슬리브(5)의 직경에 맞춰 구성된다. 따라서, 전자기적 여기 중에, 자속을 전달하지 않는 재료로 제조된 조정 슬리브(5)는 자기 코일(19) 내로 방해 받지 않고 도입될 수 있다.

잔류 에어 갭(18)의 조정은 도 3을 참조함으로써 명확해 질 것이고, 이를 위해서, 조정 슬리브(5)는 밸브 하우징(1)에 적용될 수 있는 자기 코일(19)의 개구부를 통해 밸브 하우징(1) 내에 배치된 부싱(11) 상에 배치되고, 부싱(11)은, 자기 전기자(19)와 부싱(11) 사이에서 검량되는 잔류 에어 갭(18)에 도달할 때까지, 변위되며, 변위 처리 중에, 밸브 태핏(4)과 밸브 시트(7)의 타이트한 접촉을 보장하기 위해서, 먼저 충분히 큰 전류가 자기 코일(19)에 인가되고 동시에 규정된 공압 또는 유압 테스트 압력이 밸브 개방 방향으로 밸브 시트(7)에 잔류하는 밸브 태핏(4)에 인가되는 특수한 특성을 갖는다. 따라서, 튜브형 밸브 하우징(1) 방향을 따른 부싱(11)의 변위 이동이 증가함에 따라, 밸브 태핏(4)이 스프링 요소(2)의 작용 하에서 밸브 시트(7)로부터 상승되거나 그 개방 밸브 기본 위치로 역으로 돌아가자마자, 테스트 전류 및 테스트 압력에 따라 설정되는 잔류 에어 갭(18)에 도달한다.

잔류 에어 갭(18)의 조정이 완료되면, 도 1에서 확인되는 오스테나이트 시트 금속 슬리브(12)로 밸브 하우징(1)을 폐쇄하기 위해 조정 슬리브(5) 및 자기 코일(19)을 제거하기만 하면 된다.

결론적으로, 도시되고 여기에서 구체적으로 설명된 구체적인 사항을 바탕으로, 잔류 에어 갭(18)이 자기 전기자 측의 방향으로부터 간단하고 정확한 방식으로 설정될 수 있는, 솔레노이드 밸브가 제공된다.

1 밸브 하우징
2 스프링 요소
3 길이방향 슬롯
4 밸브 태핏
5 조정 슬리브
6 내부 링
7 밸브 시트
8 쇼울더
9 자기 전기자
10 환형 챔버
11 부싱
12 시트 금속 슬리브
13 시트 금속 슬리브
14 유체 통로
15 유체 통로
16 필터 요소
17 돌출부
18 잔류 에어 갭
19 자기 코일
20 요크 플레이트
21 통로 개구부
22 일방향 밸브 하우징

Claims (10)

1. 솔레노이드 밸브, 특히 슬립 제어식의 차량용 브레이크 시스템을 위한 솔레노이드 밸브로서, 튜브형 밸브 하우징 및 스프링 요소를 포함하되, 상기 튜브형 밸브 하우징은 자속을 전달하고 그 내부에 밸브 태핏이 축방향으로 이동 가능하게 배치되며, 상기 밸브 태핏은 밸브 시트 내의 밸브 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있고 상기 밸브 태핏의 전자기적 작동을 위해서 시트 금속 슬리브 내에 수용되는 자기 전기자를 가지고; 상기 스프링 요소는, 상기 자기 전기자가 전자기적으로 작동되지 않는 기본 위치에서 상기 밸브 태핏이 상기 밸브 시트로부터 상승된 위치에서 유지되도록 하는 방식으로 배치되고, 부싱(11)이 상기 밸브 태핏(4)과 상기 시트 금속 슬리브(12) 사이에 배치되며, 상기 부싱은 조정 슬리브(5)에 의해서 상기 밸브 하우징(1) 내에 압입 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자기 전기자(9)를 대향하는 상기 부싱(11)의 단부가 상기 밸브 하우징(1)에 대한 돌출부(17)를 가지고, 상기 돌출부의 직경은 상기 조정 슬리브(5)의 직경에 상응하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조정 슬리브(5)에 의해서 조정될 수 있는 잔류 에어 갭(18)이 상기 부싱(11)의 돌출부(17)와 상기 자기 전기자(9) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브 하우징(1)은 요크 플레이트(20) 내에 수용되는 자기 코일(19)을 수반하고, 상기 튜브형 밸브 하우징(1)의 반대를 향하는 상기 요크 플레이트의 통로 개구부(21)는 상기 조정 슬리브(5)의 직경에 맞춰 구성되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시트 금속 슬리브(12) 및 상기 조정 슬리브(5)는 자속을 전달하지 않는 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
6. 제1항에 있어서,
   상기 부싱(11)은 자속을 전달하는 소결 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
7. 제1항에 있어서,
   상기 부싱(11)은, 그 원주에 걸쳐 분포되고 상기 부싱(11)의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 복수의 길이방향 슬롯(3)을 가지고, 상기 길이방향 슬롯은 상기 밸브 하우징(1)과 압입 접촉되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
8. 제7항에 있어서,
   상기 자기 전기자(9)의 반대를 향하는 단부 영역에서, 상기 부싱(11)은 상기 밸브 태핏(4)이 통과하는 내부 링(6)을 가지며, 이의 스프링 요소(2)는 상기 내부 링(6)과 상기 밸브 태핏(4) 상의 쇼울더(8) 사이에서 클램핑되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드 밸브.
9. 솔레노이드 밸브를 조정하는 방법으로서, 솔레노이드 밸브는 튜브형 밸브 하우징 및 스프링 요소로 구성되되, 상기 튜브형 밸브 하우징은 자속을 전달하고 그 내부에 밸브 태핏이 축방향으로 이동 가능하게 배치되며, 상기 밸브 태핏은 밸브 시트 내의 밸브 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있고 상기 밸브 태핏의 전자기적 작동을 위해서 시트 금속 슬리브 내에 수용되는 자기 전기자를 가지고; 상기 스프링 요소는 상기 자기 전기자가 전자기적으로 작동되지 않는 기본 위치에서 상기 밸브 태핏이 상기 밸브 시트로부터 상승된 위치에서 유지되도록 하는 방식으로 배치되고, 부싱(11)이 조정 슬리브(5)에 의해서 상기 비-폐쇄 밸브 하우징(1) 내에서 마찰하는 방식으로 조정되고, 이를 위해서 상기 조정 슬리브(5)는, 상기 밸브 하우징(1)에 적용될 수 있는 자기 코일(19) 내의 개구부를 통해서 상기 밸브 하우징(1) 내에 배치되는 부싱(11) 상에 배치되며, 상기 자기 전기자(19)와 상기 부싱(11) 사이에서 검량되는 잔류 에어 갭(18)에 도달할 때까지 상기 부싱(11)이 변위되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서,
    이하의 단계,
    - 상기 잔류 에어 갭(18)을 조정하기 위해서 규정된 전류를 상기 자기 코일(19)에 인가하는 단계;
    - 규정된 공압 또는 유압을, 상기 밸브 시트(7)에서 전자기적으로 유지되는 상기 밸브 태핏(4)에 인가하는 단계;
    - 상기 밸브 태핏(4)이 그 밸브 시트(7)로부터 상승될 때까지, 상기 자기 코일(19) 내로 삽입된 비-자기적 조정 슬리브(5)로 상기 부싱(11)을 상기 튜브형 밸브 하우징(1)의 방향으로 변위시키는 단계;
    - 상기 조정 슬리브(5) 및 상기 자기 코일(19)을 제거하는 단계; 및
    - 오스테나이트 시트 금속 슬리브(12)로 상기 밸브 하우징(1)을 폐쇄하는 단계
    를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.