DE102006029094A1 - Electromagnetic valve e.g. solenoid valve, for slip-controlled motor vehicle brake system, has magnet drive driving pre-control and main stages, where pre-control stage is formed such that drive is controlled without pulse width modulation - Google Patents

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Abstract

The valve has a pre-control stage and a main stage operated by a magnet drive, where a valve closing member (14) of the pre-control stage is accommodated in a magnetic armature (3). The member is adjusted on a valve seat, which forms a component of the main stage. The main stage has a valve closing member (28) with a larger passage cross section. The member (28) is adjusted on the seat and is accommodated in a blind hole (37) of the armature. The drive is formed in such a manner that the drive is controllable without pulse width modulation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a solenoid valve according to the preamble of claim 1

Aus der DE 10 2005 014 100 A1 ist ein Elektromagnetventil bekannt geworden, dessen Ventilschließglied der Hauptstufe in einer Führungshülse aufgenommen ist, die unterhalb des Magnetankers in das Ventilgehäuse eingesetzt ist. Das Ventilschließglied der Hauptstufe befindet sich somit unterhalb des Magnetankers, aus dem das Ventilschließglied der Vorsteuerstufe auf das Ventilschließglied der Hauptstufe hervorsteht.From the DE 10 2005 014 100 A1 is a solenoid valve has become known, the valve closing member of the main stage is accommodated in a guide sleeve which is inserted below the armature in the valve housing. The valve closing member of the main stage is thus located below the armature, from which protrudes the valve closing member of the pilot stage on the valve closing member of the main stage.

Infolge der geschilderten Anordnung der beiden Ventilschließglieder ergibt sich eine verhältnismäßig große Baulänge.As a result the described arrangement of the two valve closure members results in a relatively large length.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der angegebenen Art derart zu verbessern, dass dieses den vorgenannten Nachteil nicht aufweist, wobei das Elektromagnetventil, ohne die Notwendigkeit einer Pulsweitenmodulation, unter Verwendung einer standardisierten Magnetspule ein möglichst großer Magnetanker- bzw. Ventilöffnungshub überbrückbar sein soll.Therefore It is the object of the present invention, a solenoid valve the type specified to improve so that this the aforementioned Disadvantage, wherein the solenoid valve, without the Need for a pulse width modulation, using a Standardized solenoid coil as large as possible Magnetanker- or Ventilöffnungshub be bridged should.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Hydraulikventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is according to the invention for a hydraulic valve the specified type with the characterizing features of the claim 1 solved.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.Further Features and advantages of the invention will become apparent from the description an embodiment out.

Die 1 zeigt ein als Zweistufenventil ausgeführtes Elektromagnetventil in seiner geschlossenen Grundstellung. Das im Längsschnitt abgebildete, als 2/2-Wege-Sitzventil ausgelegte Ventil weist ein in Patronenbauweise ausgeführtes, den Magnetfluss leitende Ventilgehäuse 6 auf, welches ein Ventilschließglied 14 einer Vorsteuerstufe und ein mit dem Ventilschließglied 14 korrespondierendes weiteres Ventilschließglied 28 einer Hauptstufe aufnimmt, die koaxial zueinander im Ventilgehäuse 6 ausgerichtet sind.The 1 shows a designed as a two-stage valve solenoid valve in its closed position. The illustrated in longitudinal section, designed as a 2/2-way valve seat valve has a cartridge design, the magnetic flux conducting valve housing 6 on which a valve closure member 14 a pilot stage and with the valve closure member 14 corresponding additional valve closure member 28 a main stage, the coaxial with each other in the valve body 6 are aligned.

Zur Betätigung des Magnetankers 3 ist entsprechend dem eingangs zitierten Stand der Technik eine Magnetspule 1 entweder außen auf einer mit dem Ventilgehäuse 6 verbundenen, den Magnetfluss nicht leitenden Ventilhülse aufgesetzt, die von einem stopfenförmigen Magnetkern verschlossen ist, oder die Magnetspule 1 ist entsprechend dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel nah 1 innerhalb eines kappenförmigen, hochdruckfesten Jochteils 5 aufgenommen, das mittels einer umlaufenden Schweißnaht 21 mit dem Ventilgehäuse 6 direkt verbunden ist.For actuating the magnet armature 3 is according to the cited prior art, a magnetic coil 1 either outside on one with the valve body 6 connected, the magnetic flux non-conductive valve sleeve placed, which is closed by a plug-shaped magnetic core, or the magnetic coil 1 is close according to the embodiment of the invention 1 within a cap-shaped, high pressure-resistant yoke part 5 recorded by means of a circumferential weld 21 with the valve body 6 directly connected.

Der in 1 auf den Magnetanker 3 gerichtete Zylindervorsprung 25 bildet gewissermaßen den Magentkern, der von einer gestuften Ausnehmung 24 begrenzt ist, die sowohl an die Kontur der Magnetspule 1 als auch vorteilhaft an die Proportionalkontur des Magnetankers 3 angepasst ist. Zwischen dem Zylindervorsprung 25 und der Stirnfläche des Magnetankers 3 ist ein Axialspalt 2 vorgesehen, der ebenso wie ein zwischen einer Mantelfläche des Magnetankers 3 und dem Ventilgehäuse 6 vorgesehenen Radialspalt 4 während einer elektromagneti schen Erregung von Magnetfeldlinien überbrückt ist.The in 1 on the magnet armature 3 directed cylinder projection 25 forms, so to speak, the magent core, that of a stepped recess 24 is limited, both to the contour of the magnetic coil 1 as well as advantageous to the proportional contour of the magnet armature 3 is adjusted. Between the cylinder projection 25 and the end face of the magnet armature 3 is an axial gap 2 provided, as well as a between a lateral surface of the magnet armature 3 and the valve housing 6 provided radial gap 4 is bridged during electromagnetic excitation of magnetic field lines.

Zur elektrischen Energieversorgung der Magnetspule 1 ist das die Magnetspule 1 aufnehmende Jochteil 5 mit einer zur Atmosphäre gerichteten Durchgangsöffnung 13 versehen, durch die ein mit der Magnetspule 1 verbundener elektrischer Kontakt 23 über eine Dichtscheibe 15 flüssigkeitsdicht hindurchgeführt ist.For the electrical power supply of the magnetic coil 1 this is the solenoid 1 receiving yoke part 5 with a passage opening directed to the atmosphere 13 provided by the one with the magnetic coil 1 connected electrical contact 23 over a sealing washer 15 liquid-tight is passed.

Um das Ventilgehäuse 6 möglichst kostengünstig auszubilden, ist dessen Kontur automatengerecht durch Kaltschlagen oder Fließpressen eines den Magnetfluss leitenden Rohlings hergestellt, dessen Außenkontur eine Gehäusestufe mit einer Ringnut 12 aufweist, in die zur Befestigung und Abdichtung des Ventilgehäuses 6 im Ventilblock 11 das gegenüber dem Ventilgehäuse 6 weichere Material des Ventilblocks 11 plastisch verdrängt ist. Sofern gewünscht, kann das Ventilgehäuse 6 alternativ auch als Drehteil ausgeführt werden.To the valve body 6 form as inexpensively as possible, the contour is automatically produced by cold striking or extrusion of a magnetic flux conducting blank, the outer contour of a housing stage with an annular groove 12 having, in the for fastening and sealing of the valve housing 6 in the valve block 11 that opposite the valve housing 6 softer material of the valve block 11 is displaced plastically. If desired, the valve housing 6 alternatively also be designed as a turned part.

Ebenso lässt sich aufgrund des gewählten Aufbaus auch der Magnetanker 3 durch Fließpressen bzw. Kaltschlagen vereinfacht herstellen.Likewise, the magnet armature can be due to the selected structure 3 produced by extrusion or cold punching simplified.

Ferner weist das abgebildete Elektromagnetventil ein am unteren, zapfenförmig abgesetzten Ende des Ventilgehäuses 6 angeordnetes Filterelement 31 auf, das als Ringfilterelement ausgeführt ist und Schmutzeintrag in einen auf der Höhe der Hauptstufe das Ventilgehäuse 6 durchquerenden Druckmittelkanal 9 (Einlasskanal) verhindert.Furthermore, the illustrated solenoid valve has a lower, cone-shaped stepped end of the valve housing 6 arranged filter element 31 on, which is designed as a ring filter element and dirt entry into a at the height of the main stage, the valve housing 6 passing through the pressure medium channel 9 (Inlet channel) prevented.

In den Zylindervorsprung 25 mündet aus der Richtung des Axialspalts 2 eine Sackbohrung 16 ein, die eine Druckfeder 17 aufnimmt, welche zwischen einer an der Stirnfläche des Mag netankers 3 angebrachten Hülse 38 und dem Ende der Sackbohrung 16 eingespannt ist, wodurch infolge der Federwirkung in der Ventilgrundstellung der Magnetanker 3 mit dem Ventilschließglied 14 der Vorsteuerstufe am Ventilsitz 8 anliegt, der ein Bestandteil des Ventilschließgliedes 28 der Hauptstufe ist.In the cylinder projection 25 flows out of the direction of the axial gap 2 a blind hole 16 a, which is a compression spring 17 takes up, which between one on the face of the Mag netankers 3 attached sleeve 38 and the end of the blind hole 16 is clamped, whereby due to the spring action in the basic valve position of the armature 3 with the valve closing member 14 the pilot stage on the valve seat 8th abuts, which is a part of the valve closure member 28 the main stage is.

Die Hülse 38 weist an ihrem der Vorsteuerstufe zugewandten Ende einen mit einer Druckmittelausgleichsbohrung 35 versehener Hülsenboden auf, an den sich einerseits das erste Ventilschließglied 14, andererseits das aus der Sackbohrung 16 hervorstehende Ende der Druckfeder 17 abstützt. Durch die Hülse 38 ist überdies eine präzise Führung des Magnetankers 3 gegenüber dem Magnetkern (Zylindervorsprung 25) gewährleistet, was mit Blick auf die Proportionalkontur des Magnetantriebs von Bedeutung ist.The sleeve 38 has at its the pilot stage end facing one with a pressure medium balancing hole 35 provided sleeve bottom, on the one hand, the first valve closure member 14 , on the other hand that from the blind hole 16 protruding end of the compression spring 17 supported. Through the sleeve 38 Moreover, a precise guidance of the armature is 3 opposite the magnetic core (cylinder projection 25 ) ensures what is important with regard to the proportional contour of the magnetic drive.

Der mit dem ersten Ventilschließglied 14 zusammenwirkende Ventilsitz 8 ist an dem hohlkolbenförmigen zweiten Ventilschließglied 28 angeordnet, das innerhalb eines Mitnehmers 18 angeordnet ist. Um die Bauhöhe möglichst gering zu halten, erstreckt sich der hülsenförmige Mitnehmer 18 und der im Mitnehmer 18 hubbeweglich angeordnete Schaft des Ventilschließgliedes 28 überwiegend versenkt innerhalb einer auf der Ventillängsachse angeordneten Sackbohrung 37 des Magnetankers 3. An die Sackbohrung 37 schließt sich in Richtung des Axialspalts 2 eine Durchgangsbohrung 42 im Magnetanker 3 an, die zur längsbeweglichen Aufnahme des Ventilschließgliedes 14 an den Durchmesser des stößelförmigen Ventilschließgliedes 14 angepasst ist. Dem Ventilschließglied 28 ist somit in Reihenschaltung das Ventilschließglied 14 im Magnetanker 3 vorgelagert. Das vom Ventilsitz 8 abgewandte Ende des Ventilschließgliedes 14 stützt sich unter der Wirkung einer in der Sackbohrung 37 des Magnetankers 3 angeordneten Druckfeder 19 am Boden der Hülse 38 ab. Die Druckfeder 19 ist zwischen einem Kragen 7 des Ventilschließgliedes 28 und einem unterhalb des Magnetankers 3 am Ventilgehäuse 6 fixierten, ringscheibenförmigen Federanschlag 20 eingespannt, dessen mittiger Durchgang vom rohrförmigen Abschnitt des Ventilschließgliedes 28 in Richtung auf den Ventilsitz 29 durchdrungen ist. Der gekröpfte Außenrand des Federanschlags 20 stützt sich an der Innenwand des Ventilgehäuses 6 ab, sodass der Federanschlag 20 außer einer Abstützfunktion für die Druckfeder 19 eine Zentrierfunktion für das Ventilschließglied 28 übernimmt.The with the first valve closing member 14 cooperating valve seat 8th is on the hollow piston-shaped second valve closure member 28 arranged within a driver 18 is arranged. In order to keep the height as low as possible, extends the sleeve-shaped driver 18 and in the driver 18 liftably arranged shaft of the valve closure member 28 predominantly recessed within a blind bore arranged on the valve longitudinal axis 37 of the magnet armature 3 , At the blind hole 37 closes in the direction of the axial gap 2 a through hole 42 in the magnet armature 3 to, for longitudinally movable recording of the valve closure member 14 to the diameter of the plunger-shaped valve closure member 14 is adjusted. The valve closure member 28 is thus in series connection the valve closure member 14 in the magnet armature 3 upstream. That from the valve seat 8th opposite end of the valve closure member 14 rests under the action of one in the blind hole 37 of the magnet armature 3 arranged compression spring 19 at the bottom of the sleeve 38 from. The compression spring 19 is between a collar 7 of the valve closure member 28 and one below the armature 3 on the valve body 6 fixed, ring-shaped spring stop 20 clamped, whose central passage from the tubular portion of the valve closure member 28 towards the valve seat 29 is permeated. The cranked outer edge of the spring stop 20 is supported on the inner wall of the valve body 6 so that the spring stop 20 except a support function for the compression spring 19 a centering function for the valve closure member 28 takes over.

In der abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Magnetankerstellung (Ventilgrundstellung) verschließt das in Reihe zum Ventilschließglied 14 angeordnete Ventilschließglied 28 unter der Wirkung der Druckfeder 17 den an der Ventilsitzhülse 26 angeordneten weiteren Ventilsitz 29, der gegenüber dem Ventilsitz 8 eine erheblich größere Ventilsitzfläche aufweist. Die Ventilsitzhülse 26 ist mittels einer Presspassung im zapfenförmigen Endbereich des Ventilgehäuses 6 befestigt. Durch die gewählte Presspassung lässt sich der Hub des Ventilschließgliedes 28 einfach und dennoch präzise einstellen. In die Ventilsitzhülse mündet ein Druckmittelkanal (Auslasskanal) 10 vertikal ein, der ebenso wie der Druckmittelkanal 9, mit dem jeweiligen Ventilanschluss 39 im Ventilblock 11 in Verbindung steht.In the illustrated electromagnetically non-energized magnet armature position (basic valve position), this closes in series with the valve closing element 14 arranged valve closure member 28 under the action of the compression spring 17 the at the valve seat sleeve 26 arranged another valve seat 29 , opposite the valve seat 8th has a significantly larger valve seat. The valve seat sleeve 26 is by means of a press fit in the pin-shaped end region of the valve housing 6 attached. The selected interference fit allows the stroke of the valve closing member 28 simple yet precise adjustment. In the valve seat sleeve opens a pressure medium channel (outlet channel) 10 vertically, which as well as the pressure medium channel 9 , with the respective valve connection 39 in the valve block 11 communicates.

Die zwischen dem Federanschlag 20 und dem Kragen 7 des Ventilkolbens 28 angeordnete Druckfeder 19 ist derart bemessen, dass bei elektromagnetischer Erregung des Magnetankers 3 das Ventilschließglied 28 flüssigkeitsdicht am Ventilschließglied 14 verharrt, solange das Ventilschließglied 28 hydrau lisch nicht druckausgeglichen ist. Das Ventilschließglied 14 wirkt als Vorsteuerstufe und gibt lediglich gegenüber dem als Hauptstufe wirksamen großen Ventilsitz 29 einen vergleichsweise kleinen Drosselquerschnitt 40 innerhalb des Ventilschließgliedes 28 frei, sodass der Volumendurchsatz maßgeblich von der hydraulisch initiierten Stellung des Ventilschließgliedes 28 bestimmt ist, wozu das Ventilschließglied 28 vom Ventilsitz 29 abgehoben ist.The between the spring stop 20 and the collar 7 of the valve piston 28 arranged compression spring 19 is dimensioned such that when electromagnetic excitation of the armature 3 the valve closure member 28 liquid-tight on the valve closing member 14 remains as long as the valve closure member 28 hydrau lic is not pressure balanced. The valve closure member 14 acts as a pilot stage and gives only to the effective as the main stage large valve seat 29 a comparatively small throttle cross-section 40 within the valve closure member 28 free, so that the volume flow rate significantly from the hydraulically initiated position of the valve closure member 28 it is determined what the valve closing member is for 28 from the valve seat 29 is lifted off.

Der Magnetanker 3 wird entlang dem abgekröpften Rand des Federanschlags 20 am unteren Ende präzise im Ventilgehäuse 6 geführt. Die Außenkontur des Federanschlags 20 ist durch Tiefziehen von Dünnblech, der darin vorgesehene Durchgang und die darin enthaltenen Druckausgleichsöffnungen sind hingegen im Stanz- oder Prägeverfahren hergestellt. Der somit topfförmig gestaltete Federanschlag 20 lässt sich unmittelbar an einer Stufe im Ventilgehäuse 6 fixieren, ohne dass es besonderer Montage- und Befestigungsschritte bedarf.The magnet armature 3 is along the bent edge of the spring stop 20 precise at the bottom in the valve body 6 guided. The outer contour of the spring stop 20 is by deep drawing of thin sheet, the passage provided therein and the pressure compensation openings contained therein, however, are produced in the stamping or embossing process. The thus pot-shaped spring stop 20 can be directly at a stage in the valve body 6 fix, without the need for special assembly and mounting steps.

Da das Ventilschließglied 28 der Hauptstufe überwiegend in einer Sackbohrung 37 des Magnetankers 3 aufgenommen ist, in der auch der Mitnehmer 18 mit der Druckfeder 19 eingesetzt ist, ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise.Since the valve closing member 28 the main stage mainly in a blind hole 37 of the magnet armature 3 is included, in which also the driver 18 with the compression spring 19 is used, results in a particularly compact design.

Die Sackbohrung 37 weist zur Druckmittelführung innerhalb des Magnetankers 3 vorteilhaft wenigstens eine Längsnut 36 auf, die in der geöffneten Stellung der Vorsteuerstufe über den Hülsenabschnitt eine Druckmittelverbindung zwischen dem Ventileinlass- und Ventilauslass herstellt.The blind hole 37 points to the pressure fluid guide within the armature 3 advantageously at least one longitudinal groove 36 on, which establishes a pressure medium connection between the valve inlet and valve outlet in the open position of the pilot stage via the sleeve portion.

Eine besonders einfache Aufnahme, Führung und Abstützung für das Ventilschließglied 14 der Vorsteuerstufe ergibt sich innerhalb der verengten Durchgangsbohrung 42 (Durchbruch) des Magnetankers 3. Zum Abheben des Ventilschließgliedes 14 vom Ventilsitz 8 weist das Ventilschließglied 14 eine Stößelstufe 46 auf, die im Bereich der Durchgangsbohrung 42 an der dem Magnetkern 15 zugewandten Bohrungsstufe im Magnetanker anlegbar ist.A particularly simple recording, leadership and support for the valve closure member 14 the pilot stage results within the narrowed through hole 42 (Breakthrough) of the magnet armature 3 , To lift the valve closure member 14 from the valve seat 8th has the valve closing member 14 a pestle stage 46 on, in the area of the through hole 42 at the magnetic core 15 facing hole level in the armature can be applied.

Mit Blick auf die baulichen Besonderheiten des Elektromagnetventils folgt nunmehr hierzu eine Funktionsbeschreibung.With Look at the structural features of the solenoid valve This is followed by a functional description.

In der abgebildeten, elektromagnetisch nicht erregten Ventilstellung nehmen infolge der Schließkraft der Druckfeder 17, deren Federkraft größer dimensioniert ist als die Kraft der entgegengesetzt wirkenden Druckfeder 19, beide Ventilschließglieder 14, 28 ihre Ventilschließstellungen ein. Das stößelförmige Ventilschließglied 14 liegt hierzu auf Endanschlag am Boden der Hülse 38 an und drückt das hülsenförmigen Ventilschließgliedes 28 auf den Ventilsitz 29. Beim bevorzugten Einsatz der abgebildeten Hydraulikventile in einer schlupfgeregelten Bremsanlage liegen in der Regel keine konstanten hydraulischen Drücke im Druckmitteleinlass (horizontaler Ventilanschluss 39) und Druckmittelauslass (vertikaler Ventilanschluss 39) vor, wobei der Druck im Druckmitteleinlass in der Regel überwiegt.In the illustrated, non-energized solenoid valve position take due to the closing force of the compression spring 17 , whose spring force is larger than the force of the oppositely acting compression spring 19 , both valve closing members 14 . 28 their valve closing positions. The pestle-shaped valve closure member 14 lies on the end stop at the bottom of the sleeve 38 and pushes the sleeve-shaped valve closure member 28 on the valve seat 29 , In the preferred use of the illustrated hydraulic valves in a slip-controlled brake system are usually no constant hydraulic pressures in the pressure medium inlet (horizontal valve port 39 ) and pressure medium outlet (vertical valve connection 39 ), wherein the pressure in the pressure medium inlet usually predominates.

Erfolgt unter den dargelegten Gegebenheiten nunmehr eine elektromagnetisch initiierte Hubbewegung des Magnetankers 3, so legt der Magnetanker 3 unter Kompression der Druckfeder 17 zunächst bis zum Anliegen der am Ventilschließglied 14 angebrachten Stößelstufe 46 am Magnetanker 3 einen Teilhub zurück. Folglich bewegt sich der Magnetanker 3 während des Teilhubs frei von hydraulischen Kräften nur entgegen der Wirkung der Druckfeder 17. Während diesem Teilhub verharrt somit das hydraulisch nicht druckausgeglichene Ventil schließglied 14 unter der Wirkung des hydraulischen Drucks in der abgebildeten Schließstellung am Ventilschließglied 28. In dem Moment, wenn infolge der Relativbewegung des Magnetankers 3 gegenüber dem Ventilschließglied 14 die Stirnfläche des Magnetankers 3 die Stößelstufe 46 berührt, ist der Abstand des Magnetankers 3 vom Magnetkern 15 bereits um den zitierten Teilhub reduziert, sodass begünstigt durch die Proportionalkontur des Magnetantriebs zunächst eine hinreichend große Magnetkraft für den relativ großen Teilhub zur Verfügung steht, um anschließend den zum Abheben des Ventilschließgliedes 14 vom Ventilsitz 8 noch erforderlichen Öffnungshub mit relativ geringem Kraftaufwand zu bewirken.If, under the circumstances described, an electromagnetically initiated lifting movement of the magnet armature now takes place 3 , so puts the armature 3 under compression of the compression spring 17 first to the concern of the valve closing member 14 attached ram stage 46 on the magnet armature 3 a partial lift back. Consequently, the armature moves 3 during the partial stroke free of hydraulic forces only against the action of the compression spring 17 , During this partial stroke thus remains the hydraulic non-pressure balanced valve closing member 14 under the action of the hydraulic pressure in the illustrated closed position on the valve closure member 28 , At the moment, when due to the relative movement of the armature 3 opposite the valve closing member 14 the end face of the armature 3 the plunger stage 46 touched, is the distance of the magnet armature 3 from the magnetic core 15 already reduced by the cited Teilhub so favored by the proportional contour of the magnetic drive initially a sufficiently large magnetic force for the relatively large partial stroke is available, then to the lifting of the valve closure member 14 from the valve seat 8th still necessary opening stroke with relatively little effort to effect.

Somit wird erst kurz bevor der Magnetanker 3 den Magnetkern (Zylindervorsprung 25) erreicht das Ventilschließglied 14 der Vorsteuerstufe angehoben, weil sodann der Magnetanker 3 an der Stößelstufe 46 anliegt und vom Magnetanker 3 mitgenommen wird. Das Ventilschließglied 14 entfernt sich damit vom Ventilsitz 8 am Ventilschließglied 28 und gibt den Drosselquerschnitt 40 frei, wodurch infolge des Druckausgleichs über den Drosselquerschnitt 40 der Kraftbedarf über den weiteren Magnetankerhub absinkt.Thus, only shortly before the armature 3 the magnetic core (cylinder projection 25 ) reaches the valve closure member 14 raised the pilot stage, because then the armature 3 at the pestle level 46 is applied and from the armature 3 is taken. The valve closure member 14 moves away from the valve seat 8th on the valve closing member 28 and gives the throttle cross-section 40 free, resulting in pressure equalization across the throttle area 40 the power requirement drops over the further magnet armature stroke.

Damit ist auf verhältnismäßig einfache Weise die Voraussetzung geschaffen, dass auch das Ventilschließglied 28 der Hauptstufe durch die Druckfeder 19 und den hülsenförmigen Mitnehmer 18 unterstützt den drosselfreien großen Querschnitt am Ventilsitz 29 zu öffnen vermag. Infolge des geöffneten Drosselquerschnitts 40 stellt sich innerhalb des Ventilgehäuses 6 ein hydraulischer Druckausgleich ein, der das Abheben des Ventilschließgliedes 28 vom Ventilsitz 29 erleichtert. Das Abheben des Ventilschließgliedes 28 vom Ventilsitz 29 erfolgt, sobald die Stirnfläche des mit dem Magnetanker 3 starr verbundenen Mitnehmers 18 den Kragen 7 des hohlkolbenförmigen Ventilschließgliedes 28 berührt, wobei die Druckfeder 19 das Ventilschließglied 28 über den vom Mitnehmer 18 erzwungenen Hub vom Ventilsitz 29 zusätzlich und damit vollständig anzuheben vermag, sobald über den Drosselquerschnitt 40 der hydraulische Druckausgleich erfolgt ist.Thus, the condition is created in a relatively simple manner that the valve closure member 28 the main stage by the compression spring 19 and the sleeve-shaped driver 18 supports the throttle-free large cross section at the valve seat 29 can open. As a result of the opened throttle cross-section 40 turns inside the valve body 6 a hydraulic pressure compensation, which is the lifting of the valve closure member 28 from the valve seat 29 facilitated. The lifting of the valve closure member 28 from the valve seat 29 takes place as soon as the end face of the magnet armature 3 rigidly connected driver 18 the collar 7 the hollow piston-shaped valve closure member 28 touched, with the compression spring 19 the valve closure member 28 over that of the driver 18 forced stroke from the valve seat 29 in addition and thus able to raise completely, as soon as the throttle cross-section 40 the hydraulic pressure compensation is done.

Der Vorteil der teleskopischen Anordnung der beiden Ventilschließglieder 14, 28 im Magnetanker 3 besteht somit darin, dass bei einer elektromagnetisch initiierte Hubbewegung des Magnetankers 3 zunächst bis zum Anliegen des Magnetankers 3 an der Stößelstufe des Ventilschließgliedes 14 bereits ein Teilhub vom Magnetanker 3 zurückgelegt ist, der den zum Öffnen des Ventilschließgliedes 28 erforderlichen Hub und damit auch den vom Magnetfeld zu überbrückende Axialspalt 2 erheblich reduziert, sodass nach dem Druckausgleich über die Drosselbohrung 40 mit einer verhältnismäßig geringen Magnetkraft das für einen großen Volumendurchsatz konzipierte Ventilschließglied 28 über den Mitnehmer 18 vom Ventilsitz 29 mit entsprechend geringem Kraftaufwand leicht abgehoben werden kann.The advantage of the telescopic arrangement of the two valve closure members 14 . 28 in the magnet armature 3 is thus that in an electromagnetically initiated lifting movement of the armature 3 first up to the concerns of the magnet armature 3 at the ram stage of the valve closure member 14 already a partial lift from the magnet armature 3 is set back, the opening to the valve closure member 28 required stroke and thus also the magnetic field to be bridged axial gap 2 significantly reduced, so after the pressure equalization through the throttle bore 40 with a relatively low magnetic force designed for a large volume flow rate valve closure member 28 about the driver 18 from the valve seat 29 can be easily lifted with correspondingly little effort.

Die 2 verdeutlicht den erforderlichen Kraftaufwand zur Betätigung beider Ventilschließglieder 14, 28 entlang der Kennlinie C. Hierzu ist entlang der Abszisse des Diagramms nach 2 der durch den Magnetanker 3 zu überbrückende Luftspalt 2 gezeigt und entlang der Ordinate ist der Kraftaufwand aufgetragen. Die Kennlinie A stellt den Magnetkraftverlauf infolge der Proportionalisierung des Magnetantriebs dar, während die Kennlinie B den Magnetkraftverlauf ohne Proportionalisierung aufzeigt. Beim Vergleich beider Kennlinien A, B fällt auf, dass bei großem Luftspalt (> 0,7 mm) ohne eine Proportionalisierung die Magnetkraft zur Betätigung der Ventilschließglieder 14, 28 nicht ausreicht, da bei Verwendung einer standardisierten (hochohmigen) Magnetspule 1 die Kennlinie B unterhalb der Kennlinie C verläuft. Eine Betätigung der Ventilschließglieder 14, 28 mittels einer standardisierten Magnetspule 1 setzt daher eine Magnetkraftsteigerung durch eine Proportionalisierung des Magnetantriebs voraus, da sodann gemäß Kennlinie A bei großem Luftspalt bereits ein über dem erforderlichen Kraftaufwand der Kennlinie C hinausreichender Magnetkraftüberschuss besteht. Da das Elektromagnetventil als Zweistufenventil ausgeführt ist, ergibt sich zur Betätigen der Vorsteuerstufe (Ventilschließglied 14) bei einem Luftspalt von 0,2–0,25 mm ein erhöhter Kraftaufwand auf der Kennlinie C in Form eines ersten Höckers, der jedoch unproblematisch durch den Magnetkraftverlauf entlang der Kennlinie A überschritten werden kann. Ein gegenüber dem ersten Höcker D verkleinerter zweiter Höcker E in der Kennlinie C, ergibt sich beim Betätigen der Hauptstufe (Ventilschließglied 28) bei einem Luftspalt von 0,1 mm, dessen Kraftaufwand ebenso unproblematisch durch die Magnetkraft entsprechend der Kennlinie A abgedeckt werden kann. Der durch den zweiten Höcker E dargestellte Kraftaufwand ist zwangsläufig infolge des hydraulischen Druckausgleichs über die Vorsteuerstufe gegenüber dem Kraftaufwand am ersten Höcker D entsprechend vermindert.The 2 illustrates the force required to operate both valve closing members 14 . 28 along the characteristic curve C. For this, the abscissa of the diagram shows 2 by the magnet armature 3 to be bridged air gap 2 shown and along the ordinate the force is applied. The characteristic A represents the magnetic force curve due to the proportionalization of the magnetic drive, while the characteristic B shows the magnetic force profile without proportionalization. When comparing both curves A, B it is noticeable that with a large air gap (> 0.7 mm) without a proportionalization, the magnetic force for actuating the valve closing members 14 . 28 is not sufficient because when using a standardized (high-impedance) solenoid 1 the characteristic B runs below the characteristic curve C. An actuation of the valve closing members 14 . 28 by means of a standardized magnet coil 1 Therefore, requires a magnetic force increase by a proportionalization of the magnetic drive, since then according to characteristic curve A with large air gap already beyond the required force of the characteristic curve C extending magnetic force excess exists. Since the solenoid valve is designed as a two-stage valve, results for actuating the pilot stage (valve closing member 14 ) at an air gap of 0.2-0.25 mm, an increased force on the characteristic curve C in the form of a first hump, which, however, can be easily exceeded by the magnetic force curve along the characteristic curve A. A comparison with the first hump D smaller second hump E in the curve C, results when you press the main stage (valve closing member 28 ) at egg nem air gap of 0.1 mm, the force can be just as easily covered by the magnetic force according to the characteristic curve A. The effort shown by the second hump E is inevitably reduced due to the hydraulic pressure equalization over the pilot stage against the force on the first hump D accordingly.

Zusammenfassend lässt sich somit festhalten, dass durch die in 1 dargestellte Proportionalkontur des Magnetantriebs bereits bei großem Luftspalt 2 eine zur Betätigung der Ventilschließglieder 14, 28 erforderliche Magnetkraft bewirkt wird, ohne die Notwendigkeit, eine niederohmige Magnetspule und die hierfür erforderliche PWM-Ansteuerung einsetzen zu müssen. Ein weiterer, den erforderlichen Kraftauf wand für den Magnetanker 3 mindernder Vorteil, ergibt sich durch die Abstützung der Druckfeder 19 an dem Federanschlag 20, der im Ventilgehäuse 6 fixiert ist, wodurch der Magnetanker 3 nur gegen die Druckfeder 17 bewegt werden muss.In summary, it can thus be said that the in 1 Proportional contour of the magnetic drive shown already at large air gap 2 one for actuating the valve closing members 14 . 28 required magnetic force is effected without the need to use a low-impedance magnetic coil and the required PWM control. Another, the required Kraftauf wall for the armature 3 diminishing advantage, results from the support of the compression spring 19 on the spring stop 20 in the valve body 6 is fixed, causing the armature 3 only against the compression spring 17 has to be moved.

Das vorgestellte Elektromagnetventil kommt bevorzugt in einem schlupfgeregelten Kfz-Bremssystem zur Anwendung, wozu der nur abschnittsweise abgebildete Ventilblock 11 eine Vielzahl von Ventilaufnahmebohrungen 30 aufweist, die in mehreren Reihen zur Aufnahme des abgebildeten Zweistufenventils und der abgebildeten stromlos geschlossenen sowie stromlos geöffneten Hydraulikventile in den Ventilblock 11 eingelassen sind. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompaktes Bremsgerät, dessen Ventilblock 11 aufgrund der geringen Bauhöhe der abgebildeten Hydraulikventile besonders flach baut.The proposed solenoid valve is preferably used in a slip-controlled vehicle brake system, including the valve block shown only in sections 11 a variety of valve receiving bores 30 having in several rows for receiving the illustrated two-stage valve and the illustrated normally closed and normally open hydraulic valves in the valve block 11 are admitted. This results in a particularly compact braking device, the valve block 11 due to the low height of the illustrated hydraulic valves particularly flat builds.

Wie aus 1 ersichtlich ist, sind alle zitierten Bauteile rotationssymmetrisch zur Ventillängsachse ausgerichtet, wodurch eine automatengerechte Herstellung und vereinfachte Montage der Bauteile begünstigt wird.How out 1 it can be seen, all cited components are rotationally symmetrical aligned with the valve longitudinal axis, whereby a vending machine-compatible production and simplified assembly of the components is favored.

Claims (12)

Elektromagnetventil, das innerhalb eines Ventilgehäuses eine Vorsteuer- und eine Hauptstufe aufweist, die von einem Magnetantrieb betätigbar sind, wozu ein Ventilschließglied der Vorsteuerstufe zumindest abschnittsweise in einem Magnetanker aufgenommen ist, der innerhalb dem Ventilgehäuse geführt ist, wobei das Ventilschließglied der Vorsteuerstufe auf einen Ventilsitz gerichtet ist, der ein Bestandteil der Hauptstufe bildet, deren Ventilschließglied auf einen im Ventilgehäuse fixierten Ventilsitz gerichtet ist, dessen Durchlassquerschnitt gegenüber dem Ventilsitz der Vorsteuerstufe größer bemessen ist, sowie mit einer am Ventilgehäuse angeordneten Magnetspule und einem Magnetkern, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (28) der Hauptstufe zumindest abschnittsweise in einer Sackbohrung (37) des Magnetankers (3) aufgenommen ist, und dass der Magnetantrieb derart ausgeführt ist, dass dieser ohne Pulsweitenmodulation ansteuerbar ist.Solenoid valve having a pilot and a main stage within a valve housing, which are actuated by a magnetic drive, including a valve closing member of the pilot stage is at least partially accommodated in a magnet armature which is guided within the valve housing, wherein the valve closing member of the pilot stage directed to a valve seat is that forms a part of the main stage, the valve closing member is directed to a valve seat fixed in the valve housing whose passage cross-section relative to the valve seat of the pilot stage is sized larger, as well as arranged on a valve housing solenoid and a magnetic core, characterized in that the valve closing member ( 28 ) of the main stage at least in sections in a blind bore ( 37 ) of the magnet armature ( 3 ) is received, and that the magnetic drive is designed such that it can be controlled without pulse width modulation. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) und der Magnetkern als Bestandteile des Magnetantriebs eine Proportionalkontur aufweisen, wozu der Magnetkern vorzugsweise durch einen Zylindervorsprung (25) gebildet ist, der in eine Ausnehmung (33) des Magnetankers (3) eintauchbar ist.Electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that the magnet armature ( 3 ) and the magnetic core as components of the magnetic drive have a proportional contour, to which the magnetic core preferably by a cylinder projection ( 25 ) formed in a recess ( 33 ) of the magnet armature ( 3 ) is submersible. Elektromagnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindervorsprung (25) mit einem die Magnetspule (1) umgebenden, vorzugsweise hochdruckfes ten Jochteil (5) einstückig verbunden ist.Electromagnetic valve according to claim 2, characterized in that the cylinder projection ( 25 ) with a magnetic coil ( 1 ) surrounding, preferably hochdruckfes th yoke part ( 5 ) is integrally connected. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Jochteil (5) kappenförmig gestaltet ist, in dem der Zylindervorsprung (25) integriert ist, der von einer gestuften Ausnehmung (24) begrenzt ist, die sowohl an die Kontur der Magnetspule (1) als auch an die Proportionalkontur des Magnetankers (3) angepasst ist.Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the yoke part ( 5 ) is designed cap-shaped, in which the cylinder projection ( 25 ) integrated by a stepped recess ( 24 ) is limited, both to the contour of the magnetic coil ( 1 ) as well as to the proportional contour of the magnet armature ( 3 ) is adjusted. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sackbohrung (37) ein vorzugsweise hülsenförmiger Mitnehmer (18) befestigt ist, der mit dem Ventilschließglied (28) der Hauptstufe formschlüssig verbindbar ist.Electromagnetic valve according to claim 1, characterized in that in the blind bore ( 37 ) a preferably sleeve-shaped driver ( 18 ), which is connected to the valve closing member ( 28 ) of the main stage is positively connected. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federanschlag (20) unterhalb des Magnetankers (3) an einer Stufe des Ventilgehäuses (6) fixiert ist.Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that a spring stop ( 20 ) below the magnet armature ( 3 ) at a stage of the valve housing ( 6 ) is fixed. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ventilschließglied (28) und dem Federanschlag (20) eine Druckfeder (19) angeordnet ist, die unabhängig vom Hub des Magnetankers (3) das Ventilschließglied (28) der Hauptstufe in Richtung auf das Ventilschließglied (14) der Vorsteuerstufe beaufschlagt.Electromagnetic valve according to claim 6, characterized in that between the valve closing member ( 28 ) and the spring stop ( 20 ) a compression spring ( 19 ) is arranged independently of the stroke of the armature ( 3 ) the valve closure member ( 28 ) of the main stage in the direction of the valve closing member ( 14 ) of the pilot stage. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (28) der Hauptstufe einen Hülsenabschnitt aufweist, an dessen in die Sackbohrung (37) gerichtetes Ende ein innerhalb der Sackbohrung (37) geführter Kragen (7) angeordnet ist, an dem der Mitnehmer (18) anlegbar ist.Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing member ( 28 ) of the main stage has a sleeve portion at which in the blind bore ( 37 ) directed end within the blind bore ( 37 ) guided collar ( 7 ) is arranged, on which the driver ( 18 ) can be applied. Elektromagnetventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sackbohrung (37) mit einer Längsnut (36) versehen ist, die in der geöffneten Stellung der Vorsteuerstufe über den Hülsenabschnitt eine Druckmittelverbindung zwischen einem Ventileinlass- und Ventilauslass herstellt.Electromagnetic valve according to claim 8, characterized in that the blind bore ( 37 ) with a longitudinal groove ( 36 ), which in the open position of the pilot stage above the sleeves section establishes a fluid connection between a valve inlet and valve outlet. Elektromagnetventil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließglied (14) der Vorsteuerstufe sich an einer in einer Durchgangsbohrung (42) des Magnetankers (3) befestigte Hülse (38) abstützt, wobei das Ventilschließglied (14) der Vorsteuerstufe eine Stößelstufe (46) aufweist, die an einer Stufe der Durchgangsbohrung (42) anlegbar ist.Electromagnetic valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing member ( 14 ) of the pilot stage is located at one in a through hole ( 42 ) of the magnet armature ( 3 ) attached sleeve ( 38 ) is supported, wherein the valve closing member ( 14 ) of the pilot stage a ram stage ( 46 ), which at one stage of the through hole ( 42 ) can be applied. Elektromagnetventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (38) den Magnetanker (3) gegenüber dem Zylindervorsprung (25) zentriert, wozu die Hülse (38) in der Sackbohrung (16) des Magnetkerns (15) eintauchbar geführt ist.Electromagnetic valve according to claim 10, characterized in that the sleeve ( 38 ) the magnet armature ( 3 ) opposite the cylinder projection ( 25 ) centered, to which the sleeve ( 38 ) in the blind bore ( 16 ) of the magnetic core ( 15 ) is guided submersible. Elektromagnetventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die in der Sackbohrung (16) angeordnete Druckfeder (17) innerhalb der Hülse (38) abstützt.Electromagnetic valve according to claim 11, characterized in that in the blind bore ( 16 ) arranged compression spring ( 17 ) within the sleeve ( 38 ) is supported.
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