DE19836493A1

DE19836493A1 - Elektromagnetventil

Info

Publication number: DE19836493A1
Application number: DE19836493A
Authority: DE
Inventors: Georg Obersteiner; Josef Lauer
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-08-12
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2018-08-13
Also published as: KR20010042092A; DE19836493B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil, mit einem Ventilgehäuse (9), axial beweglich angeordneten Ventilstößel (8), der an einem Magnetanker (11) befestigt ist, sowie mit einem axial im Ventilgehäuse (9) beweglichen Ventilkolben (7), mit einem blendenförmigen Druckmitteldurchlaß (3) im Ventilkolben (7), der vom Ventilstößel (8) verschlossen oder geöffnet wird, mit einem zwischen dem Ventilkolben (7) und dem Ventilgehäuse (9) angeordneten weiteren drosselfreien Druckmitteldurchlaß (4), der vom Ventilkolben (7) verschlossen oder geöffnet wird, mit beiderseits des Ventilkolbens (7) in das Ventilgehäuse (9) einmündenden Druckmittelkanälen (1, 2), wobei in der Grundstellung des Elektromagnetventils beide Druckmitteldurchlässe (1, 2) verschlossen sind. Der Ventilkolben (7) gibt nur dann den weiteren, drosselfreien Druckmitteldurchlaß (4) frei, wenn einerseits der in Ventilschließrichtung am Ventilkolben (7) wirkende hydraulische Druck kleiner als der Druck einer am Ventilkolben (7) angebrachten Feder (10), die in Ventilöffnungsrichtung wirksam ist und wenn andererseits durch elektromagnetische Erregung des Ventils mittels des Ventilstößels (8) der Druckmitteldurchlaß (3) im Ventilkolben (7) freigegeben ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromagnetventil nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 195 29 724 A1 ist bereits ein solches Elektro magnetventil bekannt geworden, das insbesondere für hydrau lische Kraftfahrzeugbremsanlagen mit Radschlupfregelung ver wendet wird. Es weist ein Ventilgehäuse auf, in das eine das Gehäuse verschließende Hülse eingesetzt ist, die einen mit einem Ventilstößel versehenen Magnetanker führt. In seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung befindet sich das Elektromagnetventil in der Schließstellung, indem durch den Ventilstößel unter Wirkung einer Feder sowohl ein Druck mitteldurchgang innerhalb eines Ventilkolbens als auch zwi schen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse verschlossen ist.

Durch die vorgestellte Konstruktion können sich Nachteile bezüglich der Montage der Einzelheiten im Ventilgehäuse, insbesondere am Ventilkolben, als auch bezüglich der Eignung des Elektromagnetventils zur einfachen Entlüftbarkeit und Befüllung der angeschlossenen Bremsanlage einstellen.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromagnetventil der eingangs genannten Art mit möglichst einfachen, kostengünstigen und funktionssicheren Mitteln auch strömungstechnisch zu verbessern, um die genannten Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Elektromagnetven til der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merk malen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der Beschreibung mehrerer Zeichnungen hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 die prinzipielle Schaltungsanordnung des Elektro magnetventils in Verbindung mit den funktionswe sentlichen Merkmalen einer Bremsanlage mit Fahr dynamikregelung,

Fig. 2 eine konstruktive Ausführungsform des erfindungs gemäßen Elektromagnetventils.

Die Fig. 1 zeigt den Hydraulikschaltplan für eine hydrau lische Bremsanlage mit Radschlupfregelung als auch zur Fahr dynamikregelung bzw. Fahrstabilitätsregelung eines Kraft fahrzeugs.

Das erfindungsgemäße Elektromagnetventil 15 befindet sich als 2/2-Wegeventil ausgeführt in einer Leitungsabzweigung 22 der beiden Bremskreise. Diese Leitungsabzweigung 22 bildet einen Saugpfad aus dem Bremsdruckgeber 6 zur Hochdruckpumpe 5, die in einer Radschlupf- bzw. Fahrdynamikregelung Druck mittel in die zu den Radbremsen führenden Bremsleitungen fördert. In dem jeweiligen Abschnitt zwischen der Hochdruck pumpe 5 und einer jeden Radbremse befindet sich jeweils ein in Grundstellung offengeschaltetes Einlaßventil 19 und ein stromabwärts dazu angeordnetes, in Grundstellung geschlosse nes Auslaßventil 20. Mittels dieser Einlaß- und Auslaßventi le 19, 20 erfolgt sowohl eine Radschlupfregelung in einem Antiblockier- oder Anfahrschlupfregelvorgang als auch eine Fahrdynamikregelung mittels einer asymmetrischen Bremsdruck verteilung in den kurveninneren und kurvenäußeren Radbremsen zum Ausgleich eines unerwünschten Fahrzeuggiermomentes. Zum Zwecke eines für die Fahrdynamikregelung erforderlichen au tomatischen Bremsvorgangs weist das abgebildete Bremssystem eine Vorladeeinrichtung 17 auf, die im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel als Vorladepumpe zwischen dem Vorratsbehälter 18 und dem Bremsdruckgeber 6 angeordnet ist. Dies ist eines von mehreren möglichen Ausführungsbeispielen zur Realisie rung einer Vorladung, so daß u. a. auch bei entsprechend kon struktiver Auslegung beispielsweise ein fremdbetätigter, dem Bremsdruckgeber 6 vorgeordneter Bremskraftverstärker verwen det werden kann.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Elektromagnetven tils 15 wird im nachfolgenden im Zusammenhang mit der nun mehr kurz erläuterten Bremsanlage nach Fig. 1 und der fol genden Darstellung des Elektromagnetventils 15 gemäß Fig. 2 näher beschrieben.

Die Fig. 2 zeigt eine zweckmäßige Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Elektromagnetventils 15 in einer Schnittdar stellung.

Das Elektromagnetventil 15 weist ein in Patronenbauweise ausgeführtes, in einen blockförmigen Aufnahmekörper 23 ein geschraubtes oder eingepreßtes Ventilgehäuse 9 auf, in dem ein axial beweglich an einem Magnetanker 11 befestigter Ven tilstößel 8 geführt wird. Unterhalb des Ventilstößels 8 be findet sich ein gleichfalls axial im Ventilgehäuse 9 beweg licher Ventilkolben 7, der von einem koaxial zum Ventilstö ßel 8 gelegenen, einen blendenförmigen Querschnitt aufwei senden Druckmitteldurchlaß 3 durchdrungen ist. Der Druck mitteldurchlaß 3 wird vom Ventilstößel 8 in der elektroma gnetisch nicht erregten Stellung des Ventils unter Wirkung einer Druckfeder 12 verschlossen. Gleichfalls wird unter der Wirkung der Druckfeder 12 auf den Ventilstößel 8 ein weite rer, zwischen dem Ventilkolben 7 und einer Stufe des Ventil gehäuses 9 angeordneter ringförmiger Druckmitteldurchlaß 4, der einen vergleichsweise groß gewähltem Querschnitt auf weist, in der Grundstellung des Elektromagnetventils 15 vom Ventilkolben 7 verschlossen. Beiderseits des Ventilkolbens 7 münden in das Ventilgehäuse 9 Druckmittelkanäle 1, 2 ein, die gemäß der abbildungsgemäßen Darstellung in der Grundstellung des Elektromagnetventils 15 normalerweise voneinander ge trennt sind, mit der Ausnahme, daß nur über ein in einen Bypasskanal 24' des Ventilkolbens 7 eingesetztes Rückschlag ventil 24 von der Hochdruckpumpe 5 in Richtung des Brems druckgebers 6 eine hydraulische Verbindung möglich ist.

Damit ergibt sich unter Bezugnahme auf die eingangs erläu terte Beschreibung der Fig. 1, daß in der Grundstellung des Elektromagnetventils 15 in jedem Fall kein Druckmittel vom Bremsdruckgeber 6 zur Hochdruckpumpe 5 gelangt.

Das Elektromagnetventil 15 verharrt sowohl in einem rad schlupffreien Bremsen- als auch im Bremslösebetrieb in einer die Druckmitteldurchlässe 3, 4 verschließenden Schaltstel lung. Bei einem zur Fahrstabilitätsregelung des Kraftfahr zeugs notwendigen automatischen Bremseneingriffs oder zwecks Regelung eines Antriebsschlupfes nimmt es hingegen die offe ne Schaltstellung ein. Entsprechend der Darstellung nach Fig. 1 besteht dann eine Verbindung des Druckmittelkanals 1 über den Ventilkolben 7 zu einem vorgeladenen Bremsdruck geber 6, da der blendenförmige Druckmitteldurchlaß 3 im Ven tilkolben 7 vom Ventilstößel 8 freigegeben ist. Im Hinblick auf die Verwendung eines vorgeladenen Bremsdruckgebers 6 ist somit trotz des relativ kleinen Öffnungsquerschnittes im Bereich des blendenförmigen Druckmitteldurchlasses 3 eine hinreichende Druckmittelversorgung der Hochdruckpumpe 5 si chergestellt.

In einer Antiblockierregelung des Bremssystems nach Fig. 1 trennt das nicht erregte Elektromagnetventil 15 die Pumpen saugseite vollständig vom Bremsdruckgeber 6, indem durch die am Magnetanker 11 anliegende Druckfeder 12 der Ventilstößel 8 am Ventilkolben 7 und der Ventilkolben 7 an der den Ven tilsitz bildenden Gehäusestufe anliegt, wodurch die beiden Druckmitteldurchlässe 3, 4 verschlossen sind. Der durch die Fußkraft im Bremsdruckgeber 6 eingestellte Druck wirkt hier zu gleichfalls auf die dem Ventilstößel 8 zugewandte Stirn fläche des Ventilkolbens 7, so daß der Ventilstößel 8 ge meinsam mit dem Ventilkolben 7 hydraulisch unterstützt die Druckmitteldurchlässe 3,4 verschlossen halten. Auch das im Bypasskanal 24' befindliche Rückschlagventil 24 wird durch den hydraulischen Druck des Bremsdruckgebers 6 auf seinen Ventilsitz gepreßt.

Gemäß der baulichen Ausführung nach Fig. 2 ist sicher gestellt, daß der Ventilkolben 7 nur dann den weiteren, drosselfreien Druckmitteldurchlaß 4 freigibt, wenn einer seits der in Ventilschließrichtung am Ventilkolben 7 wirken de hydraulische Druck kleiner ist als der Druck einer Feder 10, die den Ventilkolben 7 in Ventilöffnungsrichtung betä tigt und wenn andererseits durch elektromagnetische Erregung des Ventils mittels des Ventilstößels 8 der Druckmittel durchlaß 3 im Ventilkolben 7 freigegeben ist. Der Ventilkol ben 7 kann sich sodann gegenüber dem Ventilstößel 8 zur Freigabe des Druckmittelkanals 4 axial bewegen. Folglich ist bei großer hydraulischer Druckdifferenz zwischen den Druck mittelkanälen 1, 2 am Ventilkolben 7 nur der blendenförmige Druckmitteldurchlaß 3 geöffnet und bei kleiner Druckdiffe renz gibt zusätzlich der Ventilkolben 7 federkraftunter stützt den relativ großen, drosselfreien Druckmitteldurchlaß 4 frei. Dieser große Druckmitteldurchlaß 4 wird hierbei vor teilhafterweise nicht durch die gefesselte Anordnung der Feder 10 am Ventilkolben 7 strömungstechnisch behindert. Überdies ermöglicht die vorgeschlagene Fesselung der Feder 10 eine vereinfachte Montage des Ventilkolbens 7 in Verbin dung mit dem abbildungsgemäßen Rückschlagventil 24 und der Hülse 14 im Ventilgehäuse 9. Die Feder 10 ist gemeinsam mit dem Ventilkolben 7 in der Hülse 14 axial beweglich sowie konzentrisch zum Ventilstößel 8 geführt und zwischen einem abgekröpften Randbereich am Boden der Hülse 14 und einem Bund 7' am Ventilkolben 7 eingespannt. Der Ventilkolben 7 ragt durch den abgekröpften Randbereich der Hülse 14 in Richtung des weiteren Druckmitteldurchlasses 4 und bildet mit vorgenannten Bauteilen eine eigenständig handhabbare Unterbaugruppe. Ferner weist der Ventilkolben 7 einen recht winklig auf den gestuften Druckmitteldurchlaß 3 einmündenden Bypasskanal 24' auf, der zur Aufnahme des kugelförmigen Rückschlagventils 24 gleichfalls mit einer Bohrungsstufe versehen ist. Das Rückschlagventil 24 sperrt den Bypasskanal 24' in Richtung des zur Hochdruckpumpe 5 führenden Druck mittelkanals 1, so daß die Hochdruckpumpe 5 lediglich in nerhalb des Elektromagnetventils 15 eine hydraulisch schalt bare Bypassverbindung in Richtung des zum Bremsdruckgeber 6 führenden Druckmitteldurchlasses 2 aufweist. Das im Ventil kolben 7 integrierte Rückschlagventil 24 gewährleistet in der geschlossenen Grundstellung eine optimale Entlüftung und Befüllung des Druckmittelkanals 1. Außerdem ermöglicht das Rückschlagventil 24 einen Druckausgleich zwischen den beiden Druckmittelkanälen 1, 2, wenn in der Bremslösestellung tem peraturabhängige Druckschwankungen zu erwarten sind. Damit ist in jedem Fall bei verschlossenen Druckmitteldurchlässen 3, 4 die Unterdruckbildung im Druckmittelkanal 1 verhindert. Eine besonders günstig herzustellende und handhabbare Kon struktion ergibt sich dadurch, daß der Ventilkolben 7 mit seinem auf der Höhe des Ventilschließgliedes befindlichen Bunds 7' zwischen der Feder 10 und einer am Rand der Hülse 14 angeordneten Abkröpfung 25 axial beweglich eingespannt ist. Die auf den Ventilkolben 7 aufgeschobene Feder 10 er streckt sich über den Bypasskanal 24', wodurch auf einfache Weise ein Herausfallen des Rückschlagventils 24 verhindert ist. Die Hülse 14 ist zumindest partiell entlang einer Wan dung der Bohrung im Ventilgehäuse 9 geführt und gleichzeitig auf Anschlag an einer kleinen Gehäusestufe positioniert. Der das Widerlager für die Feder 10 bildende Boden der Hülse 14 endet bereits entfernt vom Druckmitteldurchlaß 4, so daß die Hülse 14 kein Strömungshindernis zwischen den beiden Druck mittelkanälen 1, 2 darstellt, wenn der Ventilkolben 7 den Druckmitteldurchlaß 4 freigibt.

Soweit nicht bereits auf alle konstruktiven Details hinge wiesen wurde, soll hierzu noch eine kurze Erläuterung fol gen. Das Ventilgehäuse 9 ist vorzugsweise als Drehteil aus geführt, in dem der Magnetanker 11 mit dem Ventilstößel 8 abschnittsweise geführt ist. Zwischen dem Magnetanker 11 und dem domförmigen Hülsenabschnitt am Ventilgehäuse 9, der ei nen Magnetkern 13 aufnimmt, befindet sich die eingangs er wähnte Druckfeder 12, die das vom Ventilkolben 7 entfernt gelegene Ende des Magnetankers 11 beaufschlagt. Der Ventil kolben 7 ist gleichfalls als Drehteil hülsenförmig gestaltet und über die Hülse 14 im Ventilgehäuse 9 zentriert.

Alle vorbeschriebenen Teile befinden sich somit in einer rotationssymmetrischen Ausrichtung zur Ventilachse. Der oberhalb des Ventilkolbens 7 angeordnete Druckmittelkanal 2 durchdringt rechtwinklig die Stufenbohrung 14, so daß zwi schen dem blockförmigen Aufnahmekörper 23 und dem Ventil gehäuse 9 ein Ringkanal zum Anschluß an den Bremsdruckgeber 6 vorgesehen ist.

Bezugszeichenliste

1

Druckmittelkanal

2

Druckmittelkanal

3

Druckmitteldurchlaß

4

Druckmitteldurchlaß

5

Hochdruckpumpe

6

Bremsdruckgeber

7

Ventilkolben

7

' Bund

8

Ventilstößel

9

Ventilgehäuse

10

Druckfeder

11

Magnetanker

12

Magnetankerrückstellfeder

13

Magnetkern

14

Hülse

15

Elektromagnetventil

16

Trennventil

17

Vorladeeinrichtung

18

Behälter

19

Einlaßventil

20

Auslaßventil

21

Niederdruckspeicher

22

Leitungsabzweigung

23

Aufnahmekörper

24

Rückschlagventil

24

' Bypassleitung

25

Abkröpfung

Claims

1. Elektromagnetventil, mit einem in einem Ventilgehäuse axial beweglich angeordneten Ventilstößel, der an einem Magnetanker befestigt ist sowie mit einem axial im Ven tilgehäuse beweglichen Ventilkolben, mit einem blenden förmigen Druckmitteldurchlaß im Ventilkolben, der vom Ventilstößel verschlossen oder geöffnet wird, mit einem zwischen dem Ventilkolben und dem Ventilgehäuse ange ordneten weiteren drosselfreien Druckmitteldurchlaß, der vom Ventilkolben verschlossen oder geöffnet wird, mit beiderseits des Ventilkolbens in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen, wobei in der Grund stellung des Elektromagnetventils beide Druckmittel durchlässe verschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (7) nur dann den weiteren, dros selfreien Druckmitteldurchlaß (4) freigibt, wenn einer seits der in Ventilschließrichtung am Ventilkolben (7) wirkende hydraulische Druck kleiner ist als der Druck einer am Ventilkolben (7) angebrachten Feder (10), die in Ventilöffnungsrichtung wirksam ist und wenn anderer seits durch elektromagnetische Erregung des Ventils mittels des Ventilstößels (8) der Druckmitteldurchlaß (3) im Ventilkolben (7) freigegeben ist.

2. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (10) am Ventilkolben (7) gefes selt ist.

3. Elektromagnetventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (10) gemeinsam mit dem Ventilkolben (7) in einer Hülse (14) axial beweglich sowie konzentrisch zum Ventilstößel (8) geführt ist.

4. Elektromagnetventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (10) zwischen einem scheiben förmigen Bodenbereich der Hülse (14) und einem Bund (7') am Ventilkolben (7) eingespannt ist.

5. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ventilkolben (7) durch den Bodenbe reich der Hülse (14) in Richtung des weiteren Druck mitteldurchlasses (4) ragt.

6. Elektromagnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß in Bypassanordnung zu den beiden Druck mitteldurchlässen (3, 4) in den Ventilkolben (7) ein Rückschlagventil (24) eingesetzt ist.

7. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rückschlagventil (24) einen Bypass kanal (24') im Ventilkolben (7) in Richtung des zu ei ner Hochdruckpumpe (5) führenden Druckmittelkanals (1) sperrt.

8. Elektromagnetventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Rückschlagventil (24) im Ventilkolben (7) einen Bypasskanal (24') in Richtung des zu einem Bremsdruckgeber (6) führenden Druckmitteldurchlasses (2) freigibt.

9. Elektromagnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ventilkolben (7) mit seinem Bund (7') zwischen der Feder (10) und einer Abkröpfung (25) am offenen Rand der Hülse (14) axial beweglich eingespannt ist, in die sich der Ventilstößel (8) erstreckt.

10. Elektromagnetventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (14) koaxial zum Magnetanker (11) ausgerichtet ist und zumindest partiell entlang einer Wandung im Ventilgehäuse (9) geführt ist.