DE202019107179U1

DE202019107179U1 - Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator und Nutzfahrzeug-Bremsventil

Info

Publication number: DE202019107179U1
Application number: DE202019107179.6U
Authority: DE
Original assignee: Haldex Brake Products AB
Current assignee: Haldex Brake Products AB
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: WO2021121940A1

Abstract

Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) mit
a) einer Spule und
b) einem Schwenkanker (5), der
ba) über ein Schwenklager (3) verschwenkbar um eine Schwenkachse (4) an einem Joch (2) gelagert ist und
bb) durch unterschiedliche Bestromungen der Spule in unterschiedliche Betriebsstellungen verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
c) der Schwenkanker (5) und das Joch (2) jeweils eine Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 29a; 27, 29b; 25, 28) aufweisen,
ca) die entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet sind,
cb) die konzentrisch zu der Schwenkachse (4) ausgebildet sind und
cc) zwischen denen ein Spalt (35a; 35b; 33) ausgebildet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator, mittels dessen ein Nutzfahrzeug-Bremsventil (welches separat von dem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator ausgebildet sein kann oder in welches der Nutzfahrzeugs-Bremsventilaktuator integriert sein kann) betätigt wird. Hierbei dient das Nutzfahrzeug-Bremsventil alternativ oder kumulativ in einer Belüftungsstellung einer Belüftung, in einer Entlüftungsstellung einer Entlüftung und/oder in einer Sperrstellung einem Absperren einer Federspeicherkammer oder einer Betriebsbremskammer eines Federspeicher-Bremszylinders, Betriebsbremszylinders oder Kombi-Bremszylinders. Hierbei kann das Be- oder Entlüften zum Aussteuern eines vorgegebenen Bremsdrucks erfolgen, wobei auch eine Modulation des Bremsdrucks zur Herbeiführung einer ABS-Funktion oder EBS-Funktion möglich ist. Die Ansteuerung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators kann dabei von einem Fahrer, insbesondere durch Vorgabe eines Bremssignals über das Bremspedal, und/oder über ein anderes, manuell betätigtes Bremsvorgabemittel wie einen Handbremshebel u. ä. erfolgen. Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass eine Vorgabe einer Bremsanforderung über ein autonomes Fahrsystem (in einer der derzeit diskutierten Ausbaustufen) erfolgt. In dem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator findet ein sogenannter Schwenkanker Einsatz, womit es sich bei dem Nutzfahrzeug-Bremsventil um ein sogenanntes Schwenkankerventil handeln kann.
STAND DER TECHNIK
Für die konstruktive Ausgestaltung der Ermöglichung einer Verschwenkung eines Schwenkankers eines Schwenkankerventils relativ zu einem Joch des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators ist für nicht gattungsgemäße Ausführungsformen der Schwenkanker über ein flexibles Biegeelement an einem Joch gehalten, so dass der Schwenkanker infolge der Bestromung einer Spule und der hierdurch hervorgerufenen Biegung des flexiblen Biegeelements verschwenkt werden kann. Derartige, nicht gattungsgemäße Ausführungsformen sind beispielsweise aus den Druckschriften EP 2 756 215 B1 , EP 2 049 373 B1 , EP 2 567 131 B1 , EP 1 303 719 B1 , GB 2 568 546 A , GB 2 568 773 A , GB 2 569 104 A und GB 2 569 282 A und den nicht vorveröffentlichten Patentanmeldungen mit den Anmeldungs-Nummern GB 1 904 957.6 und GB 1 820 137.6 bekannt. Bei diesen Ausführungsformen ist infolge des Übergangs über das flexible Biegeelement von dem Schwenkanker zu dem Joch ein guter magnetischer Fluss zwischen dem Schwenkanker und dem Joch gewährleistet. Hingegen ist für gattungsgemäße Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuatoren der Schwenkanker über ein Schwenklager an dem Joch gehalten (vgl. WO 2016/062542 A1 und EP 3 222 897 A1 , wobei hier der Schwenkanker auch als „Kippanker“ bezeichnet ist).
Möglich ist, dass ein Schwenkankerventil mehr als eine stabile Betriebsstellung aufweist, wobei das Schwenkankerventil beispielsweise bi-stabil oder multi-stabil sein kann. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, dass zwei oder mehr Betriebsstellungen des Schwenkankers durch einen Permanentmagneten gesichert werden (vgl. auch die vorgenannten Druckschriften). Es ist allerdings auch möglich, dass bi-stabile Betriebsstellungen gewährleistet werden durch Einsatz eines mechanischen Federelements, welches beispielsweise den Schwenkanker oder ein mit dem Schwenkanker gekoppeltes Ventilelement aus einer instabilen mittleren Gleichgewichtsposition in beide Richtungen in Richtung stabiler Betriebsstellungen beaufschlagt, wie dies beispielsweise in den Druckschriften WO 2016/062542 A1 oder EP 3 222 897 A1 vorgeschlagen wird.
GB 2 568 546 A offenbart ein Schwenkankerventil, bei dem der Schwenkanker keinen Betätigungsstößel aufweist, der mit einem Ventilkörper eines Einlassventils oder Auslassventils in Wechselwirkung tritt. Stattdessen weist hier der Schwenkanker eine balkenförmige Konfiguration aus. In einem geschlossenen Betriebszustand tritt die Oberfläche des balkenartigen Schwenkankers unter Abdichtung in Kontakt mit einem Ventilsitz des Gehäuses. Möglich ist, dass eine automatische Ausrichtung des Ventilsitzes erfolgt, um eine gute Abdichtung zwischen dem Schwenkanker und dem Ventilsitz zu gewährleisten. Das Schwenkankerventil kann mono-stabil sein, so dass dieses ohne elektrische Beaufschlagung einen vorbestimmten Schaltzustand einnimmt. Dieser vorbestimmte Schaltzustand wird auch als „fail safe mode“ oder als „Rückfall-Modus“ bezeichnet. Die Patentanmeldung schlägt die Verwendung zusätzlicher Spulen anstelle von Permanentmagneten vor zur Sicherung eines eingenommenen Betriebszustands des Schwenkankerventils. Das Schwenkankerventil kann einen Sensor aufweisen, insbesondere einen Hall-Sensor, um die elektrische Beaufschlagung der Spule zu steuern oder zu regeln. Elektrische Leistung kann von einer oder mehreren Batterien oder einem oder mehreren elektrischen Generatoren des Fahrzeugs oder Anhängers bereitgestellt werden. Bei Verwendung von Permanentmagneten zur Sicherung einer eingenommenen Schaltstellung des Schwenkankerventils kann ein Permanentmagnet, der eine erste Schaltstellung sichert, schwächer sein als ein zweiter Permanentmagnet, der für die Sicherung einer anderen Schaltstellung verantwortlich ist. Der schwächere Permanentmagnet kann durch einen Elektromagneten unterstützt sein. Zur Gewährleistung des Rückfall-Modus kann der flexible Schwenkanker eine vorbestimmte Krümmung in Richtung des Schaltzustands, der den Rückfall-Modus bereitstellt, aufweisen. Der flexible Schwenkanker kann einen laminierten Abschnitt mit mehreren Schichten aufweisen, wobei eine der Schichten vorgespannt sein kann zur Bereitstellung der vorbestimmten Biegung oder Krümmung.
Die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung mit der Anmeldungs-Nr. GB 1 904 957.6 schlägt vor, den Betriebszustand eines Schwenkankerventils zu überwachen durch Einsatz einer Überwachungseinrichtung auf Basis eines Signals von Dehnungsmessstreifen oder auf ein Feld reagierenden Transistoren oder dem Ausmaß einer Veränderung eines Stroms durch einen Elektromagneten, der das Schwenkankerventil mit einem Biegemoment beaufschlagt, zu überwachen. Die Überwachungseinrichtung ermittelt, wenn der Schwenkanker verklemmt ist. Für die Überwachung kann der Elektromagnet mit einer Test-Beaufschlagung mit einem vorbestimmten Profil des Stromverlaufs beaufschlagt werden. Die Überwachung kann basieren auf einem Vergleich des tatsächlichen Stromverlaufs durch den Elektromagneten mit einem erwarteten Stromverlauf durch den Elektromagneten. Es ist auch möglich, eine erwartete Veränderung in dem Ausgangssignal des Dehnungsmessstreifens zu analysieren oder ein Ausgangssignal eines auf das aktuelle Feld reagierenden Transistors mit einem erwarteten Ausgangssignal zu vergleichen. Auch vorgeschlagen wird eine Analyse einer Störung der Pulsbreite des Modulations-Musters des auf ein Feld reagierenden Transistors.
Eine weitere konstruktive Ausgestaltung eines Schwenkankerventils mit drei Anschlüssen ist in der Patentanmeldung GB 2 568 733 A offenbart, wobei in einer ersten Ventilstellung der erste Anschluss offen ist, in einer zweiten Ventilstellung der zweite Anschluss offen ist und in einer dritten Ventilstellung der erste Anschluss und der zweite Anschluss geschlossen ist.
Die Patentanmeldung GB 2 569 104 A offenbart ein Fahrzeugbremssystem mit radseitigen Radbremseinheiten, wobei eine Bremsmoment-Steuereinheit mit einer zentralen Steuereinheit kommuniziert zur Steuerung eines zugeordneten Bremsaktuators zur Applikation eines Bremsmoments. Die radseitigen Radbremseinheiten können Diagnoseeinheiten aufweisen. Weiterhin kann ein Sensor wie beispielsweise ein Lenkwinkelsensor und/oder ein Gierwinkelsensor vorhanden sein. Die radseitigen Radbremseinheiten können zumindest ein Schwenkankerventil aufweisen, welches von einem relaisbasierten Modulator gesteuert sein kann. Weiterhin können die radseitigen Radbremseinheiten einen Radgeschwindigkeitssensor aufweisen, dessen Ausgangssignal für eine Schlupfsteuerung des zugeordneten Rads verwendet werden kann. Des Weiteren offenbart die Patentanmeldung ein Anhängersteuermodul mit einem Notbremsleitung-Beschränkungsventil, mittels dessen eine Steuerung des Flusses von druckbeaufschlagten Fluid von einem Vorratsbehälter zu einer Versorgungsleitung im Fall eines Druckabfalls in der Betriebsbremsleitung möglich ist. Das Anhängesteuermodul kann mit einem CAN-Bus kommunizieren. Auch hier wird die Verwendung von Schwenkankerventilen vorgeschlagen.
Auch die Patentanmeldung GB 2 569 282 A offenbart mögliche Gestaltungen eines Fahrzeugbremssystems und eines Anhängersteuermoduls mit einem Schwenkankerventil.
EP 2 567 131 B1 offenbart eine mögliche Gestaltung eines Schwenkankerventils, hier insbesondere die Gestaltung der Spule und eines magnetischen Kerns der Spule für eine Bereitstellung eines Biegemoments, welches auf den flexiblen Schwenkanker wirkt und für eine Ermöglichung einer Erstreckung von unterschiedlichen Abschnitten des Schwenkers in den magnetischen Kern. Hier bildet ein flexibles Material einen Abschnitt des Schwenkankers. Ein magnetisches Flusselement erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Permanentmagneten und die Spule.
Weitere mögliche Gestaltungen von Schwenkankerventilen können den Druckschriften EP 1 303 719 B1 und EP 2 756 215 B1 entnommen werden.
Eine Integration eines Schwenkankerventils in eine Nutzfahrzeug-Bremsanlage ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten internationalen Patentanmeldung PCT/EP 2019/076097, der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung EP 19 199 898.8 oder in den nicht vorveröffentlichten Gebrauchsmusteranmeldungen DE 20 2019 106 875.2 , DE 20 2019 106 870.1 , DE 20 2019 106 881.7 und DE 20 2019 106 872.8 beschrieben.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator vorzuschlagen, der insbesondere hinsichtlich

- der Steuerungs- und Regelungsmöglichkeiten,
- des magnetischen Flusses,
- der konstruktiven Ausgestaltung des Schwenklagers und
- des Energieaufwands zur Herbeiführung der unterschiedlichen Betriebsstellungen

LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator, der beispielsweise als integraler Bestandteil eines Nutzfahrzeug-Bremsventils, beispielsweise eines Schwenkankerventils, wie diese zuvor beschrieben worden sind und aus dem obigen Stand der Technik bekannt sind, Einsatz finden kann oder der für die Betätigung eines separaten Nutzfahrzeug-Bremsventils Einsatz findet.
Erfindungsgemäß verfügt der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator über (mindestens) eine Spule und einen Schwenkanker. Der Schwenkanker ist über ein Schwenklager verschwenkbar um eine Schwenkachse an einem Joch gelagert. Durch unterschiedliche Bestromungen der Spule kann der Schwenkanker in unterschiedliche Betriebsstellungen verschwenkt werden, die insbesondere

- eine Belüftungsstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventils und/oder
- eine Entlüftungsstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventils und/oder
- eine Sperrstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventils

Erfindungsgemäß weisen der Schwenkanker und das Joch jeweils eine Magnetfluss-Übertragungsfläche auf. Die Magnetfluss-Übertragungsflächen einerseits des Schwenkankers und andererseits des Jochs sind jeweils entsprechend einer Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet, wobei die Magnetfluss-Übertragungsflächen jeweils konzentrisch zur Schwenkachse ausgebildet sind. Zwischen den Magnetfluss-Übertragungsflächen ist ein Spalt ausgebildet, der eine im wesentlichen konstante Spalthöhe aufweist und sich in Umfangsrichtung um die Schwenkachse erstreckt. Um lediglich einige, die Erfindung nicht beschränkende Beispiele zu nennen, beträgt der Umfangswinkel der Erstreckung des Spaltes in Umfangsrichtung mindestens 90°, mindestens 100° oder sogar mindestens 110° oder mindestens 120°.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung hat einerseits den Vorteil, dass im Bereich des Spalts eine gute Übertragung des magnetischen Flusses zwischen dem Schwenkanker und dem Joch möglich ist, womit der für die Steuerung der Bewegung des Schwenkankers erforderliche Energieaufwand für die Bestromung der Spule reduziert werden kann und/oder große Betätigungskräfte des Schwenkankers erzeugt werden können, die dann eine hohe Dynamik der Ansteuerung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators mit sich bringen können. Andererseits hat der Spalt mit im wesentlichen konstanter Spalthöhe die Folge, dass auch bei einer Verschwenkung des Schwenkankers gegenüber dem Joch weiterhin ein gewisser Umfangswinkel für die Übertragung des Magnetflusses zur Verfügung steht, so dass eine Abhängigkeit der elektrischen Ansteuerung und des magnetischen Flusses von dem Schwenkwinkel des Schwenkankers zumindest reduziert sein kann.
Für eine mögliche konstruktive Ausgestaltung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators ist eine Umfangserstreckung des Spalts unabhängig von dem Schwenkwinkel des Schwenkankers, was zur Folge hat, dass der magnetische Fluss zwischen dem Schwenkanker und dem Joch von dem Schwenkwinkel unabhängig ist, womit Nichtlinearitäten für die Ansteuerung zumindest reduziert werden können und eine Abhängigkeit des Leistungsbedarfs für die Bestromung der Spule von dem Schwenkwinkel zumindest reduziert werden kann, womit letzten Endes der Wirkungsgrad sinken kann und/oder die Ansteuerung (wovon auch eine Regelung umfasst ist) vereinfacht wird.
Für die konstruktive Ausgestaltung des Schwenklagers zwischen dem Joch und dem Schwenkanker gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten. Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Schwenkanker über das Schwenklager an zwei Schwenklager-Tragelementen des Jochs verschwenkbar gelagert. Hierbei können die Schwenklager-Tragelemente integraler Bestandteil des Jochs sein oder an einem Grundkörper des Jochs befestigt sein. Die Schwenklager-Tragelemente erstrecken sich dabei beidseits seitlich eines Grundkörpers des Schwenkankers. So können beispielsweise die Schwenklager-Tragelemente gabelförmig mit zwei Zinken ausgebildet sein und der Grundkörper des Schwenkankers erstreckt sich zwischen den beiden Zinken. Es kann dann in an sich bekannter Weise eine Ausbildung des Schwenklagers zwischen den Zinken der Gabel und dem Grundkörper des Schwenkankers erfolgen. Möglich ist beispielsweise, dass sich von dem Grundkörper des Schwenkankers lateral koaxiale Schwenkzapfen erstrecken, die Aufnahme finden in fluchtenden Lageraugen der Schwenklager-Tragelemente. Möglich ist aber auch, dass sich ein Schwenklager-Achskörper (insbesondere ein Schwenklager-Achsbolzen) durch den Grundkörper des Schwenkankers und die Schwenklager-Tragelemente erstreckt, wobei dann der Schwenklager-Achskörper fest an dem Grundköper gehalten sein kann und verdrehbar in Lageraugen der Schwenklager-Tragelemente gelagert sein kann oder der Schwenklager-Achskörper fest an den Schwenklager-Tragelementen gehalten sein kann, während der Grundkörper des Schwenkankers ein Lagerauge ausbildet, durch welches sich der Schwenklager-Achskörper erstreckt.
Für die Geometrie des Schwenkankers gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten. So kann beispielsweise der Schwenkanker zwei hebelartige Schwenkankerteile aufweisen, zwischen denen dann das Schwenklager angeordnet ist. Für einen Vorschlag der Erfindung verfügt der Schwenkanker über einen Schwenkkörperabschnitt und einen Lagerkörperabschnitt oder besteht ausschließlich aus diesen. Das Schwenklager ist dann in dem Lagerkörperabschnitt angeordnet. Hingegen dient der Schwenkkörperabschnitt beispielsweise der Betätigung eines Ventilstößels oder der Schwenkkörperabschnitt bildet einen Ventilkörper aus oder trägt einen Ventilkörper, der in Wechselwirkung tritt mit einem Ventilsitz eines Ventils des Nutzfahrzeug-Bremsventils.
Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Schwenkanker in der Art eines Uhrenzeigers ausgebildet, wobei der Lagerkörperabschnitt mit dem Schwenklager dem der Uhrenachse entsprechenden Endbereich des Uhrenzeigers entspricht und der Schwenkkörperabschnitt des Schwenkankers dem Zeigerabschnitt des Uhrenzeigers entspricht.
Für einen Vorschlag der Erfindung sind die Magnetfluss-Übertragungsflächen des Schwenkankers und des Jochs und der von diesen Magnetfluss-Übertragungsflächen ausgebildete Spalt hinsichtlich der Schwenkachse auf der dem Schwenkkörperabschnitt abgewandten Seite des Lagerkörperabschnitts angeordnet. In diesem Fall kann ein magnetischer Fluss von dem Schwenkkörperabschnitt über den Lagerkörperabschnitt bis zu der Außenfläche des Lagerkörperabschnitts und der hier gebildeten Magnetfluss-Übertragungsfläche verlaufen, wo dann der Magnetfluss über den Spalt übertritt zu der Magnetfluss-Übertragungsfläche des Jochs mit daran anschließender Erstreckung durch das Joch. Der dem Schwenkkörperabschnitt abgewandte Endbereich und die zugeordnete Außenfläche des Schwenkankers kann somit spezifisch für die Übertragung des Magnetflusses gestaltet werden.
Möglich ist im Rahmen der Erfindung alternativ oder zusätzlich, dass die Schwenklager-Tragelemente jeweils eine Magnetfluss-Übertragungsfläche aufweisen. Die Magnetfluss-Übertragungsflächen der Schwenklager-Tragelemente sind jeweils entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet und konzentrisch zu der Schwenkachse ausgebildet. In diesem Fall bilden die Magnetfluss-Übertragungsflächen der Schwenklager-Tragelemente jeweils mit einer zugeordneten Magnetfluss-Übertragungsfläche des Schwenkankers einen Spalt aus. Somit kann für diese Ausgestaltung der Magnetfluss (auch) im Bereich der Schwenklager-Tragelemente verbessert werden.
Vorzugsweise sind in diesem Fall die Magnetfluss-Übertragungsflächen der Schwenklager-Tragelemente, die zugeordneten Magnetfluss-Übertragungsflächen des Schwenkankers und die hiervon begrenzten Spalte hinsichtlich der Schwenkachse auf der dem Schwenkkörperabschnitt zugewandten Seite des Lagerkörperabschnitts angeordnet. Finden kumulativ einerseits die Magnetfluss-Übertragungsflächen im Bereich des Grundkörpers sowie die Magnetfluss-Übertragungsflächen im Bereich der Schwenklager-Tragelemente Einsatz, erfolgt der Übertritt des Magnetflusses einerseits im Bereich der Schwenklager-Tragelemente und andererseits im Bereich des Grundkörpers des Schwenkkörpers auf unterschiedlichen Seiten von der Schwenkachse. Insgesamt kann in diesem Fall die Übertragungsfläche zwischen dem Schwenkanker und dem Joch vergrößert werden, womit sich letzten Endes ein verbesserter magnetischer Fluss ergibt.
Für eine konstruktive Ausgestaltung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators bildet das Joch eine U-förmige Aufnahme für den Schwenkanker, wobei sich das U vorzugsweise in einer Ebene erstreckt, die radial zur Schwenkachse orientiert ist und in welcher sich die Schwenkachse erstreckt. Das U der U-förmigen Aufnahme verfügt dabei über zwei parallele Seitenschenkel, die von den Schwenklager-Tragelementen gebildet sind, sowie einen Grundschenkel. In diesem Fall kann der Schwenkanker in einer Draufsicht eine T-förmige Außengeometrie aufweisen mit einem Vertikalschenkel des T und zwei Horizontalschenkeln des T. Der Vertikalschenkel des T des Schwenkankers ist für diese Ausgestaltung in der U-förmigen Aufnahme des Jochs angeordnet, wobei sich der Vertikalschenkel des T parallel zu den Seitenschenkeln des U erstreckt und sich in diesem Fall die Schwenkachse (und ein etwaiger Achskörper oder Schwenkzapfen) durch die Seitenschenkel des U und/oder den Vertikalschenkel des T erstreckt/erstrecken.
In diesem Fall kann ein Spalt, der von Magnetfluss-Übertragungsflächen begrenzt ist, zwischen der Stirnseite des Vertikalschenkels des T des Schwenkankers und dem Grundschenkel der U-förmigen Aufnahme des Jochs gebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich möglich ist, dass bei Anordnung des Vertikalschenkels des T des Schwenkankers in der U-förmigen Aufnahme des Jochs Spalte, die von Magnetfluss-Übertragungsflächen begrenzt sind, zwischen den Horizontalschenkeln des T des Schwenkankers und den Stirnseiten der Seitenschenkel der U-förmigen Aufnahme des Jochs (und somit von Stirnseiten der Schwenklager-Tragelemente) gebildet sind.
Für die Dimensionierung der Spalte gibt es vielfältige Möglichkeiten. Vorzugsweise ist die Spalthöhe kleiner als 0,5 mm, wobei auch möglich ist, dass die Spalthöhe kleiner ist als 0,2 mm, 0,1 mm oder sogar kleiner ist als 50 µm oder 30 µm. Mit einer Verringerung der Spalthöhe kann der Übertritt des magnetischen Flusses zwischen dem Joch und dem Schwenkanker verbessert werden.
Grundsätzlich erfordert die Verringerung der Spalthöhe eine Erhöhung der Anforderung an die Fertigung der beteiligten Bauelemente und des Schwenklagers. Die Anforderung an die Fertigung können aber unter Umständen reduziert werden, wenn für einen Vorschlag der Erfindung die Bauelemente nicht bereits während der Fertigung und vor der Montage auf das die Spalthöhe vorgebende Endmaß gebracht werden. Vielmehr wird für diesen Vorschlag ein Endmaß der Spalthöhe mindestens eines Spaltes nach Montage des Schwenklagers hergestellt, indem eine wiederholte alternierende Verdrehung des Schwenkankers relativ zu dem Joch um die Schwenkachse erzeugt wird. Hierbei liegt zunächst der Schwenkanker im Bereich der Magnetfluss-Übertragungsflächen an dem Joch an, unter Umständen auch mit einer beträchtlichen Vorspannung infolge eines Übermaßes. Mittels der Verdrehung des Schwenkankers wird dann aber ein Abrieb oder Verschleiß erzeugt. Die Verdrehung des Schwenkankers wird so lange fortgeführt, bis sich ein minimaler oder verschwindender Spalt zwischen dem Schwenkanker und dem Joch ausbildet. Hieran anschließend wird dann der Abrieb entfernt und das so hergestellte und „nachbearbeitete“ Schwenklager ist dann mit minimaler Spalthöhe fertig für den Betrieb in dem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator.
Für diesen Vorschlag kann das Material, hinsichtlich dessen der Abrieb erzeugt wird, das Grundmaterial des Jochs und/oder des Schwenkankers sein. Findet aber für das Joch und/oder den Schwenkanker ein verhältnismäßig hartes Material Einsatz, welches unter Umständen auch eine hohe Steifigkeit aufweist, kann die Montage des Jochs und des Schwenkankers mit anliegenden Magnetfluss-Übertragungsflächen hohe Montagekräfte erfordern oder die Verdrehung des Schwenkankers zur Erzeugung des Abriebs kann hohe Verdrehkräfte erfordern, die dann in einigen Fällen auch zu einer unerwünscht hohen Beanspruchung der beteiligten Bauelemente führen können. Die Erfindung schlägt auch vor, dass das Joch und/oder der Schwenkanker eine Beschichtung aufweisen können/kann, die beispielsweise eine niedrigere Steifigkeit als das Grundmaterial des Jochs und/oder des Schwenkankers aufweisen kann und/oder hinsichtlich welcher eine leichtere Erzeugung eines Abriebs erfolgen kann als dies für das Grundmaterial des Jochs und/oder des Schwenkankers der Fall ist. Die Beschichtung stellt somit eine Art „Opfermaterial“ dar, hinsichtlich dessen der Abrieb und damit der Spalt mit minimaler Spalthöhe auf einfache Weise erzeugt werden kann.
Wie bereits auch zuvor erläutert worden ist, gibt es unterschiedliche Möglichkeiten für die konstruktive Ausgestaltung des Schwenklagers. Für eine erfindungsgemäße Ausführungsform weist das Schwenklager einen Schwenklager-Achskörper, insbesondere einen Schwenklager-Achsbolzen auf. Der Schwenklager-Achskörper erstreckt sich (mit einem eine Verschwenkung ermöglichenden Spiel) durch ein Lagerauge des Schwenkankers. Der Schwenklager-Achskörper ist in beiden aus dem Schwenkanker auskragenden Endbereichen an einem zugeordneten Schwenklager-Tragelement des Jochs abgestützt oder befestigt. Auf diese Weise kann eine steife Abstützung des Schwenklager-Achskörpers gewährleistet werden. Auch eine Fertigung kann bei Ausgestaltung des Schwenklager-Achskörpers als Schwenklager-Achsbolzen vereinfacht werden, da derartige Schwenklager-Achsbolzen einfach herstellbar sind und unter Umständen auch als Fertig-Bauteil zur Verfügung stehen. Für die Ausgestaltung des Lagerauges des Schwenkankers muss dann in diesem Fall lediglich eine Bohrung erstellt werden und/oder es wird eine Gleitlagerhülse in das Lagerauge des Schwenkankers eingesetzt oder auf den Schwenklager-Achsbolzen aufgebracht. Die Befestigung des Schwenklager-Achsbolzens in beiden Endbereichen kann dann bspw. in einer Bohrung oder einem Gewinde der Schwenklager-Lagerelemente erfolgen.
Der Schwenkanker kann im Rahmen der Erfindung auch weitere Funktionsflächen aufweisen:

Möglich ist beispielsweise, dass der Schwenkanker eine Polschuh-Kontaktfläche aufweist. Die Polschuh-Kontaktfläche liegt in einer Betriebsstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators an einem Polschuh des Jochs an, so dass in dieser Betriebsstellung ein besonders guter magnetischer Fluss zwischen dem Joch und dem Schwenkanker im Bereich der Polschuh-Kontaktfläche gewährleistet ist. Die Polschuh-Kontaktfläche kann besonders für die Ausgestaltung eines Kontakts, insbesondere auch für etwaige auftretende Stöße zwischen der Polschuh-Kontaktfläche und dem Polschuh, ausgebildet sein. Einsatz finden kann hier auch ein besonders abriebfestes Material des Schwenkankers, wobei durchaus auch möglich ist, dass die Polschuh-Kontaktfläche von einem an einen Grundkörper des Schwenkankers gehaltenen Bauelement ausgebildet wird oder von einer Beschichtung eines Grundkörpers des Schwenkankers ausgebildet wird, wobei das Bauelement oder die Beschichtung eine elastische oder dämpfende Wirkung aufweisen können und/oder besonders verschleißfest sein können.
Möglich ist auch, dass der Schwenkanker eine Ventilstößel-Betätigungsfläche aufweist, wobei auch in diesem Fall der Schwenkanker unmittelbar die Ventilstößel-Betätigungsfläche ausbilden kann, ein Grundkörper eine Beschichtung zur Ausbildung der Ventilstößel-Betätigungsfläche aufweisen kann oder an einem Grundkörper des Schwenkankers ein Bauelement gehalten sein kann, welches dann die Ventilstößel-Betätigungsfläche ausbildet (wobei das Bauelement oder die Beschichtung eine elastische oder dämpfende Wirkung aufweisen können und/oder besonders verschleißfest sein können).

Auch möglich ist, dass der Schwenkanker eine Ventilkörperfläche aufweist. Die Ventilkörperfläche kann dann in einer Betriebsstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators unter Abdichtung mit einem Ventilsitz in Wechselwirkung treten. Auch hier ist möglich, dass der Schwenkanker unmittelbar die Ventilkörperfläche ausbildet, ein Bauelement (beispielsweise einen Ventilkörper, eine elastische Dichtfläche u. ä.) trägt, die die Ventilkörperfläche ausbildet u. ä.
Grundsätzlich umfasst die Erfindung Ausgestaltungsformen, bei welchen der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator ausschließlich einen magnetischen Fluss über die elektrische Bestromung der Spule erzeugt. Beispielsweise in den Fällen, in denen ein oder mehrere stabile Betriebsstellungen mittels eines Permanentmagneten erzeugt werden sollen, die auch beibehalten werden, wenn eine elektrische Bestromung der Spule verringert wird oder entfällt, kann im Rahmen der Erfindung das Joch auch einen Permanentmagneten aufweisen.
Grundsätzlich kann der Nutzfahrzeuge-Bremsventilaktuator zwei oder eine beliebige andere Anzahl von Betriebsstellungen aufweisen. Bevorzugt weist der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator aber drei Betriebsstellungen auf, bei denen es sich um eine Belüftungsstellung, eine Entlüftungsstellung und eine Sperrstellung handeln kann, so dass mittels des einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators eine vollständige pneumatische Ansteuerung eines zugeordneten Bremszylinders möglich ist.
Für einen Vorschlag der Erfindung weist der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator mindestens eine Betriebsstellung auf, die ohne Bestromung der Spule stabil ist. Hierbei kann eine stabile Betriebsstellung gewährleistet werden, indem über ein flexibles Element zur Abstützung des Schwenkankers und/oder über mindestens eine auf den Schwenkanker einwirkende Feder eine elastische Rückstellkraft in die stabile Betriebsstellung erzeugt wird. Ebenfalls möglich ist, dass eine ohne Bestromung der Spule stabile Betriebsstellung gewährleistet wird durch die Anlage des Schwenkankers an einem Anschlag, einem Polschuh oder dem Joch, wobei der Schwenkanker dann mittels eines Permanentmagneten mit einer Magnetkraft an den Anschlag, den Polschuh oder das Joch angezogen wird, die größer ist als etwaige anderweitige Rückstellkräfte. Möglich ist, dass die erstgenannte Betriebsstellung eine mittlere Betriebsstellung ist, während eine stabile Gewährleistung einer Betriebsstellung ohne Bestromung mittels eines Permanentmagneten vorzugsweise in mindestens einer äußeren Betriebsstellung (also einer oberen Betriebsstellung des Schwenkankers und/oder einer unteren Betriebsstellung des Schwenkankers) erfolgt.
Im Rahmen der Erfindung ist auch möglich, dass der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator mindestens eine Betriebsstellung aufweist, die ohne Bestromung der Spule instabil ist. In diesem Fall kann aber die Betriebsstellung durch die Bestromung der Spule stabilisiert werden. Möglich ist dabei, dass grundsätzlich in der Betriebsstellung eine elastische Rückstellkraft wirkt, die an sich die Instabilität dieser Betriebsstellung zur Folge hat. In diesem Fall kann aber eine Bestromung der Spule derart erfolgen, dass eine Magnetkraft erzeugt wird, die so groß ist, dass die Rückstellkraft ausgeglichen wird und der Schwenkanker die Betriebsstellung beibehält. Befindet sich der Schwenkanker in dieser Betriebsstellung an einem Anschlag, kann die Bestromung der Spule auch so erfolgen, dass die Magnetkraft größer ist als eine etwaige Rückstellkraft, sodass in Folge der Bestromung der Spule der Schwenkanker an den Anschlag gezogen wird und mit einer Anpresskraft an den Anschlag gepresst wird. Möglich ist aber auch, dass eine Steuerung oder Regelung der Bestromung der Spule derart erfolgt, dass eine Betriebsstellung beibehalten wird und bei kleinen Auslenkungen aus der Betriebsstellung die Bestromung der Spule so geändert wird, dass eine Rückstellung in die elektrisch stabilisierte Betriebsstellung erfolgt. Dies kann der Fall sein in einer mittigen Gleichgewichtslage, was vorzugsweise auch dann der Fall ist, wenn in der mittigen Gleichgewichtslage des Schwenkankers keine Federkräfte auf den Schwenkanker wirken. Möglich ist aber auch der Einsatz einer derartigen Regelung der Bestromung, wenn sich der Schwenkanker in einer Betriebsstellung befindet, in welcher Rückstellkräfte wirken und kein Anschlag vorhanden ist, wobei dann auch hier die Bestromung der Spule derart gesteuert oder geregelt wird, dass jede Auslenkung des Schwenkankers aus der Betriebsstellung kompensiert wird durch eine Veränderung der Bestromung der Spule und damit einer Veränderung der Anziehung oder des Abstoßens des Schwenkankers durch die elektromagnetischen Kräfte.
Für einen Vorschlag der Erfindung ist (ausschließlich oder auch) eine mittlere Betriebsstellung von drei Betriebsstellungen ohne Bestromung der Spule stabil. Für einen anderen Vorschlag der Erfindung sind sämtliche drei Betriebsstellungen ohne Bestromung der Spule stabil.
Möglich ist, dass eine Herstellung und Montage des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators derart erfolgt, dass nach der Herstellung und Montage des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators die Betriebsstellungen fest vorgegeben sind. Es hat sich aber in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, wenn der Schwenkwinkel des Schwenkankers in mindestens einer Betriebsstellung einstellbar ist. So kann beispielsweise ein Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator mit mindestens einer einstellbaren Betriebsstellung für unterschiedliche Nutzfahrzeug-Bremsventile Einsatz finden, wobei dann eine Anpassung an die unterschiedlichen Nutzfahrzeug-Bremsventile über die Einstellbarkeit des Schwenkwinkels des Schwenkankers in der mindestens einen Betriebsstellung möglich ist. Möglich ist auch, dass über die Einstellung des Schwenkwinkels ein Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators und/oder eines Nutzfahrzeug-Bremsventils, mit welchem der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator in Wechselwirkung tritt, erfolgen kann. Möglich ist dabei, dass die Einstellbarkeit des Schwenkwinkels durch die Auslegung der Steuerung oder Regelung der Bestromung der Spule erfolgt, was auch dann möglich ist, wenn die Betriebsstellung nicht durch einen Anschlag oder einen Polschuh vorgegeben ist. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des Schwenkwinkels des Schwenkankers in mindestens einer Betriebsstellung mechanisch, was vorzugsweise über einen mechanisch verstellbaren Anschlag oder eine mechanische Verstellung eines Polschuhs erfolgen kann.
Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt ein Nutzfahrzeug-Bremsventil dar, in dem ein Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator der zuvor erläuterten Art Einsatz findet. In dem Nutzfahrzeug-Bremsventil ist mindestens ein über einen Stößel betätigtes Ventil vorhanden. Möglich ist dabei, dass auf unterschiedlichen Seiten des Schwenkankers jeweils ein Stößel eines Ventils angeordnet ist. In diesem Fall ist der mindestens eine Stößel über eine Verschwenkung des Schwenkankers des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators betätigbar.
Für eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe findet in einem Nutzfahrzeug-Bremsventil ebenfalls ein Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator Einsatz, wie dieser zuvor erläutert worden ist. In diesem Fall ist in dem Nutzfahrzeug-Bremsventil ein Ventil vorhanden, welches einen Ventilsitz aufweist. Möglich ist auch hier, dass zwei Ventile mit zugeordneten Ventilsitzen auf unterschiedlichen Seiten des Schwenkankers angeordnet sind. In diesem Fall bildet der Schwenkanker einen Ventilkörper aus oder der Schwenkanker trägt einen Ventilkörper. Der Ventilkörper tritt dann mit der Verschwenkung des Schwenkankers unter Abdichtung mit dem Ventilsitz in Wechselwirkung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen.
Hinsichtlich des Offenbarungsgehalts- nicht des Schutzbereichs - der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters gilt Folgendes: Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen, was aber nicht für die unabhängigen Schutzansprüche des eingetragenen Gebrauchsmusters gilt.
Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

1 zeigt in einer räumlichen Ansicht einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator.
2 zeigt in einer räumlichen Explosionsdarstellung Bauelemente des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators gemäß 1.
3 zeigt in einer räumlichen Einzelteilzeichnung einen Schwenkanker eines Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators gemäß 1 und 2.
4 zeigt schematisch einen mittigen Vertikalschnitt durch einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator gemäß 1 und 2.
5 zeigt einen mittigen Horizontalschnitt durch einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator gemäß 4.
6 zeigt ein Detail VI des Horizontalschnitts gemäß 5.

FIGURENBESCHREIBUNG
In den Figuren sind teilweise Bauelemente, welche sich hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung und/oder der Funktion zumindest teilweise entsprechen, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet, wobei diese dann ergänzend mit den Buchstaben a, b, ... gekennzeichnet sein können. Auf diese Bauelemente wird dann mit oder ohne Verwendung des ergänzenden Buchstabens a, b, ... Bezug genommen, womit dann einzelne oder sämtliche dieser Bauelemente angesprochen sein können.
1 zeigt in einer räumlichen Darstellung einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator 1. Der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator 1 verfügt über ein Joch 2. An dem Joch 2 ist über ein Schwenklager 3 verschwenkbar um eine Schwenkachse 4 ein Schwenkanker 5 gelagert.
Das Joch 2 weist einen U-förmigen Grundkörper 6 auf, wobei das U einen Grundschenkel 7 und zwei Seitenschenkel 8, 9 aufweist. Grundsätzlich verfügen der Grundschenkel 7 und die Seitenschenkel 8, 9 über dieselbe Breite, wobei, wie in 1 zu erkennen ist, die freien Endbereiche der Seitenschenkel 8, 9 eine sich verringernde Breite aufweisen. An den einander zugewandten Innenflächen der freien Endbereiche der Seitenschenkel 8, 9 sind über Befestigungsschrauben 10 scheibenförmige, hier kreisscheibenförmige Permanentmagneten 11 sowie Polschuhe 12 gehalten. Einander zugewandte Stirnseiten 13 der Polschuhe 12 bilden einen Spalt 14 aus. Ungefähr mittig zwischen den beiden Seitenschenkeln 8, 9 verfügt das Joch 2 im Bereich des Grundschenkels 7 über einen Lagerkörper 15, der für das dargestellte Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Grundkörpers 6 ist. Durchaus möglich ist aber auch, dass der Lagerkörper 15 separat hergestellt ist und mit dem Grundkörper 6 verschweißt, verschraubt oder anderweitig an diesem befestigt ist. Der Lagerkörper 15 ist in einer Draufsicht U-förmig ausgebildet, wobei die Seitenschenkel des U von zwei parallelen Schwenklager-Tragelementen 16a, 16b ausgebildet sind und ein Grundschenkel des U von einem Grundschenkelkörper 17 ausgebildet ist. Die Schwenklager-Tragelemente 16a, 16b und der Grundschenkelkörper 17 bilden eine U-förmige Aufnahme 18 für den Schwenkanker 5.
In 2 und 3 ist die Geometrie des Schwenkankers 5 zu erkennen. Der Schwenkanker 5 verfügt über einen Schwenkkörperabschnitt 19 sowie einen Lagerkörperabschnitt 20. Der Lagerkörperabschnitt 20 ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die Innenfläche des Lagerkörperabschnitts 20 eine Lagerbohrung 21 oder ein Lagerauge bildet, welche oder welches die Schwenkachse 4 vorgibt. In dem dem Lagerkörperabschnitt 20 abgewandten Bereich ist der Schwenkkörperabschnitt 19 plattenartig ausgebildet mit konstanter Plattendicke, die geringer (beispielsweise weniger als die Hälfte) ist als der Durchmesser des Lagerkörperabschnitts 20. Der Schwenkkörperabschnitt 19 geht dann in dem dem Lagerkörperabschnitt 20 zugewandten Endbereich kontinuierlich mit sich vergrößernder Plattendicke über in den Lagerkörperabschnitt 20.
In einer Draufsicht ist der Schwenkkörper in dem Übergangsbereich von dem Schwenkkörperabschnitt 19 zu dem Lagerkörperabschnitt 20 T-förmig ausgebildet. Ein Vertikalschenkel 22 des T ist von dem Lagerkörperabschnitt 20 gebildet, während die Horizontalschenkel 23, 24 des T von einer sprungartigen Verbreiterung des Schwenkankers 5 gebildet sind. Die Breite des Vertikalschenkels 22 entspricht dabei der Länge des zylindrischen Lagerkörperabschnitts 20, während die Erstreckung der Horizontalschenkel 23, 24 der sprungartigen Veränderung der Breite des Schwenkankers 5 entspricht.
Die Außenfläche des Lagerkörperabschnitts 20, die entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet ist, bildet eine konvexe teilzylindrische Magnetfluss-Übertragungsfläche 25, die konzentrisch zu der Lagerbohrung 21 und der Schwenkachse 4 ausgebildet ist. Im Bereich der Horizontalschenkel 23, 24 bzw. der Erweiterung der Breite des Jochs 5 bildet der zugeordnete Endbereich des Schwenkkörperabschnitts 19 konkave Magnetfluss-Übertragungsflächen 26, 27, die ebenfalls entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet sind und konzentrisch zu der Schwenkachse 4 ausgebildet sind.
In montiertem Zustand findet der Vertikalschenkel 22 und damit der Lagerkörperabschnitt 20 Aufnahme in der Aufnahme 18 des Lagerkörpers 15. Somit sind die Schwenklager-Tragelemente 16a, 16b seitlich von den Seitenflächen des hohlzylindrischen Lagerkörperabschnitts 20 (unter Ausbildung eines minimalen Spalts) angeordnet. Der Grundschenkelkörper 17 verfügt über eine konkave Magnetfluss-Übertragungsfläche 28, die entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet ist und konzentrisch zu der Schwenkachse 4 ausgebildet ist. Hingegen bilden die Stirnseiten der Schwenklager-Tragelemente 16a, 16b konvexe Magnetfluss-Übertragungsflächen 29a, 29b, die ebenfalls entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet sind und konzentrisch zu der Schwenkachse 4 angeordnet sind. Die Schwenklager-Tragelemente 16 verfügen über mit der Schwenkachse 4 fluchtende Bohrungen 30a, 30b, von denen mindestens eine Bohrung 30 mit einem Gewinde ausgestattet sein kann.
Durch die Bohrungen 30a, 30b der Schwenklager-Tragelemente 16a, 16b sowie die Lagerbohrung 21 des Schwenkankers 5 erstreckt sich ein Schwenklager-Achskörper 31, der vorzugsweise als Schwenklager-Achsbolzen 32 ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Schwenklager-Achsbolzen 32 mit mindestens einem Gewinde einer Bohrung 30a, 30b verschraubt. Möglich ist dabei, dass das Festschrauben des Schwenklager-Achsbolzens 32 derart erfolgt, dass in dem Schwenklager-Achsbolzen 32 keine Axialkraft wirkt, die eine Beaufschlagung der Schwenklager-Tragelemente 16 in axialer Richtung des Schwenklager-Achsbolzens 32 zur Folge hätte. Die Mantelfläche des Schwenklager-Achsbolzens 32 bildet ein eine Verschwenkung gewährleistendes Spiel mit der Lagerbohrung 21 des Schwenkankers 5 aus (4).
Wie in 5 und 6 zu erkennen ist, ist zwischen der Magnetfluss-Übertragungsfläche 25 und der Magnetfluss-Übertragungsfläche 28 ein Spalt 33 mit einer Spalthöhe 34 gebildet. Des Weiteren sind Spalte 35a, 35b mit gleichen Spalthöhen 36 gebildet zwischen den Magnetfluss-Übertragungsflächen 29a, 29b der Schwenklager-Tragelemente 16a, 16b und den Magnetfluss-Übertragungsflächen 26, 27 des Schwenkankers 5.
Die Form der Spalte 33, 35a, 35b entspricht jeweils dem Segment eines Hohlzylinders, dessen Wandstärke der jeweiligen Spalthöhe 34, 36 entspricht. Die Spalte 33, 35 erstrecken sich über einen Umfangswinkel 37, der vorzugsweise mehr als 90°, mehr als 100°, mehr als 110° oder mehr als 120° beträgt.
In den Fig. ist die Spule, über welche der magnetische Fluss erzeugt werden kann und mittels welcher je nach ihrer Bestromung eine Verschwenkung des Schwenkankers 5 herbeigeführt werden kann, nicht dargestellt. Eine derartige Spule kann an beliebiger Stelle angeordnet sein. Beispielsweise kann die Wicklung der Spule den Schwenkanker 5 umgeben oder das Joch 2 umgeben, was im Bereich des Schwenkankers 5, des Schwenklagers 3, im Bereich des Grundschenkels 7 des Jochs 2 oder im Bereich eines Seitenschenkels 8, 9 des Jochs 2 der Fall sein kann.
Möglich ist, dass der Schwenkanker 5 auf der den Polschuhen 12a, 12b zugewandten Seite jeweils eine Polschuh-Kontaktfläche 38a, 38b aufweist.
Ebenfalls möglich ist, dass der Schwenkanker 5 über Ventilstößel-Betätigungsflächen 39a, 39b verfügt, was vorzugsweise in dem aus dem Joch 2 auskragenden Endbereich des Schwenkankers 5 der Fall ist.
Möglich ist, dass eine Begrenzung der Verschwenkung durch die Größe des Spalts 14 bzw. die Stirnseiten 13a, 13b der Polschuhe 12a, 12b vorgegeben ist. Möglich ist aber auch, dass die Verschwenkung des Schwenkankers 5 einstellbar ist, wozu beispielsweise die Befestigungsschrauben 10a, 10b unterschiedlich weit mit dem Joch 2 verschraubt werden können, womit eine Stirnseite der Befestigungsschrauben 10a, 10b unterschiedlich weit über die Stirnseiten 13a, 13b der Polschuhe 12a, 12b hervorstehen können. Die Stirnseiten der Befestigungsschrauben 10a, 10b können dann eine Anschlag für die Begrenzung des Schwenkwinkels des Schwenkankers 5 bilden.
Für einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator 1 oder ein mit diesem gebildetes Nutzfahrzeug-Bremsventil beliebiger Bauart kann ergänzend zu der vorliegenden Beschreibung eine konstruktive Ausgestaltung, eine Messtechnik, eine Steuerung oder Regelung der Bestromung, eine Gestaltung des magnetischen Flusses oder eine anderweitige Gestaltung erfolgen, wie dies in dem eingangs genannten Stand der Technik beschrieben ist. Des Weiteren kann eine Integration des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators 1 oder eines hiermit gebildeten Nutzfahrzeug-Bremsventils in eine Bremsanlage erfolgen, wie diese in dem eingangs angeführten Stand der Technik beschrieben ist. Auch hinsichtlich der mit dem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator 1, dem damit gebildeten Nutzfahrzeug-Bremsventil alleine oder im Zusammenwirken mit weiteren Bauelemente zu gewährleistenden Funktionalitäten wird auf den eingangs angeführten Stand der Technik verwiesen. Sofern hierbei bei dem eingangs angeführten Stand der Technik Bezug genommen wird auf einen Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator 1 oder ein mit diesem gebildetes Nutzfahrzeug-Bremsventil, bei dem anstelle eines Schwenklagers 3 ein flexibles, auf Biegung beanspruchtes Element zur Verschwenkung des Schwenkankers Bezug genommen wird, sind dennoch die nicht das Schwenklager bzw. das flexible Element betreffenden Offenbarungen in dem eingangs angeführten Stand der Technik im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator
2: Joch
3: Schwenklager
4: Schwenkachse
5: Schwenkanker
6: Grundkörper des Jochs
7: Grundschenkel
8: Seitenschenkel
9: Seitenschenkel
10: Befestigungsschraube
11: Permanentmagnet
12: Polschuh
13: Stirnseite
14: Spalt
15: Lagerkörper
16: Schwenklager-Tragelement
17: Grundschenkelkörper
18: Aufnahme
19: Schwenkkörperabschnitt
20: Lagerkörperabschnitt
21: Lagerbohrung
22: Vertikalschenkel
23: Horizontalschenkel
24: Horizontalschenkel
25: Magnetfluss-Übertragungsfläche (Lagerkörperabschnitt des Schwenkankers)
26: Magnetfluss-Übertragungsfläche (Schwenkkörperabschnitt des Schwenkankers)
27: Magnetfluss-Übertragungsfläche (Schwenkkörperabschnitt des Schwenkankers)
28: Magnetfluss-Übertragungsfläche (Grundschenkelkörper des Lagerkörpers des Joches)
29: Magnetfluss-Übertragungsfläche (Stirnseiten der Schwenklager-Tragelemente)
30: Bohrungen (des Schwenklager-Tragelements)
31: Schwenklager-Achskörper
32: Schwenklager-Achsbolzen

33: Spalt
34: Spalthöhe
35: Spalt
36: Spalthöhe
37: Umfangswinkel
38: Polschuh-Kontaktfläche
39: Ventilstößel-Betätigungsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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EP 2049373 B1 [0002]
EP 2567131 B1 [0002, 0009]
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WO 2016062542 A1 [0002, 0003]
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DE 202019106881 [0011]
DE 202019106872 [0011]

Claims

Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) mit a) einer Spule und b) einem Schwenkanker (5), der ba) über ein Schwenklager (3) verschwenkbar um eine Schwenkachse (4) an einem Joch (2) gelagert ist und bb) durch unterschiedliche Bestromungen der Spule in unterschiedliche Betriebsstellungen verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass c) der Schwenkanker (5) und das Joch (2) jeweils eine Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 29a; 27, 29b; 25, 28) aufweisen, ca) die entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet sind, cb) die konzentrisch zu der Schwenkachse (4) ausgebildet sind und cc) zwischen denen ein Spalt (35a; 35b; 33) ausgebildet ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umfangserstreckung des Spaltes (35a; 35b; 33) unabhängig von dem Schwenkwinkel des Schwenkankers (5) ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkanker (5) über das Schwenklager (3) an zwei sich beidseits seitlich eines Grundkörpers des Schwenkankers (5) erstreckenden Schwenklager-Tragelementen (16a, 16b) verschwenkbar gelagert ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkanker (5) einen Schwenkkörperabschnitt (19) und einen Lagerkörperabschnitt (20) aufweist, wobei das Schwenklager (3) im Lagerkörperabschnitt (20) angeordnet ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Magnetfluss-Übertragungsflächen (25, 28) des Schwenkankers (5) und des Jochs (2) und der von diesen ausgebildete Spalt (33) hinsichtlich der Schwenkachse (4) auf der dem Schwenkkörperabschnitt (19) abgewandten Seite des Lagerkörperabschnittes (20) angeordnet sind.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b) jeweils eine Magnetfluss-Übertragungsfläche (29a, 29b) aufweisen, die a) entsprechend der Mantelfläche eines Zylindersegments ausgebildet ist, b) konzentrisch zur Schwenkachse (4) ausgebildet ist und c) mit einer Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 27) des Schwenkankers (5) einen Spalt (35a, 35b) ausbildet.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Magnetfluss-Übertragungsflächen (29a, 29b) der Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b), b) die zugeordneten Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 27) des Schwenkankers (5) und c) die von den Magnetfluss-Übertragungsflächen (29a, 29b) der Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b) und den zugeordneten Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 27) des Schwenkankers (5) gebildeten Spalte (35a, 35b) hinsichtlich der Schwenkachse (4) auf der dem Schwenkkörperabschnitt (19) zugewandten Seite des Lagerkörperabschnittes (20) angeordnet sind.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Joch (2) eine U-förmige Aufnahme (18) für den Schwenkanker (5) bildet, die lateral durch die Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b) begrenzt ist, b) der Schwenkanker (5) in einer Draufsicht eine T-förmige Außengeometrie aufweist, c) ein Vertikalschenkel (22) des T des Schwenkankers (5) in der U-förmigen Aufnahme (18) des Jochs (2) angeordnet ist und ein oder der von Magnetfluss-Übertragungsflächen (25, 28) begrenzte(r) Spalt (33) zwischen der Stirnseite des Vertikalschenkels (22) des T des Schwenkankers (5) und dem Grundschenkel der U-förmigen Aufnahme (18) des Jochs (2) gebildet ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) das Joch (2) eine U-förmige Aufnahme (18) für den Schwenkanker (5) bildet, die lateral durch die Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b) begrenzt ist, b) der Schwenkanker (5) in einer Draufsicht eine T-förmige Außengeometrie aufweist, c) ein Vertikalschenkel (22) des T des Schwenkankers (5) in der U-förmigen Aufnahme (18) des Jochs (2) angeordnet ist und von Magnetfluss-Übertragungsflächen (26, 29a; 27, 29b) begrenzte Spalte (35a, 35b) zwischen Horizontalschenkeln (23, 24) des T des Schwenkankers (5) und den Stirnseiten der Schwenklager-Tragelemente (16a, 16b), die die Seitenschenkel der U-förmigen Aufnahme (18) des Jochs (2) bilden, gebildet sind.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Spalthöhe (34; 36) kleiner ist als 0,5 mm.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endmaß der Spalthöhe (34; 36) mindestens eines Spaltes (33, 35) nach der Montage des Schwenklagers (3) durch Abrieb hergestellt wird, der durch Verdrehung des Schwenkankers (5) relativ zu dem Joch (2) um die Schwenkachse (4) erzeugt wird.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (2) und/oder der Schwenkanker (5) im Bereich der Magnetfluss-Übertragungsfläche (26, 29a; 27, 29b; 25, 28) und/oder des Spaltes (33, 35) eine Beschichtung aufweist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (3) einen Schwenklager-Achskörper (31) aufweist, der a) sich durch ein Lagerauge des Schwenkankers (5) erstreckt und b) in beiden aus dem Schwenkanker (5) auskragenden Endbereichen an einem zugeordneten Schwenklager-Tragelement (16a, 16b) des Joches (2) abgestützt ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkanker (5) eine Polschuh-Kontaktfläche (38) aufweist, die in einer Betriebsstellung des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators (1) an einem Polschuh (12a, 12b) des Joches (2) anliegt.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkanker (5) eine Ventilstößel-Betätigungsfläche (39a, 39b) aufweist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkanker (5) eine Ventilkörperfläche aufweist, die unter Abdichtung mit einem Ventilsitz in Wechselwirkung treten kann.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Joch (2) einen Permanentmagneten (11a, 11b) aufweist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) drei Betriebsstellungen aufweist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) mindestens eine Betriebsstellung aufweist, die ohne Bestromung der Spule stabil ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) mindestens eine Betriebsstellung aufweist, die ohne Bestromung der Spule instabil ist und bei der Bestromung der Spule stabil ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Betriebsstellung ohne Bestromung der Spule stabil ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche drei Betriebsstellungen ohne Bestromung der Spule stabil sind.
Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel des Schwenkankers (5) in mindestens einer Betriebsstellung mechanisch einstellbar ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventil mit einem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein über einen Stößel betätigtes Ventil vorhanden ist und b) der Stößel über eine Verschwenkung des Schwenkankers (5) des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuators (1) betätigbar ist.
Nutzfahrzeug-Bremsventil mit einem Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein einen Ventilsitz aufweisendes Ventil vorhanden ist und b) der Schwenkanker (5) des Nutzfahrzeug-Bremsventilaktuator (1) einen Ventilkörper ausbildet oder trägt, der mit der Verschwenkung des Schwenkankers (5) unter Abdichtung mit dem Ventilsitz in Wechselwirkung tritt.