DE3412351A1

DE3412351A1 - Magnetventil zum regeln des bremsdruckes in einem bremszylinder eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3412351A1
Application number: DE19843412351
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl.-Ing. Bartholomäus (FH), 8781 Neuendorf; Rolf Dr.-Ing. 8770 Lohr Neuhaus
Original assignee: Mannesmann Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1985-10-10
Also published as: IT1202140B; IT8503382A0; DE3412351C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetventil zum Regeln des
Bremsdruckes in einem Bremszylinder eines Kraftfahrzeugs mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
In bekannter Weise sind solche Magnetventile in der zu einem Radbremszylinder des Kraftfahrzeuges führenden Leitung angeordnet. Droht während eines Bremsvorganges ein Rad zu blockieren, so spricht der die Raddrehzahl überwachende Blockierschutz an und wird über das Magnetventil der Radbremszylinder zum Entlasten des Bremsdrucks mit dem Tank verbunden, worauf das Rad beschleunigt wird und von dem Magnetventil erneut Druck im Radbremszylinder aufgebaut wird. Der Bremsvorgang vollzieht sich so in mehreren Zyklen, die jeweils aus einer Bremsdruckentlastung und Wiederanlegen des Bremsdrucks sehr rasch aufeinanderfolgend bestehen.
Beim Umschalten des Magnetventils soll vermieden werden, daß die Druckmittelquelle unmittelbar -mit dem Tank verbunden wird. Diese Forderung läßt sich in bekannter Weise mit einem Doppelventil bestehend aus einem Einlaß-und einem Auslaßventil realisieren (DE-OS 25 56 023), wobei ein Ventil für die Verbindung der Druckmittelquelle mit dem Radbremszylinder und das andere Ventil für die Verbindung des Radbremszylinders mit dem Tank vorgesehen ist. Es ist auch bekannt (DE-PS 26 49 106), die Verbindung des Radbremszylinders entweder mit einer Druck mittelquelle oder einer Entlüftungsleitung über ein Doppelventil zu schalten, bei dem in einer gemeinsamen Ventilhülse zwei Ventilkörper vorgesehen sind. Dabei ist die Ventilhülse von einem Schaltmagneten zwischen zwei Stellungen hin- und herschaltbar, indem jeweils nur eine Verbindung geöffnet ist. Bei dem bekannten Ventil ist die Ventilhülse als Anker des Schaltmagneten ausge- führt. Hieraus ergeben sich verhältnismäßig geringe Schaltkräfte, ein verhältnismäßig großer Magnetankerdurchmesser und entsprechend großer Magnet, sowie die Gefahr des Absetzens von metallischen Verunreinigungen, die zum Klemmen des Ankers führen können, da der Magnet vom Arbeitsmedium durchströmt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, das Magnetventil der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die Bauweise vereinfacht und die Betriebssicherheit erhöht wird, wobei insbesondere das Ventil als Bremsdruckregelventil ausgebildet werden soll, mit dem es möglich ist, den im Bremszylinder einzusteuernden Bremsdruck sehr genau feinfühlig und rasch regeln zu können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst, Erfindungsgemäß ist zum Ansteuern des Ventils ein Proportionalmagnet vorgesehen, dessen Kraft über mechanische übertragungsglieder auf das Ventil übertragen wird.
Somit ergibt sich eine getrennte Bauweise von Magnet und Ventil und der Magnet wird vor Verschmutzungen des das Ventil durchströmenden Arbeitsmittels geschützt, wodurch eine größtmögliche Funktionssicherheit gewährleistet ist. Dabei kann in einer weiteren Ausführungsform der Magnetraum des Proportionalmagneten mit dem Ventilraum über ein Filter verbunden sein, so daß nur das Verdrängungsvolumen der zum Antrieb der Ventilhülse erforderlichen übertragungsstifte und das Verdrängungsvolumen des Ankers des Proportionalmagneten mit öl aus dem Ventilraum aufgefüllt werden muß und hierfür ein eigenes Filter vorgesehen ist.
Die hydraulischen Anschlüsse liegen auf einer Seite des Magneten, so daß Anzugsmomente an den Anschlüssen nicht über den Magneten übertragen werden müssen. Eine Sandwichbauweise bietet sich ebenfalls an.
Ferner ist erfindungsgemäß das Ventil so ausgelegt, daß es in einer definierten Mittelstellung gehalten ist, in der die Verbindung zwischen der Druckmittelquelle und dem Tank abgesperrt ist. In dieser Mittelstellung wird das Ventil durch entsprechende elektrische Ansteuerung des Proportionalmagneten gehalten. Von der Mittelstellung ausgehend wird nach überfahren eines überdeckungsspiels die zum Bremszylinder führende Leitung entweder mit der Druckmittelquelle oder mit dem Tank zur Druckentlastung verbunden. Dabei sind die Durchlaßquerschnitte zwischen den Ventilkörpern und den entsprechenden Bohrungen sehr genau einstellbar, so daß der Druck im Radbremszylinder feinfühlig und genau regelbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So sind insbesondere die Ventilkörper mit Ventilkegeln versehen, so daß das Ventil selbstzentrieend ist und keiner besonderen Lagerung bedarf. Es ist somit möglich, die Ventilhülse im Ventilraum einfach zwischen den Ubertragungsstiften und der sie gegensinnig beaufschlagenden Feder anzuordnen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, in der ein Schnitt durch ein von einem Proportionalmagneten angetriebenes Bremsdruckregelventil dargestellt ist.
Das Bremsdruckregelventil 10 besteht aus einem Ventilgehäuse 11, in dem ein Ventilraum 12 ausgebildet ist, in dem eine Ventilhülse 14 verschiebbar angeordnet ist.
In einer stirnseitigen Öffnung 15 der Ventilhülse 14 ist ein Ventilkörper 16 mit einem Ventilkegel 17 und einem Flansch 18 eingesetzt. Ebenso ist auf der anderen Seite in einer Öffnung 20 ein Ventilkörper 21 mit einem Ventilkegel 22 und einem Flansch 23 eingesetzt. Auf den Flanschen 18 und 23 ist eine gemeinsame Feder 25 abgestützt, welche die Ventilkegel 17 und 22 auf eine erste mit einer Druckmittelquelle P verbundene Bohrung 26 und eine zweite mit dem Tank T verbundene Bohrung 28 drückt. Die beiden Ventilkörper 16 und 21 mit der Feder 25 sind in der Ventilhülse durch einen Ring 32 gehalten, der in einer Ausdrehung 32a der Ventilhülse 14 eingesetzt ist, worauf der Rand der Hülse umgebördelt und damit der Ring 32 befestigt wird. Die Vorspannkraft der Feder 25 kann durch die Tiefe der Ausdrehung 32a bestimmt werden. In der dargestellten Lage, nämlich der Mittelstellung der Ventilhülse 14 sind beide Bohrungen 26 und 28 von den Ventilkörpern 16 und 21 abgesperrt, die zu einem Bremszylinder führende, in den Ventilraum 12 mündende Leitung 29, also weder mit der Druckmittelquelle noch mit dem Tank verbunden.
Dabei ist die zum Reservoir T führende Bohrung 28 in einem besonderen Bauteil 28a vorgesehen, das aus einem anderen Werkstoff als das Gehäuse 10 besteht und das besonders eingeschliffen wird, so daß sich bei geschlossenem Kegel 17 des Ventilkörpers 16 eine besonders hohe Dichtwirkung ergibt. Ferner ist der Ringspalt zwischen dem Ventilkörper 16 und dem Sitzbauteil 28a sowie zwischen dem Ventilkörper 21 und der Gehäusebohrung 21a flächenmäßig um ein Mehrfaches größer als die Öffnungsweite der Bohrungen 26 bzw. 28.
Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß zwischen dem Flansch 18 des Ventilkörpers 16 und einer Schulter 31 der Ventilhülse ein bestimmter Abstand vorgesehen ist, der als überdeckungsspiel bezeichnet wird. Das über- deckungsspiel zwischen dem Ventilkörper 16 und dem Anschlag 31 ist über die Ausdrehtiefe des Sitzbauteils 28a einstellbar. Die Bohrungen 26 und 28 bleiben somit abgesperrt, solange die Ventilhülse 14 innerhalb des durch das Uberdeckungsspiel vorgegebenen Hubes bewegt wird. In der dargestellten Mittelstellung sowie innerhalb des durch das Uberdeckungsspiel vorgegebenen Hubes der Hülse kann also niemals die Druckmittelquelle mit dem Tank verbunden werden.
Führt jedoch die Ventilhülse 14 einen Hub aus, der größer ist als das überdeckungsspiel, so wird entweder die Verbindung von der Bohrung 26 zum Ventilraum 12 geöffnet, wenn der Ventilkörper 21 über den Ring 32 der Ventilhülse 14 mitgenommen wird, oder wird die Verbindung der Bohrung 28 mit dem Ventilraum 12 geöffnet, wenn der Ventilkörper 16 vom Anschlag 31 der Ventilhülse mitgenommen wird.
Die Ventilhülse 14 wird von mehreren Ubertragungsstiften angetrieben, von denen in der Zeichnung nur ein Stift 34 dargestellt ist, der in einer Bohrung 35 in der Gehäusewandung zwischen dem Ventilraum 12 und einem Gehäuse 36 eines Proportionalmagneten 37 angeordnet ist. Vorzugsweise sind drei Stifte 34 vorgesehen, welche kreisförmig in gleichen Umfangsabständen radial außerhalb des Ventilkörpers angeordnet sind und die sich auf einer Ringschulter 38 der Ventilhülse 14 abstützen. Die Ventilhülse 14 wird durch eine Feder 39 an die Stifte 34 angedrückt.
Die Feder 39 ist an einer gehäusefesten Büchse 40 über einen Ring 39a abgestützt, so daß durch Wahl von Ringen mit unterschiedlicher Dicke die Vorspannung der Feder 39 einstellbar ist.
In der Gehäusewand des Ventils ist ferner eine Ausnehmung 42 vorgesehen, in welche die Stifte 34 münden. Auf die Stifte ist eine Scheibe 44 aufgesetzt, wobei die Scheibe mit einem Ringflansch 45 versehen ist, mit dem die Scheibe an den Stiften 34 geführt ist. In eine Vertiefung 46 der Scheibe greift ein Magnetstößel 47 des Proportionalmagneten 37. Der mit dem Magnetstößel 47 verbundene Anker 48 sowie die Wicklung 49 des Proportionalmagneten 37 sind nur teilweise dargestellt und entsprechen der üblichen Ausführung. Sie sind in bekannter Weise die Magneträume zu beiden Stirnseiten des Ankers 48 über eine Längsbohrung 49a im Anker miteinander und über eine Bohrung 50 mit der Ausnehmung 42 in der Gehäusewandung des Ventils verbunden. Ferner ist die Ausnehmung 42 über ein Filter 52 und eine Bohrung 53 in der Gehäusewandung des Ventils mit dem Ventilraum 12 verbunden. Die Abdichtung erfolgt über eine Ringdichtung 54. Das Gehäuse 36 des Proportionalmagneten ist stirnseitig an dem Ventilgehäuse 11 befestigt. Die Befestigung erfolgt beispielsweise durch Aufschrauben des Magnetgehäuses 36 auf ein Gewinde 56 des Ventilgehäuses 11 oder durch Verbördelung.
Zur Wirkungsweise des Magnetventils ist darauf hinzuweisen, daß durch eine'Ansteuerung der Wicklung 49 des Proportionalmagneten 37 mit einem vorbestimmten Strom der Anker 48 und damit die Ventilhülse 14 über die Ubertragungsglieder 34,44 und 47 in eine definierte Mittelstellung eingestellt wird, in der die Verbindung von der zum Bremszylinder führenden Leitung 29 sowohl zur Druckmittelquelle als auch zum Tank über die Bohrungen 26 und 28 abgesperrt ist. Ausgehend von dieser Mittelstellung kann durch entsprechende Ansteuerung des Proportionalmagneten 37 (Erhöhung oder Absenkung des Stroms) entweder die Druckmittelquelle mit der zum Bremszylinder führenden Leitung 29 verbunden werden, wenn Bremsdruck in den Bremszylinder eingespeist werden soll, oder kann der Bremszylinder durch entsprechende Ansteuerung des Proportionalmagneten mit dem Tank verbunden werden, um den Bremszylinder von Druck zu entlasten, wenn der Blockierschutz anspricht. Da der Antrieb der Ventilhülse 14 durch den Proportionalmagneten 37 erfolgt, kann ausgehend von der Mittelstellung jede Lage der Ventilhülse angesteuert und damit ein bestimmter Durchlaßquerschnitt zwischen den Ventilkegeln 17 bzw.
22 und den zugehörigen Bohrungen 28 bzw. 26 eingestellt werden. Damit ist es möglich, den Druck in der Leitung 29 und damit im Bremszylinder sehr feinfühlig und genau zu regeln.
Die Federn 25 und 39 müssen auf die am Ventil auftretenden Druckmittelkräfte abgestimmt sein. Wird beispielsweise der Ventilkegel 22 von dem Druck in der Leitung 26 mit einer Kraft von 6N beaufschlagt, so muß die Kraft der Feder 25 zum Schließen des Ventilkörpers 21 mehr als 6N, also z.B. 8N betragen. Die Feder 39 muß stärker,auf beispielsweise 10N, ausgelegt sein, um beim Verschieben der Ventilhülse den Ventilkörper 21 zu ;offenen, so daß dann die vom Anker 48 des Proportionalmagneten ausgeübte Betätigungskraft größer als 16N, nämlich größer als 6 + lON sein muß, um die Ventilhülse 14 zum öffnen der Bohrung 28 durch Abheben des Ventilkörpers 16 zu verschieben.
In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform kann die Scheibe 44 als Ubertragungsglied in Wegfall geraten. Die Stifte 34 können verlängert sein und unmittelbar vom Anker 48 des Proportionalmagneten betätigt werden, so daß auch der Ankerstößel 47 entfallen kann.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. + gnetventil zum Regeln des Bremsdruckes in einem -> Bremszylinder eines Kraftfahrzeuges abhängig von einer die Raddrehzahl erfassenden Blockierschutzeinrichtung, die ein Signal zur Ansteuerung der Wicklung des Magnetantriebes für das Magnetventil erzeugt, bestehend aus einer in einem mit der zum Bremszylinder führenden Leitung verbundenen Ventilraum verschiebbar angeordneten Ventilhülse, aus je einem an der Stirnseite der Ventilhülse gegen Federkraft verschiebbaren Ventilkörper, von denen der erste mit einer im Ventilgehäuse angeordneten, mit einer Druckmittelquelle verbundenen und der zweite mit einer im Ventilgehäuse angeordneten und mit dem Tank verbundenen Bohrung zusammenwirkt, wobei beide Bohrungen in den Ventilraum münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse (14) mittels mechanischer Ubertragungsglieder von einem Propordef tionalmagneten (37) angetrieben und in eineriM;ltteW stellung gehalten ist, in der beide Ventilkörper (16,21), die mit der Druckmittelquelle (P) bzw. dem Tank (T) verbundene Bohrung (28,26) absperren und aus der heraus durch entsprechende Ansteuerung des Proportionalmagneten wahlweise der Durchlaßquerschnitt zwischen dem ersten bzw. zweiten Ventilkörper und der entsprechenden Bohrung zum Regeln des Druckes im Bremszylinder einstellbar ist.
2. Magnetventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (16,21) mit Ventilkegeln (17,22) versehen sind und von einer gemeinsamen Feder (25) gegen Anschläge (31,32) der Ventilhülse (14) gedrückt sind, wobei in der Mittelstellung der Ventilhülse zwischen einem Ventilkörper (16) und dem zugehörigen Anschlag (31) ein Uberdeckungsspiel vorgesehen ist.
3. Magnetventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz für den Ventilkegel (17) in einem getrennten Bauteil (28a) ausgebildet ist, welches aus einem anderen Werkstoff als das Gehäuse (10) besteht, besonders eingeschliffen wird und hohe Dichtwirkung bei geschlossenem Kegel (17) erzeugt.
4. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgehäuse (36) stirnseitig an dem Ventilgehäuse (11) befestigt ist, die Obertragungsglieder in der Gehäusewand zwischen dem Proportionalmagneten (37) und dem Ventil geführt sind und als Stifte (34) ausgebildet sind, die radial außerhalb der Ventilkörper (16,21) vorgesehen und an welche die Ventilhülse (14) durch eine Feder (39) angedrückt ist, und daß die Verbindung der zweiten Bohrung (28) zum Tank T in der Gehäusewand vorgesehen ist.
5. Magnetventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (39) durch unterlagerte Ringe (39a) mit verschiedener Dicke unterschiedlich vorgespannt und eingestellt werden kann.
6. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (25) durch eine unterschiedliche Tiefe der Ausdrehung (32a) und damit der Anschlaglage des Ringes (32) vorgespannt und eingestellt werden kann.
7. ttgnetventil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Uberdeckungsspiel zwischen dem Ventilkörper (16) und dem Anschlag (31) über die Ausdrehtiefe des Sitzbauteils (28a) eingestellt wird.
8. gagnetventil nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt zwischen dem Ventilkörper (16) und dem Sitzbauteil (28a) sowie dem Ventilkörper (21) und der Gehäusebohrung (21a) flächenmäßig mehrfach größer ist als die öffnungsweite der Bohrungen (28 und 26).
9. Magnetventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetraum des Proportionalmagneten (37) mit dem Ventilraum (12) über ein in der Gehäusewand angeordnetes Filter (52) und Bohrung (53) verbunden ist.
10. Magnetventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsstifte (34) zum Antrieb der Ventilhülse (14) unmittelbar vom Anker (48) des Proportionalmagneten betätigbar sind.
11. Magnetventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubertragungsstifte (34) zum Antrieb der Ventilhülse (14) an einer Scheibe (44) abgestützt sind, die von dem Magnetstößel (47) des Proportionalmagneten angetrieben ist.
12. Magnetventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (44) von den Ubertragungsstiften (34) geführt ist.
13. Magnetventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (44) in einer Ausnehmung (42) stirnseitig in der Gehäusewandung des Magnetventils angeordnet ist.
14. Magnetventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (42) über eine Bohrung (50) mit dem den Anker aufnehmenden Magnetraum des Proportionalmagneten (37) verbunden ist.