DE69506721T2

DE69506721T2 - Elektrisches druckregelventil für hydraulischen kreislauf

Info

Publication number: DE69506721T2
Application number: DE69506721T
Authority: DE
Inventors: Philippe F-93300 Aubervilliers Bourlon; Jean Marc F-77230 Longperrier Cheron; Gilbert F-95100 Argenteuil Kervagoret
Original assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Current assignee: Bosch Systemes de Freinage SAS
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2015-08-18
Also published as: JP3755108B2; BR9508588A; JPH10505307A; EP0779867B1; WO1996007570A1; ES2125639T3; DE69506721D1; US5765930A; FR2724425A1; EP0779867A1; FR2724425B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Elektroventile zum Regulieren des Drucks in hydraulischen Bremskreisen, die insbesondere aber nicht ausschließlich für die Bremskreise von Kraftfahrzeugen bestimmt sind, die mit einem Reifen-Antiblockiersystem ausgestattet sind.
Die gegenwärtigen Reifen-Antiblockiersysteme setzen zwischen einer Druckfluidquelle und einen Druckempfänger, wie z. B. einer Bremsbetätigungsvorrichtung, ein Elektroventil ein, das von einem Rechner in Abhängigkeit von Signalen, die die Umdrehungsgeschwindigkeit der Reifen wiedergeben, gesteuert wird, um allgemein den Fluiddruck in der Bremsbetätigungsvorrichtung herabzusetzen, wenn der Rechner das bevorstehende Blockieren des Reifens, der an diese Bremsbetätigungsvorrichtung angeschlossen ist, feststellt, und dann eine zweite Druckfluidquelle anzuschließen, um den hydraulischen Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung erneut anzuheben, bis ein neues bevorstehendes Blockieren festgestellt wird, wobei sich dann die Druckabfall- und Druckanstiegszyklen abwechseln.
Die verwendeten Elektroventile sind meistens entweder vollständig oder überhaupt nicht in Betrieb, wobei ein Elektroventil dazu benutzt wird, den Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung herabzusetzen, und ein anderes, um den Druck in dieser Bremsbetätigungsvorrichtung wieder anzuheben, und zwar für jeden Reifen des Fahrzeugs.
Diese aufeinanderfolgenden Phasen des Druckabfalls und des Druckanstiegs dauern nur sehr kurz und folgen schnell aufeinander, woraus folgt, daß die Elektroventile ihren Zustand oft und schnell ändern. Dies ruft aufgrund des Schlagens des beweglichen Teils dieser Elektroventile ein beträchtliches Geräusch hervor, begleitet von den Druckstößen in den Bremsbetätigungsvorrichtungen, die schlecht gesteuerte Übergangszustände erzeugen.
Um diese Nachteile auszuschalten, hat man seitdem, beispielsweise in den Patentanmeldungen FR-A-2 679 299 bzw. FR-A-2 683 338, vorgeschlagen, elektrische Dreiwegeventile zu benutzen, die vom Typ Proportional sind. Diese erlauben es, daß einerseits pro Fahrzeugreifen, der zu steuern ist, nur ein einziges Elektroventil verwendet wird, und sie andererseits in ihrer Wirkungsweise viel leiser sind.
Solche Proportional-Elektroventile haben jedoch noch den Nachteil eines beträchtlichen Platzbedarfs. Diese Elektroventile setzen sich nämlich meistens aus einem rein elektrischen Teil mit der elektrischen Spule, den Polschuhen und dem beweglichen Magnetkern zusammen, und einem rein hydraulischen Teil mit einem Verteilschieber, der in einer Bohrung bzw. einer Doppelwand gleitet, die in einem Körper ausgebildet ist, der verschiedene hydraulische Leitungen umfaßt, wobei die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen durch einen mit dem beweglichen Magnetkern fest verbundenen Stößel, an den der Verteilschieber in Anlage kommt, bewerkstelligt ist.
Eine solche Reihenanordnung der elektrischen und hydraulischen Teile verleiht den bekannten Elektroventilen Längsmaße, die ihren Einbau in den Fällen, in denen der Platz, der ihnen zugedacht ist, bei weitem zu gering ist, schwierig oder sogar unmöglich macht.
Die vorliegende Erfindung hat es demnach zur Aufgabe, ein Elektroventil zum Regulieren des Drucks vorzuschlagen, dessen Platzbedarf verringert ist, und dies ohne weder die Herstellungsschwierigkeiten noch in Folge davon seine Kosten zu erhöhen, und das unter allen Umständen betriebssicher ist.
Dazu schlägt die Erfindung ein Elektroventil zum Regulieren des Drucks in einem Hydraulikkreis vor, mit mindestens einem Druckfluidgenerator, einem Druckempfänger und einem Niederdruck-Fluidvorratsbehälter, wobei das Elektroventil eine elektrische Spule umfaßt, die mit zwei Polschuhen zusammenwirkt, einen Magnetkörper, der unter dem Einfluß einer Betätigungskraft beweglich ist, die von einem Magnetfeld hervorgerufen wird, das die elektrische Spule erzeugt, und ein Verteilelement, das mit einer Doppelwandstruktur zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen einem Kanal, der an den Druckempfänger angeschlossen ist, und dem einen oder dem anderen von Kanälen, die an den Druckfluidgenerator und an den Niederdruck- Fluidvorratsbehälter angeschlossen sind, zu steuern, wobei das Elektroventil mindestens eine Reaktionskammer besitzt, die ständig mit dem Druckempfänger in Verbindung steht und eine Reaktionskraft bestimmt, die zu der durch die Spule erzeugten Betätigungskraft hinzukommt, entgegen der Kraft, die ein elastisches vorgespanntes Mittel auf dem beweglichen Magnetkörper erzeugt, wobei die Doppelwandstruktur des Elektroventils aus dem beweglichen Magnetkörper besteht und um das Verteilelement verschiebbar ist, wobei dieses feststeht.
Ein solches Elektroventil zum Regulieren des Drucks ist beispielsweise aus dem Dokument DE-A-40 23 660 bekannt.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der Druck in der Reaktionskammer ständig gleich dem im Druckempfänger herrschenden Druck.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlich bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die beschreibend aber nicht einschränkend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben ist. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Ausführungsform eines Elektroventils nach der vorliegenden Erfindung, und
- Fig. 2 schematisch im Schnitt eine Variante der Ausführungsform des Elektroventils von Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Elektroventil, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 100 versehen ist, ist dazu bestimmt, in einen Hydraulikkreis eingesetzt zu werden, um den Druck in einem Druckempfänger 200 zu regulieren, indem es ihn entweder an einen Druckfluidgenerator 300 oder an einen Niederdruck-Fluidvorratsbehälter 400 anschließt, der von einem (nicht dargestellten) Rechner oder Mikroprozessor gesteuert wird.
Das Elektroventil 100 umfaßt eine elektrische Spule 10, die einen Magnetfluß in zwei Polschuhen 12 und 14 fließen lassen kann, die zwischen zwei Endflanschen 16 bzw. 18 mit zwischen jeden Polschuh und den dazugehörigen Flansch eingesetzten Dichtungen gehalten werden, wobei zwischen dem Polschuh 12 und dem Flansch 16 ein Raum 19 axial ausgebildet ist. Die Spule 10 ist in einem Volumen untergebracht, das außen durch ein zylindrisches Gehäuse aus magnetischem Material 20 und innen durch eine zylindrische Muffe aus nichtmagnetischem Material 22 begrenzt ist, wobei die Dichtungen die Dichtigkeit zwischen der Muffe 22 und jedem der Polschuhe 12 und 14 sicherstellen.
In dieser Anordnung bestimmen die Polschuhe 12 und 14 eine gemeinsame innere Bohrung 24, in der ein Magnetkörper 26, der nachfolgend beschrieben wird, gleitet, und der dem in den Polschuhen 12 und 14 und dem Gehäuse 20 fließenden Magnetfluß unterworfen ist, um einen praktisch luftspaltlosen Magnetkreis zu bilden.
Der Polschuh 14 ist so ausgebildet, daß das Elektroventil 100 eine Wirkungsweise des proportionalen Typs hat. Genauer gesagt weiß man, daß die Spule von Elektroventilen dieses Typs das Hauptmerkmal hat, bei einem bestimmten Strom auf einem beträchtlichen Verstellweg des Magnetkörpers von mehreren Millimetern eine im wesentlichen konstante Kraft liefern zu können. Dieses Merkmal wird in der vorliegenden Erfindung genutzt, um die gewünschte Druckregulierungsfunktion durch die Regulierung des in der Spule 10 fließenden elektrischen Stroms zu gewährleisten.
Ein Elektroventil dieses Typs hat also den Vorteil, durch einfaches Verändern des in der Spule fließenden Stroms gesteuert werden zu können, ohne den beweglichen Teil schlagen zu lassen und ohne Druckstöße in den Druckempfängern hervorzurufen. Ferner kann ein solches Elektroventil problemlos über einen Mikroprozessor gesteuert werden, der beispielsweise ein Zerhacken eines Gleichstroms bei einer variablen Frequenz oder bei einer festen Frequenz, jedoch mit einem variablen Zyklusverhältnis sicherstellt.
Der Magnetkörper 26 ist tatsächlich ein Kompositteil und besteht aus einer Muffe 28, beispielsweise aus weichem oder sehr weichem Stahl, die den aktiven magnetischen Teil des Magnetkörpers 26 bildet, der einen Hohlkern 30 umgibt, beispielsweise aus Gußeisen oder vergütetem Stahl. Die Muffe 28 und der Kern 30 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise durch Aufdrücken oder Warmaufpressen. Der Kern 30 selbst ist so mit einer axialen Bohrung 32 ausgebildet, daß er auf einer Mittelachse 34 gleitet.
Ein erstes Ende 36 der Mittelachse 34 ist auf dichte Weise im Flansch 16 festgehalten, während das andere Ende 38 ebenfalls auf dichte Weise in den Polschuh 14 aufgenommen ist. Um die Gestaltung des Elektroventils zu vereinfachen, können der Flansch 16 und der Polschuh 14 beide mit einer Bohrung 32a bzw. 32b gebildet sein, die dieselbe Achse und denselben Durchmesser wie die Bohrung 32 hat.
Der Kern 30 ist an seinem Ende mit einer radialen Ausweitung 40 zum Flansch 16 hin gedreht ausgebildet, die von der entsprechenden Fläche der Muffe 28 beabstandet untergebracht und axial von einer konischen Bohrung durchbrochen ist, um im Körper 26 eine Aufnahme 42 für eine Kugel 44 zu bilden, die in dieser Aufnahme fest gefangen gehalten ist, aber einen bestimmten axialen Bewegungsspielraum in dieser Aufnahme 42 hat.
Der Kern 30 und damit auch der Körper 26 ist von einer Druckfeder 46 zum Polschuh 12 und Flansch 16 gedrückt, die auf einem Flanschrand oder Sicherungsbügel 48 anliegt, der mit der Mittelachse 34 fest verbunden ist, in Richtung auf eine Ruhestellung, in der die Kugel 44 auf einem Sitz 50 in Anschlag kommt, der auf den Polschuh aufgedrückt oder warmaufgepreßt und einem axialen Durchgang 52 verbunden ist. In dieser Ruhestellung versperrt die Kugel 44 den Durchgang 52 zwischen dem Inneren der Bohrung 24 und dem Raum 19 und bildet so ein Kugelventil, das die Verbindung mit dem Vorratsbehälter 400 zuläßt oder unterbindet.
Um die axiale Ausrichtung der Kugel 44 und ihres Sitzes 50 sicherzustellen, und um so ihr perfektes axiales Zusammenspiel zu gewährleisten, ist der Körper 26 drehfest um die Mittelachse 34 mittels mindestens einer Nadel 54 (in der dargestellten Ausführungsform zwei), die in einer Blindbohrung 56 des Polschuhs 12 untergebracht ist und praktisch dicht verschiebbar in einer Bohrung 58 des Körpers 26 aufgenommen ist, die beispielsweise im Kern 30 gebildet ist. Um den Herstellungstoleranzen der verschiedenen Komponenten und den leichten Ausrichtungsfehlern, die sich daraus ergeben können, Rechnung zu tragen, kann man vorsehen, daß die Nadel 54 in der Bohrung 56 ein leichtes radiales Spiel hat.
Die Muffe 28 ist mit einem axialen Durchgang 60 ausgestattet, um die Räume 62 und 64, die sich auf der einen und der anderen Seite des Körpers 26 in der Bohrung 24 befinden, dauerhaft miteinander zu verbinden.
Die Mittelachse 34 ist mit zwei axialen Blindbohrungen 66 und 68 versehen, die jede in eine radiale Bohrung 70 und 72 der Mittelachse münden, wobei eine dritte radiale Bohrung 74 in der Achse 34 gebildet ist, die mit der axialen Bohrung 68, die im übrigen in die Bohrung 32b mündet, in Verbindung steht. Jede radiale Bohrung 70, 72 und 74 mündet diametral in eine kreis förmige Auskehlung 70a, 72a bzw. 74a, die an der Außenfläche der Mittelachse 34 ausgebildet ist.
Der Kern 30 hat radiale Bohrungen 80, 82 und 84. Die Bohrungen 80 und 82 münden in eine kreisförmige Auskehlung 78, die an der Außenfläche des Kerns ausgebildet ist, wobei zumindest ebenso viele Bohrungen 80 ausgeführt sind, wie es Nadeln 54 gibt, so daß die axialen Bohrungen 58 in die radialen Durchbrechungen 80 münden. Axiale Bohrungen 75 münden in die radialen Bohrungen 84 und verbinden sie mit dem Raum 64 in der Bohrung 24.
Eine Federkastenvorrichtung, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 85 versehen ist, ist auf der Mittelachse 34 angeordnet und umfaßt eine Feder 88, die einerseits zwischen einem Federteller 90, der in Ruhestellung in Anschlag am Flanschrand 48 ist, und andererseits zwischen einer Schulter 92 des Polschuhs 14 zwischen dessen Bohrungen 32b und 24 vorgespannt ist, so daß sich im Ruhezustand zwischen den einander gegenüberliegenden Enden des Federtellers 90 und dem Magnetkörper 26 ein axialer Abstand D befindet.
Schließlich umfaßt der Flansch 16 einen Durchgang 94, um den Raum 19 mit dem Niederdruck-Fluidvorratsbehälter 400 verbinden zu können, und einen Durchgang 96, um die axiale Bohrung 66 mit dem Druckfluidgenerator 300 verbinden zu können, und der Flansch 18 umfaßt einen Durchgang 98, um die axiale Bohrung 68 und das Innere der Bohrung 32b mit dem Druckempfänger 200 verbinden zu können.
Das Elektroventil, dessen Aufbau soeben beschrieben wurde, funktioniert auf die nachstehend beschriebene Weise.
Im Ruhezustand, d. h. wenn in der Spule 10 kein elektrischer Strom fließt, haben die verschiedenen Komponenten, die das Elektroventil bilden, die in Fig. 1 wiedergegebene Stellung inne. Insbesondere unter dem Einfluß der am Körper 26 anliegenden Feder 46 hält dieser die Kugel in Anlage auf ihrem Sitz 50 fest und unterbindet die Verbindung zwischen dem Raum 62 und dem Durchgang 94 zum Vorratsbehälter 400.
Um die Bremsung des Fahrzeugs sicherzustellen, gelangt das vom Generator 300 abgegebene Druckfluid über den Durchgang 96, die Bohrungen 66, 70 und 80, die Auskehlung 78, die Bohrungen 82, 72 und 68 und den Durchgang 98 zum Druckempfänger 200, bei der bevorzugten Anwendung der Erfindung einer Bremsbetätigungsvorrichtung.
Wenn der Rechner mit (nicht dargestellten) Reifendrehgeschwindigkeitssensoren das bevorstehende Blockieren des mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 verbundenen Reifens feststellt, regelt er den Stromanstieg in der Spule 10. Dieser Strom erzeugt mittels der Polschuhe 12 und 14 auf dem Magnetkörper 26 eine Kraft, die sich entgegen der Wirkung der Feder 46 fortsetzt, deren Vorspannung im Ruhezustand relativ schwach sein kann, aber auf jeden Fall ausreicht, das Schließen des Ventildurchgangs 44-50 sicherzustellen.
Der Magnetkörper entfernt sich nun um einen Abstand D, bis er am Federkasten 85 in Anschlag kommt, der der Weiterbewegung nun einen Widerstand entgegensetzt, der gleich der Vorspannung F&sub0; des Ruhezustands der Feder 88 ist. Die Verstellung des Magnetkörpers ist ferner durch das Vorhandensein des Durchgangs 60 zwischen den Räumen 62 und 64 erleichtert, der eine Druckgleichheit auf beiden Seiten des Magnetkörpers 26 in allen seinen Stellungen und Funktionsphasen sicherstellt.
Ganz am Anfang des Verstellens des Magnetkörpers wird die Kugel 44 von ihrem Sitz 50 hochgehoben und stellt so eine Verbindung zwischen dem Druckfluid-Vorratsbehälter 400 und den über den Durchgang 60 miteinander verbundenen Räumen 62 und 64 her.
Der Abstand D ist so vorbestimmt, daß er im wesentlichen mit einer der Grenzen des Verstellwegs des Magnetkörpers 26 übereinstimmt, wie weiter vorn erwähnt, und für den die Wirkungsweise des Elektroventils vom Typ Proportional ist. Anders ausgedrückt sind die Merkmale der Spule 10 so vorbestimmt, daß im Betriebsmoment die in der Spule 10 fließende Stromstärke I&sub0; auf dem Magnetkörper 26 eine gleiche und der Richtung der Kraft F&sub0; entgegengesetzte Kraft φ&sub0; erzeugt. Bei jedem Stromstärkenwert I, der über I&sub0; liegt, wird der Magnetkörper 26 einer Kraft φ unterworfen, die proportional zur Menge (I-I&sub0;) ist.
Der Magnetkörper 26 kann nun den Federkasten 85 um eine Größe d zusammendrücken, indem er einen Widerstand F überwinden muß, der höher als F&sub0; und proportional zum Kompressionswert des Federkastens 85 ist. Die Steifigkeit der Feder 88 wird also so vorbestimmt, daß sie das Gleichgewicht der Kräfte F und φ auf dem Magnetkörper herstellt und so ein optimales Funktionieren des Elektroventils erreicht.
Wenn die Stromstärke in der Spule 10 ansteigt, verstellt sich der Magnetkörper 26, indem er den Federkasten 85 zusammendrückt, so daß zwischen der Bohrung 80 und der Auskehlung 70a die Verbindung unterbrochen wird, genauso wie auch die Druckfluidabgabe durch den Generator 300 an den Bremsmotor 200.
Wenn die Stromstärke noch ansteigt, ruft ein weiteres Verstellen des Magnetkörpers eine Verbindung der Bohrung 84 mit der Auskehlung 74a hervor. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 200 befindet sich nun in Verbindung mit dem Niederdruck-Fluidvorratsbehälter 400 mittels der Bohrung 75, des Raums 64, des Durchgangs 60, des Raums 62 und des Ventildurchgangs 44-50, der nun geöffnet ist.
Der Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 kann also abnehmen, was die Blockiergefahr für den mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 verbundenen Reifen verschwinden läßt.
Ferner ist die Auskehlung 72a der Mittelachse 34 so dimensioniert, damit sie bei allen Stellungen des Magnetkörpers 26 mit der Bohrung 82 in Verbindung steht. Daraus folgt, daß die Bohrung 80 durch die Auskehlung 78, die Bohrungen 82, 72, 68 und den Durchgang 98 mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 in ständiger Verbindung steht. Der Druck, der in der Bohrung 58 auf den Querschnitt der Nadel 54 ausgeübt wird, ist also ständig gleich dem in der Bremsbetätigungsvorrichtung herrschenden Druck. Die Bohrung 80 stellt also eine hydraulische Reaktionskammer dar, die mit der Nadel 54 zusammenwirkt, die auf praktisch dichte Weise in ihrer Bohrung 58 gleitet.
Dies bewirkt, daß die Bewegung des Magnetkörpers 26, die durch den Strom in der Spule 10 hervorgerufen wird, durch die hydraulische Reaktion in der Reaktionskammer 80 begünstigt ist, die eine Kraft erzeugt, die zu der von der Spule 10 erzeugten hinzukommt, und sich der entgegensetzt, die der Federkasten 85 ausübt.
Wenn die Stromstärke ansteigt, nimmt der Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung ab. Daraus folgt, daß die von der Reaktionskammer 80 ausgehende hydraulische Reaktionskraft ebenfalls abnimmt, bis sie, zusätzlich zur Wirkung der Spule 10, die Wirkung der Feder 88 ausgleicht.
Wenn der Rechner in dieser ABS-Funktionsphase feststellt, daß der mit der Bremsbetätigungsvorrichtung verbundene Reifen 200 eine zu große Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht hat, regelt er eine Abnahme des in der Spule 10 fließenden Stroms. Die Kraft φ wird nun kleiner als die Kraft F, so daß die Wirkung des Federkastens vorherrschend wird und den Magnetkörper 26 in Richtung auf seine Ausgangsstellung zurückdrückt.
Bei dieser Bewegung ist die Verbindung zwischen der Bohrung 84 und der Auskehlung 74a zuerst unterbrochen, genauso auch die Verbindung zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 und dem Vorratsbehälter 400. Wenn dann die Stromstärke weiter abnimmt, stellt ein zusätzliches Verstellen des Magnetkörpers die Verbindung zwischen der Bohrung 80 und der Auskehlung 70a her. Der Generator 300 befindet sich nun wieder in Verbindung mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200, so daß der Druck in dieser erneut ansteigt.
Der Druck in der Reaktionskammer 80 steigt ebenfalls, so daß die von der Reaktionskammer 80 ausgehende hydraulische Reaktionskraft ansteigt, wobei sie sich der Wirkung des Federkastens 85 entgegensetzt und wobei sie zur Wirkung, die von der Spule 10 ausgeht, hinzukommt.
Der eben beschriebene Vorgang wiederholt sich, falls die Blockiergefahr des Reifens weiterbesteht, und zwar bis zum vollständigen Stillstand des Fahrzeugs bzw. bis zur Beendigung des Bremsvorgangs durch den Fahrzeuglenker. Der Rechner unterbricht nun die Erregung der Spule 10, so daß der Magnetkörper 26 in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann, indem er zuerst vom Federkasten 85 beaufschlagt wird, dann von der Feder 46, bis die Muffe 28 die Kugel 44 auf ihrem Sitz 50 in Anschlag bringt.
So wird klar, daß bei einer angemessenen Regulierung der Stärke des in der Spule 10 fließenden Stroms, der Magnetkörper 26 eine Stellung einnimmt, die von dem Druck abhängt, der in der Reaktionskammer 80 und der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 herrscht. So kann man die Bremsbetätigungsvorrichtung 200 mit genau dem gewünschten Druck versehen, der zu der Stärke des in der Spule 10 fließenden Stroms proportional ist.
Es wird auch klar, daß ein Elektroventil verwirklicht wurde, dessen Platzbedarf dank der Anordnung des Fluid-Verteilsystems im Inneren der elektromagnetischen Spule in hohem Maße verringert wurde.
Dieses Verteilsystem besteht aus der Mittelachse 34, die selbst ein Verteilelement des Elektroventils der Erfindung bildet und die mit einer beweglichen Doppelwandstruktur zusammenwirkt, die von dem zusammengesetzten Magnetkörper 26 gebildet wird und aus der Muffe 28 und dem Hohlkern 30 besteht.
Dieses Elektroventil hat im übrigen zahlreiche Vorteile. Wie man sah, umfaßt der Flansch 16 gleichzeitig den Durchgang 94 zur Verbindung mit dem Vorratsbehälter 400 und den Durchgang 96 zur Verbindung mit dem Generator 300. Das Vorhandensein von zwei Durchgängen im selben Flansch ermöglicht es, daß der Generator 300 selbst in diesen Flansch eingebaut werden kann, wobei er das Fluid, das er benötigt, aus dem Vorratsbehälter 400 entnimmt, was eine Verkürzung und Vereinfachung der verschiedenen hydraulischen Verbindungen zuläßt.
Andererseits ist die Mittelachse feststehend und gewährleistet die vollkommene Koaxialität der Polschuhe 12 und 14 und des Magnetkörpers 26, der auf ihr gleitet. Ein solcher Aufbau erlaubt es, sehr leicht und genau funktionellen Spielen oder Luftspalten Herr zu werden, etwa dem radialen Abstand A zwischen der Außenfläche der Muffe 28 und der Bohrung 24 und dem axialen Abstand B zwischen dem inneren Ende des Polschuhs 14 und der Abschlußfläche des Magnetkörpers 26.
In Fig. 2 ist eine Variante des Elektroventils dargestellt, die soeben beschrieben wurde.
In dieser Figur sind die Elemente, die gleich oder gleichwertig denjenigen von Fig. 1 sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, gegebenenfalls erweitert um einen "Strich".
In dieser Fig. 2 sieht man, daß die Endflansche weggelassen wurden, wobei der Halt der Polschuhe beispielsweise durch Aufquetschen des zylindrischen Gehäuses 20' gewährleistet ist. Die Mittelachse ist so in den Polschuhen 12 und 14 festgesetzt. Das Elektroventil bildet so eine kompakte Einheit, die man beispielsweise in einen Träger 15 einsetzen kann, wobei ein Bügel 17 den Halt des Elektroventils im Träger 15 sicherstellt. Man kann vorteilhaft eine flache Dichtung 95 verwenden, die mit den adäquaten Öffnungen gebildet ist, um beim Übergang Träger 15/Elektroventil 100 die Dichtigkeit zwischen den verschiedenen Leitungen sicherzustellen.
Andererseits kann man der Muffe 22, wie in der Darstellung, eine Form geben, die komplementär zu der der Polschuhe 12 und 14 ist, wobei eine solche Form eine Verringerung der Fluidmenge und eine Erleichterung des Entleerungsvorganges zuläßt. Nach dieser Ausführungsform besteht der zusammengesetzte Magnetkörper 26 aus einer Muffe 28', die um einen Hohlkern 30' verschiebbar ist. Die Muffe 28' ist an ihrem Ende, das zum Polschuh 12 hin gedreht ist, fest mit einem Träger 29 für einen Käfig 42' einer Kugel 44 befestigt, und er ist durch einen Zapfen 31 drehfest mit dem Träger 29 befestigt, wobei er in eine Bohrung des Polschuhs 12 eindringt.
Die Muffe 28' ist von einer Druckfeder 46' in Richtung zum Polschuh 12 in Anlage an den Polschuh 14 gedrückt, in Richtung einer Ruhestellung, in der die Kugel 44 am Teil 50 in Anschlag kommt, um den Durchgang 52 zu versperren.
Die Nadel 54 ist in Bezug auf den Polschuh 12 feststehend, und sie ist praktisch dicht gleitend in der Blindbohrung 58 des Hohlkerns 30' aufgenommen. Sie kann, wie man gesehen hat, einfach am Polschuh 12 anliegen. Sie könnte auch in einer Blindbohrung des Polschuhs 12 untergebracht sein. Die auf der einen und der anderen Seite des Magnetkörpers 26' angeordneten Räume stehen über axiale Einkerbungen 60', die am äußeren Umfang der Muffe 28' ausgebildet sind, ständig in Verbindung.
Die Funktionsweise des Elektroventils von Fig. 2 ist praktisch mit der identisch, die in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde.
Im Ruhezustand haben die verschiedenen Elemente die in Fig. 2 dargestellte Stellung inne. Insbesondere hält die Muffe 28' unter dem Einfluß der Feder 46', die an ihr anliegt, die Kugel in Anlage auf ihre Aufnahme und unterbindet so die Verbindung mit dem Vorratsbehälter 400.
Das vom Generator 300 abgegebene Druckfluid gelangt über den Durchgang 96', die Bohrungen 66 und 70, die kreisförmige Auskehlung 78', die am inneren Umfang des Hohlkerns 30' ausgebildet ist, die Bohrungen 72 und 68 und den Durchgang 98 zum Bremsmotor 200, um die Bremsung des Fahrzeugs sicherzustellen.
Wenn der Rechner den Stromanstieg in der Spule 10 regelt, erzeugt dieser Strom auf der Muffe 28' eine Kraft, und sie verstellt sich entgegen der Wirkung der Feder 46'.
Die Muffe 28' entfernt sich nun um den Abstand D, der vorbestimmt ist, wie man vorher gesehen hat, bis sie am Hohlkern 30' in Anlage kommt, der der Weiterbewegung einen Widerstand entgegensetzt, der der Vorspannung F&sub0; im Ruhezustand der Feder 88' in Anlage am Polschuh 14 gleich ist. Der Abstand D ist zwischen den dem Hohlkern 30' und der Muffe 28' gegenüberliegenden Abschnitten angeordnet, beispielsweise zwischen einer radialen Schulter 30a des Hohlkerns 30' und den radialen Lappen 28a der Muffe 28'.
Ganz am Anfang des Verstellens der Muffe 28a wird die Kugel 44 von ihrem Sitz 50 hochgehoben und stellt so zwischen dem Niederdruck-Fluidvorratsbehälter 400 und den auf der einen und der anderen Seite des Magnetkörpers 26' befindlichen Räumen eine Verbindung her.
Der Hohlkern 30' verstellt sich nun, indem er die Feder 88' zusammendrückt, so daß die Verbindung zwischen der Bohrung 70 und der Auskehlung 78' unterbrochen ist, ebenso auch die Abgabe von Druckfluid an die Bremsbetätigungsvorrichtung 200 durch den Generator 300.
Wenn die Stromstärke weiter ansteigt, bringt ein zusätzliches Verstellen des Hohlkerns 30' die kreisförmige Auskehlung 78' mit einer am äußeren Umfang der Mittelachse 34 ausgebildeten Abflachung 79 in Verbindung. Die Bremsbetätigungsvorrichtung 200 ist nun mit dem Druckfluid-Vorratsbehälter 400 mittels der Bohrungen 68 und 72, der Auskehlung 78', des Raums zwischen der Abflachung 79 und der Innenfläche des Hohlkerns 30', des Raums 64, der Einkerbungen 60' und des Ventildurchgangs 44-50, der nun geöffnet ist, in Verbindung gebracht. Nun kann der Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung abnehmen.
Man kann auf der Mittelachse 34 vorteilhaft mit Hilfe eines Bügels 35 einen Anschlag ausbilden, der die Bewegung des Hohlkerns 30' in Richtung auf den Polschuh 14 einschränkt, um zu verhindern, daß der Hohlkern über die Abflachung 79 hinausgeht und die Verbindung mit dem Vorratsbehälter 400 wieder schließt.
Wie in der vorhergehenden Ausführungsweise ist die Auskehlung 78' des Hohlkerns 30' so dimensioniert, daß sie in allen seinen Stellungen mit der Bohrung 72 in Verbindung steht, damit die Bohrung 58 über die Auskehlung 78' und die Bohrungen 72 und 68 mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 ständig in Verbindung ist. Der Druck, der in der Bohrung 98 auf den Querschnitt der Nadel 54 wirkt, ist so ständig gleich dem in der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 herrschenden Druck. Die Bohrung 58 stellt somit eine hydraulische Reaktionskammer dar, die mit der Nadel 54 zusammenwirkt, die auf praktisch dichte Weise in dieser Bohrung 58 gleitet.
Wie man vorher gesehen hat, sinkt der Druck in der Bremsbetätigungsvorrichtung, wenn die Stromstärke zunimmt. Daraus folgt, daß die von der Reaktionskammer 58 ausgehende hydraulische Reaktionskraft ebenfalls abnimmt, bis sie, zu der von der Spule 10 ausgehenden Wirkung hinzukommend, die Wirkung der Feder 88 ausgleicht.
Wenn der Rechner eine Abnahme des in der Spule 10 fliessenden Stroms steuert, sinkt die Kraft φ unter die Kraft F, so daß die Wirkung der Feder 88' vorherrschend wird und den Hohlkern 30' und den Magnetkörper 28', worauf sie in Anlage ist, in Richtung auf ihre anfängliche Ruhestellung zurückdrückt.
In dieser Bewegung ist die Verbindung zwischen der Abflachung 79 und der Auskehlung 78' zuerst unterbrochen, ebenso auch die Verbindung zwischen der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 mit dem Vorratsbehälter 400. Wenn dann die Stromstärke weiter abnimmt, bringt ein zusätzliches Verstellen des Hohlkerns 30' die Auskehlung 78' mit der Bohrung 70 in Verbindung. Der Generator 300 ist nun erneut mit der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 in Verbindung gesetzt, so daß der Druck in dieser wieder ansteigen kann.
Der Druck in der Reaktionskammer 58 steigt ebenfalls, so daß die von der Kammer 58 ausgehende hydraulische Reaktionskraft zunimmt und sich der Wirkung der Feder 88' entgegensetzt, indem sie zu der von der Spule 10 ausgehenden Kraft hinzukommt.
Wenn der Rechner die Erregung der Spule 10 unterbricht, kehrt der Magnetkörper 26' in seine anfängliche Ruhestellung zurück, wobei der Hohlkern 30' zunächst durch die Feder 88' beaufschlagt wird, bis er mittels der Lappen 37 am Polschuh 12 in Anschlag kommt, und dann die Muffe 28' von der Feder 46' beaufschlagt wird, bis sie die Kugel 44 auf ihrem Sitz 50 in Anschlag gebracht hat.
Wie man vorher gesehen hat, nimmt der Hohlkern 30', wenn die Stärke des in der Spule 10 fließenden Stroms reguliert wird, eine Stellung ein, die von dem in der Reaktionskammer 58 und somit in der Bremsbetätigungsvorrichtung 200 herrschenden Druck abhängt. So kann man den Bremsmotor 200 mit genau dem gewünschten Strom versehen, der zu der Stärke des in der Spule 10 fließenden Stroms proportional ist.
Damit wurde also ein Elektroventil verwirklicht, dessen Platzbedarf dank der Anordnung des Fluid-Verteilsystems im Inneren der elektromagnetischen Spule größtenteils verringert wurde, wobei dieses Verteilsystem aus der Mittelachse 34 besteht, die selbst ein Verteilelement des Elektroventils der Erfindung bildet und die mit einer beweglichen Doppelwand struktur zusammenwirkt, die von dem zusammengesetzten Magnetkörper 26' gebildet wird und aus der Muffe 28' und dem Hohlkern 30' besteht.
Dieses Elektroventil hat dieselben Vorteile wie diejenigen Elektroventile, die in Fig. 1 dargestellt sind, was die Vereinfachung der hydraulischen Verbindungen und die Beherrschung der funktionellen Spiele oder Luftspalten betrifft. Ferner kann es leicht in den Träger 15 eingesteckt werden, was den Ersteinbau und die Wartung ebenfalls vereinfacht. Dieses Konzept kann auch für das Elektroventil von Fig. 1 übernommen werden.
Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die soeben beschriebene Ausführungsform, sondern kann im Gegenteil zahlreiche Änderungen erfahren, die dem Fachmann klar sind und die sich im Rahmen der beigefügten Ansprüche bewegen.

Claims

1. Elektroventil (100) zum Regulieren des Drucks in einem Hydraulikkreis mit mindestens einem Druckfluidgenerator (300), einem Druckempfänger (200) und einem Niederdruck-Fluidvorratsbehälter (400), wobei das Elektroventil (100) eine elektrische Spule (10) umfaßt, die mit zwei Polschuhen (12, 14) zusammenwirkt, einen Magnetkörper (26, 26'), der unter dem Einfluß einer Betätigungskraft (φ) beweglich ist, die von einem Magnetfeld hervorgerufen wird, das die elektrische Spule (10) erzeugt, und ein Verteilelement (34), das mit einer Doppelwandstruktur (28, 30; 28', 30') zusammenwirkt, um die Verbindung zwischen einem Kanal (98), der an den Druckempfänger (200) angeschlossen ist, und dem einen (96) oder dem anderen (94) von Kanälen, die an den Druckfluidgenerator (300) und an den Niederdruck-Fluidvorratsbehälter (400) angeschlossen sind, zu steuern, wobei das Elektroventil (100) mindestens eine Reaktionskammer (58, 80) besitzt, die ständig mit dem Druckempfänger (200) in Verbindung steht und eine Reaktionskraft bestimmt, die zu der durch die Spule (10) erzeugte Betätigungskraft (φ) hinzukommt, entgegen der Kraft (F), die ein elastisches, vorgespanntes Mittel (46, 85; 46', 88') auf dem beweglichen Magnetkörper (26, 26') erzeugt, wobei die Doppelwandstruktur (28, 30; 28', 30') aus dem beweglichen Magnetkörper (26; 26') besteht und um das Verteilelement (34) verschiebbar ist, wobei dieses feststeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Reaktionskammer (58, 80) ständig gleich dem im Druckempfänger (200) herrschenden Druck ist.

2. Elektroventil zum Regulieren des Druck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwandstruktur (28, 30) eine Muffe (28) umfaßt, die fest mit einem Hohlkern (30) verbunden ist, wobei die Muffe (28) den magnetisch aktiven Teil des Magnetkörpers (26) darstellt.

3. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwandstruktur (28, 30) eine Aufnahme (42) umfaßt, die eine Kugel (44) fest gefangen hält, die mit einem Sitz (50) zusammenwirkt, der auf einem Polschuh (12) ausgebildet ist, um die Verbindung zwischen dem Elektroventil (100) und dem Vorratsbehälter (400) zu überwachen.

4. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (80) in der Doppelwandstruktur (28, 30) ausgebildet ist.

5. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (80) durch eine radiale Bohrung (80) im Hohlkern (30) und den Querschnitt einer Nadel (54) abgegrenzt ist, die in einer axialen Bohrung (58) der Doppelwandstruktur (28, 30) gleitet und in einer axialen Bohrung (56) eines (12) der Polschuhe aufgenommen ist.

6. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgespannte elastische Mittel (85) durch ein Federgehäuse (85) gebildet ist.

7. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federgehäuse (85) eine Feder (88) enthält, die zwischen einem (14) der Polschuhe und einem Federteller (90) vorgespannt ist, der an dem Verteilelement (34) anliegt.

8. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand zwischen den Enden ein axialer Abstand (D) gegenüber dem Federteller (90) und der Doppelwandstruktur (28, 30) ein axialer Abstand (D) ausgebildet ist.

9. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwandstruktur (28', 30') eine Muffe (28') umfaßt, die um den Hohlkern (30') verschiebbar ist, wobei die Muffe (28') den magnetisch aktiven Teil des Magnetkörpers (26') darstellt.

10. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (28') fest mit einem Käfig (44) einer Kugel (42') verbunden ist, wobei die Kugel (44) mit einem Sitz (50) zusammenwirkt, der auf einem Polschuh (12) ausgebildet ist, um die Verbindung zwischen dem Elektroventil (100) und dem Vorratsbehälter (400) zu überwachen.

11. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (58) in dem Hohlkern (30') ausgebildet ist.

12. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (58) durch eine axiale Bohrung (58) im Hohlkern (30') und durch den Querschnitt einer Nadel (54) unterteilt ist, die in der Bohrung (58) gleitet und in bezug auf einen (12) der Polschuhe feststehend ist.

13. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 9, dadurch gekenzeichnet, daß das vorgespannte elastische Mittel (88') durch eine Feder (88') gebildet wird, die zwischen einem (14) der Polschuhe und dem Hohlkern (30') vorgespannt ist.

14. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand zwischen den der Muffe (28') und dem Hohlkern (30') gegenüberliegenden Abschnitten (28a, 30a) ein axialer Abstand (D) ausgebildet ist.

15. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (12, 14) zwischen zwei Flanschen (16, 18) gehalten werden, wobei einer (18) der Flansche einen Durchgang (98) zum Druckempfänger (200) hat und der andere Flansch (16) einen Durchgang (94) zum Niederdruck-Vorratsbehälter (400) und einen Durchgang (96) zum Druckfluidgenerator (300).

16. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (12, 14) in einem Gehäuse (20') aus magnetischem Material untergebracht sind.

17. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es in einen Träger (15) eingesetzt ist und dort von einem Bügel (17) gehalten wird.

18. Elektroventil zum Regulieren des Drucks nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache Dichtung (95) zwischen dem Träger (15) und dem Elektroventil angeordnet ist.