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DE2138182A1 - Elektrisch gesteuertes Umschaltventil - Google Patents

Elektrisch gesteuertes Umschaltventil

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DE2138182A1
DE2138182A1 DE19712138182 DE2138182A DE2138182A1 DE 2138182 A1 DE2138182 A1 DE 2138182A1 DE 19712138182 DE19712138182 DE 19712138182 DE 2138182 A DE2138182 A DE 2138182A DE 2138182 A1 DE2138182 A1 DE 2138182A1
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Germany
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chamber
valve
throttle
inlet channel
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DE19712138182
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Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch gesteuertes Umschaltventil oder Magnetventil zur Verbindung in hydraulischen Kreisläufen insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, zur Umschaltung von Druckverbindungen in Gleitschutz-Bremsanlagen für Fahrzeuge.
Bekannte hydraulische Gleitschutz-Bremsanlagen besitzen
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Bedingungen eines oder mehrerer Fahrbahnräder anspricht, die eine beginnende Radblockierung anzeigen, um Signale zum Lösen der Bremsen zu geben, auf das eine Wiederaufnahme der Bremswirkung folgt.
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ORIGINAL INSPECTED
Die Hauptnachteile solcher "bekannter hydraulischer Gleitschutz-Bremsanlagen liegen in dem übermässigen und raschen Druckanstieg in den Betätigungszylindern für die Bremsen in den aufeinanderfolgenden Bremsanzug- und lösezyklen, was eine ruckartige Wirkung beim Bremsen des Fahrzeugs hat, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs nachteilig beeinflusst wird und ein Verlust an Bremswirkungsgrad die Folge ist.
Ausserdem findet, wenn elektronische Mittel dazu verwendet werden, ein rasches Umschalten der Druckbedingun^en bei einer Bremsbetätigungseinrichtung zu bewirken, im allgemeinen kein entsprechend rasches Ansprechen seitens der sich mechanisch bewegenden Teile wegen ihrer Massenträgheit statt. Es ist daher wünschenswert, entweder die Grosse der Druckveränderungen oder die Schnelligkeit der Druckveränderung herabzusetzen, um die vorerwähnten Nachteile aus zus ehalt eil.
Einige frühere Patentanmeldungen, insbesondere die italienische Patentanmeldung Nr. 87 775-A/71 vom 5. März 1971, beschreiben Verfahren und hydraulische Anordnungen zura schleudersicheren Bremsen, mit denen die Amplitude und die Schnelligkeit der Bremsdruckänderungen bei den Bremsbetätigungseinrichtungen während der Bremsanzug- und -lösephasen innerhalb annehmbarer Grenzen gehalten werden kann, so dass die vorerwähnten Schwierigkeiten, zumindest teilweise, vermieden werden können.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung solcher Gleitschutz -uremsanlageii,- indem- sowohlr-die -Amplitude--a-lsr -auch die Schnelligkeit der Bremsdruckänderung sowohl während der wiederaufgenommenen Bremsphase in jedem Zyklus der
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BAD ORIGINAL
Gleitschutzbremsung als auch während der Bremslösephasen begrenzt werden.
Ein erfindungsgemässes elektrisch gesteuertes Umschaltventil bzw. Magnetventil zur Verwendung in hydraulischen Kreisläufen besitzt einen Einlasskanal und einen Auslasskanal, sowie einen Magnetanker, der in eine erste Stellung elastisch belastet ist und in eine zweite Stellung durch die Erregung einer Magnetspule beweglich ist, und unterscheidet sich dadurch, dass es eine Kammer zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal aufweist, in welcher ein Drosselorgan beweglich ist, das mit einer Strömungsdrosselöffnung versehen und durch ein elastisches Belastungsorgan von einem Ventilsitz weg belastet ist, der zum Auslasskanal gleichachsig ist, wobei durch eine Bewegung des Ankers bei der Erregung der Magnetspule das Drosselorgan gegen den Ventilsitz gedrückt und die Drosselöffnung geschlossen wird, wodurch die Verbindung zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal abgeschaltet wird, welches Drosselorgan in Auflage auf dem Ventilsitz nach der Rückführung des Ankers bei der nachfolgenden Entregung der Hagnetspule durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer gehalter: wird, der im Gebrauch des Ventils aus dem Einlasskanal stammt, so dass die wiederaufgenommene Flüssigkeitsströmung aus dem Einlasskanal zum Auslasskanal zumindest anfänglich gedrosselt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in bindun,·; mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben und zwar zeilen?
Fig. 1 eine Ansicht im axialen Schnitt eines Magnet-Umschaltventils zur Verwendung in einem hydraulischen Kreislauf, gemäss einer Ausführungsform der Erfindung und
Pig. 2 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Kreislaufs zum schleuderfreien Bremsen eines Fahrzeugrades mit einem Magnetventil nach Fig. 1.
In Fig. 1 "bezeichnet 10 allgemein ein elektrisch gesteuertes Umschaltventil oder ein Umschalt-Magnetventil gemäss der Erfindung. Das Ventil 10 besitzt einen mit einem Innengewinde versehenen Einlasskanal 12, der in eine zylindrische Kammer 14 im Körper des Ventils 10 mündet. Die Kammer 14 ist von einer benachbarten gleichachsigen zylindrischen Kammer 16 durch einen Ringflansch 1Θ mit einer mittigen kreisförmigen öffnung getrennt. Eine ringförmige Wand 20 ragt gleichachsig in die Kammer 14 von der der Kammer 16 abgekehrten Endwand der Kammer 14· Die Wand 20 umgibt einen Auslasskanal 22, der ebenfalls mit einem Innengewinde versehen und zu der ringförmigen Wand 20 gleichachsig ist.
Ein schwimmendes Drosselorgan, das durch eine kreisförmige Scheibe 24 gebildet wird, kann in der Kammer 14 unter der Wirkung einer schwachen Zentrier- und Rückstellfeder 30 axial verlagert werden. Die Drosselscheibe 24 weist eine mittige Strömungsdrosselöffnung 32 auf.
Die der Kammer 14 abgekehrte Endwand der Kammer 16 ist mit einem rohrförmigen Ansatz 34 versehen, innerhalb welchem ein zylindrischer Anker 42 aus magnetischem Material
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zur axialen Bewegung angeordnet ist. Der Anker 42 trägt innerhalb der Kammer 16 eine ringförmige Platte 44; der Anker 42 ist unter der Wirkung des Magnetfeldes verlagerbar, das durch eine Magnetspule erzeugt wird, die allgemein mit 46 bezeichnet und auf dem Körper des Magnetventils 1 0 in an sich bekannter V/eise angeordnet ist.
Zwischen der ringförmigen Platte 44 und dem Flansch 18 ist eine Schraubenfeder 48 von konischer Form angeordnet, um den Anker 42 von der Drosselscheibe 24 weg zu belasten, wenn die Magnetspule 46 entregt wird.'
Unter normalen Bedingungen.wird, wenn die Magnetspule 46 entregt und der Anker 42 in den rohrförmigen Ansatz 34 unter der Wirkung der Feder 48 zurückgezogen ist, die Drosselscheibe 24 im Abstand von der ringförmigen Wand durch die Feder 30 gehalten. Das Ventil 10 ist daher offen so dass Druckflüssigkeit durch die Kammer 14 aus dem Einlasskanal 12 zum Auslasskanal 22 fliessen kann, ohne dass dabei ein wesentlicher Strömungswiderstand auftritt.
Wenn während Druck dem Einlasskanal 12 zugeführt wird, die Magnetspule 46 des Ventils erregt wird und der Anker 42 durch die regulierenden magnetischen Kräfte entgegen der Wirkung der Feder 48 nach unten (gesehen in Fig. 1 ) gedruckt wird, drückt die Endfläche 43 des Ankers 42 gegen die Oberseite 25 der schwimmenden Drosselscheibe 24, wodurch die Öffnung 32 in dieser geschlossen wird. Ausserdem wird die Drosselscheibe 24 entgegen dem sehr geringen Widerstand der Feder 30 nach unten gedrückt, bis sie gegen einen Ventilsitz zur Auflage kommt, der durch die Oberkante der ringförmigen Wand 20 gebildet wird, wodurch
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der Auslasskanal 22 von der Kammer 14 abgeschaltet wird»
Das Ventil 1O ist nun geschlossen und die Strömung von
Druckflüssigkeit von dem Einlasskanal 1 2 zum Auslasskanal 22 ist unterbrochen.
Wenn unter Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsdruckes am Einlasskanal 1.2 die Magnetspule 46 dann ent regt wird, wird der Anker 42 in den rohrförmigen Ansatz 34 unter der Wirkung der Feder 48 zurückgezogen, wodurch die Drosselscheibe 24 freigegeben und die Öffnung 32 in der letzteren durchlässig wird. Der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 14, der auf die Oberseite 25 der Drosselscheibe 24 wirkt, reicht immer aus, die Drosselscheibe 24 gegen die ringförmige Wand 20 gedrückt zu halten, da auf die untere ringförmige Fläche 27 der Scheibe eine kleinere Kraft infolge des niedrigeren Druckes im Auslasskanal 22 wirkt. Druckflüssigkeit fliesst daher anfänglich aus der Kammer 14 zum Auslasskanal 22 über die Öffnung 32, die als wirksames Strömungsdrosselorgan wirkt und einen allmählichen Anstieg des Druckes im Auslasskanal 22 bewirkt.
Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise und der Vorteile des vorangehend beschriebenen Magnetventils wird nachfolgend eine bevorzugte Anwendung des erfindungsgemässen Magnetventils auf eine hydraulische G-I ei t schutz -Bremsanlage für Fahrzeuge in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.
Eine in das Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebaute volumetrische hydraulische Pumpe 50 arbeitet kontinuierlich wenn das Fahrzeug fährt, um hydraulisches Arbeitsmittel aus einem Behälter 52 über eine Leitung 54 abzusaugen und
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es in eine Zufuhrleitung 56 zu pumpen. Ein Modulationsventil 58 mit zwei Kanälen und einer unendlichen Zahl von Stellungen zvjischen voll offen und voll geschlossen ist normalerweise offen und verbindet eine Zweigleitung 60 der Zufuhrleitung 56 und eine Austrittsleitung 62, die zum Behälter 52 führt, so dass der Druck in der Zufuhrleitung 56 normalerweise im wesentlichen Null ist.
Das Modulationsventil 58 wird durch die Betätigung eines Pedals 64 allmählich geschlossen, das die Strömung der Druckflüssigkeit durch das Ventil 58 allmählich drosselt, wodurch eine allmähliche Zunahme im Flüssigkeitsdruck in der Zufuhrleitung 56 erhalten wird.
Die Zuführleitung 56 ist mit dem Einlasskanal 12 des erfindungsgemässen Magnetventils 10 in der vorangehend in Verbindung mit Pig. 1 beschriebenen Weise verbunden. Der Auslasskanal 22 des Magnetventils 10 ist über eine Leitung 66 mit einem Einlass 68 eines hydraulischen Gleitschutz-Reglers 70 verbunden, der ein weiteres durch eine Magnetspule 72 gesteuertes Magnetventil aufweist. Der Regler ist mit einem Zufuhrauslass 74 versehen, der über eine Zufuhrleitung 76 mit einer Bremsbetätigungseinriehtung verbunden ist, welche auf eine Bremsscheibe 80 wirkt, die mit dem Rad (nicht gezeigt) eines Fahrzeuges fest verbunden ist. Der Regler 70 ist ferner mit einem Auslass 82 versehen, der mit einer Austrittsleitung 84 verbunden ist, welche zum Behälter 52 führt.
Der hydraulische Gleitschutz-Regler 70 dient normalerweise dazu, Druckflüssigkeit aus dem Einlass 68 der Zufuhrleitung
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74 zuzuführen, wenn die Magnetspule 72 entregt ist, und die Zufuhrleitung 74 mit dem Auslass 82 zu verfeinden, wenn die Magnetspule 72 erregt wird. Es gibt viele Arten von hydraulischen Gleitschutz-Reglern, die auf diese Weise arbeiten, um den Bremsdruck zu modulieren, welcher auf die Bremsbetätigungseinriehtung entsprechend verschiedenen Programmen ausgeübt wird und verschiedene Veränderungen im Bremsdruck hervorzurufen, um eine GleitBchutzwirkung zu erhalten. Ein besonders vorteilhaftes Beispiel eines hydraulischen Gleitschutzreglers dieser Art ist in der vorerwähnten Patentanmeldung 67 775-A/71 beschrieben.
Die elektrischen Steuersignale für die Magnetspule 72 des hydraulischen Gleitschutzreglers 70 stammen von einer elektrischen Gleitschutz-Steuervorrichtung 86 ebenfalle von an sich bekannter Art, die entsprechend einem elektrischen Geschwind'igkeitssignal gesteuert wird, welches über eine Leitung 88 von einer Geschwindigkeitßüberwachungsvorrichtung 90, die dem Rad zugeordnet ist, bzw. von einem Tachometer gesteuert wird.
Das gleiche elektrische Steuersignal, welches durch die Steuervorrichtung 86 geliefert wird, wird über eine Leitung 92 auch der Magnetspule 46 des erfindungsgemässen Magnetventils 10 zugeführt. Daher wird, wenn der Regler' 70 betätigt wird, um dessen Einlass 68 zu verschliessen und die Druckflüssigkeit aus der Zufuhrleitung 76 zur Austrittsleitung 84 abzuleiten, das Ventil 10 ebenfalls geschlossen. Der Austritt des Bremsdruckes erfolgt daher allmählich, wodurch die Amplitude der Modulation des
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Bremsdruckes, welcher der Bremsbetätigungseinrichtung 78 zugeführt wird, begrenzt wird, so dass Stösse bei dem resultierenden Bremsvorgang des Vorgangs vermieden werden. Bei jeder nachfolgenden Entregung der Magnetspulen 72, 46 stellt der hydraulische Gleitschutzregler 70 eine freie Verbindung zwischen seinem Einlass 68 und seinem Zufuhrauslass 74 her, während das Magnetventil 10 die Verbindung zwischen seinem Einlasskanal 12 und seinem Auslasskanal 22 von neuem über den ü'lüssigkeitsströmungswiderstand herstellt, der durch die Öffnung 32 in der schwimmenden Drosselscheibe 24 (ü'ig. 1 ) gebildet wird.
Dies hat zur tfolge, dass der Anstieg des Bremsdruckes bei der Betätigungseinrichtung 78, der jedem Lösen des Bremsdruckes folgt, allmählich vor sich geht, was zu einer komplexen Druckschwankung bei der Bremsbetätigungseinrichtung 78 infolge der kombinierten Wirkung des erfindungsgemässen Magnetventils 10 und des Gleitschutz-Reglers 70 bedingt ist, welche Schwankung immer allmählich sowohl während ihres Anstiegs als auch während eines Abfalls des Bremsdruckes geschieht.
Patentansprüche;
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Claims (3)

- ίο - PATENTANSPRÜCHE:
1. Elektrisch gesteuertes Umschaltventil zur Verwendung in einem hydraulischen Kreislauf, mit einem Einlasskanal und einem Auslasskanal sowie mit. einem Magnetanker, der elastisch in eine erste Stellung belastet und durch die Erregung einer Wagnetspule in eine zweite Stellung beweglich ist, gekennzeichnet durch eine Kammer (14) zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal (12 bzw. 22), in welcher Kammer ein bewegliches Drosselorgan (24) angeordnet ist, das eine Strömungsdrosselöffnung (32) aufweist und durch ein elastisches Belastungsorgan (30) von einem Ventilsitz (20) weg belastet ist, welcher mit dem Auslasskanal (22) gleichachsig ist, wobei eine Bewegung des Ankers
(42) bei der Erregung der Magnetspule (46) zur Folge hat, dass das Drosselorgan (24) gegen den Ventilsitz (20) gedruckt wird und dadurch die Drosselöffnung (32) verschlossen wird, wodurch die Verbindung zwischen dem Einlasskanal (12) und dem Auslasskanal (22) abgeschaltet wird, das Drosselorgan (24) in Auflage auf dem Ventilsitz (20) nach der Rückführung des Ankers (42) bei der nachfolgenden Entregung der Magnetspule (46) durch den Flüssigkeitsdruck in der Kammer (14) gehalten wird, der aus dem Einlasskanal (12) im Gebrauch des Ventils stammt, so dass die wiederaufgenommene Flüssigkeitsströmung vom Einlasskanal (12) zum Auslasskanal (22) zumindest anfänglich gedrosselt wird.
2. Ventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zum Auslasskanal (22) gleichachsige Ventilsitz durch eine ringförmige Wand (20) gebildet wird, die von
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einer Endwand der Kammer (14) absteht und den Auslasskanal (22) umgibt. ■
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Beiastungsorgan, welches auf das Drosselorgan (24) wirkt, durch eine Schraubendruckfeder (30) gebildet wird, die zwischen dem Drosselorgan (24) und der Wand der Kammer (14) angeordnet ist, den Ventilsitz (20) umgibt und ferner als Zentrierfeder wirkt.
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Leerseite
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