JPH10507720A - 制御可能な弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は操作されて作動する第１の弁段（１４，１８）と自発的に作動する第２の弁段（１６，２０）とから成る２つの弁段を備えた有利には電磁石的に操作される制御可能な弁（１０）に関する。第１の弁段（１４，１８）の開放横断面が小さく、第２の弁段（１６，２０）の開放横断面が大きい。第１の弁段（１４，１８）は第２の弁段（１６，２０）を閉鎖状態に保つ。第１の弁段（１４，１８）の開放時にばねエレメント（３２）が第２の弁段（１６，２０）を開放する。本発明にもとづく弁１０は、操作力がわずかであるという利点を有し、その場合、全操作力は第１の弁段（１４，１８）にのみ供用される。本発明にもとづく弁はさらに開放横断面が大きく、従って流れ抵抗が小さいという利点をも有している。

Description

【発明の詳細な説明】 制御可能な弁 従来の技術 本発明は請求項１の上位概念にもとづく制御可能な弁に関する。この種の弁は 、アンチロック装置、トラクションコントロール装置又はビークルダイナミック コントロール装置(Fahrdynamikregelungseinrichtung)を備えた自動車の液圧式 ブレーキ装置においていわゆる吸込弁として使用される。これらの弁はマスタブ レーキシリンダから到来する吸込導管内で戻し搬送ポンプの上流に配置されてい る。これらの弁はその基本位置で閉じられ、戻し搬送ポンプの運転時に開らかれ 、これにより、この戻し搬送ポンプがマスタブレーキシリンダから液体を吸込む ことができる。 その場合、ブレーキペダルが踏まれていない場合に、戻し搬送ポンプがマスタ ブレーキシリンダ自体からブレーキ液を吸込まなければならない際に困難を生じ ることがある。圧力形成ひいては車両ブレーキの操作が遅れる。吸込抵抗を少な くするために、弁の開放横断面、換言すれば通常では弁座のポート直径が大きく 選択される。 しかしこのことは、弁を開放するために必要な力が大きくなければならないと いう欠点を伴っている。弁 を開放するための操作力は、マスタブレーキシリンダの操作時に吸込弁を開く場 合に特別に重要となる。この場合、ブレーキ液が弁の入口のところで加圧状態に あると、弁は高い差圧に抗して開放されなければならない。一層強い、従ってま すます大きな電磁石が必要となる。 発明の利点 請求項１の特徴を備えた本発明にもとづく弁の利点とするところは、まず、小 さな開放横断面を有する第１の弁段が開放され、このことのためにはわずかな操 作力で十分であることにある。第１の弁段の開放は圧力低下を生ぜしめ、より正 確には本発明にもとづく弁における圧力勾配の減少を生ぜしめ、その結果、第２ の弁段がばねエレメントにより開かれて、大きな開放横断面を開放する。第１の 弁段の開放後の圧力差がこの圧力差に抗して第２の弁段が開放されないほどに大 きいかぎり、本発明にもとづく弁の第１の弁段を通るブレーキ液流量は、戻し搬 送ポンプが迅速な圧力形成のために十分なブレーキ液を供給するに十分である。 本発明にもとづく弁の別の利点とするところは、全操作力を供用することので きる第１の弁段だけを操作すればよいことにある。第２の弁段は自発的に作動す る。本発明にもとづく弁は簡単な構成とコンパクトな構造を有している。操作力 がわずかであることにより、液圧的な車両ブレーキ装置のマグネット弁のために 一般的に使用されるマグネットを使用することができ、本発明にもとづく弁の外 寸法は液圧的な車両ブレーキで使用される弁の外寸法と合致することができ、従 って、本発明にもとづく弁を液圧的な車両ブレーキ装置内に組込むのに問題がな い。 その他の請求項は請求項１に記載した本発明の有利な別構成及び改善である。 本発明にもとづく弁は例えば機械的、空気力的又は液圧的に操作される。有利 には操作が電磁石的に行われる（請求項４）。 図面 次に、図面に示した実施例につき本発明を詳しく説明する。ここに、 第１図は本発明にもとづく弁の軸方向断面図、 第２図、第３図及び第４図は第１図に示した弁のバリエーションの部分断面図 、及び 第５図は本発明にもとづく車両ブレーキ装置の液圧回路図である。 実施例の記載 第１図に示す本発明にもとづく弁１０は円筒状の可動子１２を備えており、そ の一方の端面に第１の弁閉鎖体１４としての球がかしめにより取付けられている 。可動子１２に対して同軸的に弁閉鎖体１６が配置されており、この弁閉鎖体は 第１の弁閉鎖体１４のための第１の円錐状の弁座１８を備えている。第２の弁閉 鎖体１６は、可動子１２とは逆の面にボールキャップを備えていてこのボールキ ャップの可動子に面した側にラジアルフランジを備えた形状を有している。ラジ アルフランジは軸方向に穿孔されており、その開口は円錐状に第１の弁座１８と して形成されている。 第２の円錐状の弁座２０は軸方向に穿孔された円筒状の弁座部分２４の管状部 分２２のところに形成されている。第２の弁座２０は第２の弁閉鎖体１６のボー ルキャップ状部分と協働している。弁座部分２４は可動子１２と第２の弁閉鎖体 １６とに対して同軸的に配置されている。 可動子１２は第１の弁閉鎖体１４とは逆の側の端面に袋孔２６を備えており、 この袋孔内には圧縮コイルばね２８が挿入されている。圧縮コイルばね２８は、 可動子１２に対して同軸的な円筒状のマグネットコア３０に支持されている。圧 縮コイルばね２８は可動子１２に取付けられた第１の弁閉鎖体１４を第１の弁座 面１８に圧着せしめる。第１の弁閉鎖体１４は、第１の弁座面１８を備えた第２ の弁閉鎖体１６を押圧して第２の弁座２０に圧着せしめる。本発明にもとづく弁 １０はその基本位置で閉鎖されている。 第１の弁閉鎖体１４は第１の弁座面１８と一緒に、本発明にもとづく弁１０の 第１の弁段を形成している。第２の弁閉鎖体１６は第２の弁閉鎖面２０と一緒に 本発明にもとづく弁１０の第２の弁段を形成している 。第１の弁座１８のシール座直径、ひいては第１の弁段の開放横断面は第２の弁 座２０のシール座直径もしくは第２の弁段の開放横断面に比して小さい。 弁座部分２４の管状部分２２は第２の圧縮コイルばね３２を受容しており、第 ２の圧縮コイルばねは弁座部分２４に支持されていて第２の弁閉鎖体１６のラジ アルフランジに係合している。第２の圧縮コイルばね３２は第１の圧縮コイルば ね２８に抗して作用している。しかし、第２の圧縮コイルばね３２は比較的弱く 形成されており、その結果、本発明にもとづく弁１０の図示の基本位置では第１ の圧縮コイルばね２８が両方の弁段１４，１８；１６，２０を閉鎖状態に保って いる。 可動子１２は第１の弁閉鎖体１４及び第２の弁閉鎖体１６と一緒に軸方向に移 動可能に管片３４内で案内されており、この管片の一方の端部は弁座部分２４に より、かつその他方の端部はマグネットコア３０により閉鎖されている。弁座部 分２４は液圧的に密に管片内にプレスばめされており、かつ例えば、管片３４の 内向きの縁曲げ加工により軸方向で保持されており、その際、管片３４は弁出口 ３６としての孔を有している。マグネットコア３０は環状の溶接部３８により液 圧的に密に管片３４に結合されている。 可動子１２はその周面に、可動子と管片３４との間に流体を通流させるために 貫通した縦溝４０を備えて いる。 本発明にもとづく弁１０は入口４２として複数の横孔を管片３４に備えており 、これらの横孔は半径方向一平面内でほぼ第２の弁閉鎖体１６の高さのところに 設けられている。本発明にもとづく弁１０の入口４２と出口３６との間の圧力差 は両方の弁段１４，１８；１６，２０へ閉鎖方向に作用する。 管片３４は両方の弁閉鎖体１４，１６と弁座部分２４と共に本発明に基づく弁 １０の液圧的な部分を形成している。 弁の操作のために、マグネットコア３０を収容した管片３４の端部にコイル４ ４が差しはめられている。マグネットコア３０及び可動子１２はそれぞれほぼコ イル４４の中央まで突入している。コイル４４はマグネットコア３０、コイルケ ーシング４５及びフランジ４７と共に電磁石を形成している。 弁１０は略示した車両ブレーキ装置の液圧ブロック４６内に挿入されている。 液圧ブロック４６のうち、第１図には弁の入口４２に対して半径方向に案内され た入口通路４８と、その出口３６から軸方向で排出方向に案内された出口通路５ ０とを備えた部分が図示されている。第１図には本発明にもとづく弁１０の液圧 的かつ電気的回路を吸込弁として使用する場合が略図的に図示されている。 本発明にもとづく弁１０は次のように作動する。弁 １０の入口４２は吸込導管５２を介してマスタブレーキシリンダ５４に接続され ている。このマスタブレーキシリンダ５４の操作による圧力負荷は弁１０の両方 の弁段１４，１８；１６，２０に閉鎖的に作用する。弁１０の開放のために、そ のコイル４４が車両ブレーキ装置の制御装置５６により通電され、マグネットコ ア３０が可動子１２を吸着し、これにより第１の弁閉鎖体１４を第１の弁座１８ から引離し、第１の弁段が開放される。弁１０の出口３６に接続された戻し搬送 ポンプ５８がマスタブレーキシリンダ５４からブレーキ液を受け取る。 場合により入口４２と出口３６との間に発生した圧力勾配は、第１の弁段１４ ，１８の開放により減少し、その結果、第２の弁閉鎖体１６が第２の圧縮コイル ばね３２により第２の弁座２０から押上げられる。第１の弁段１４，１８に比し て大きな開放横断面を有する第２の弁段１６，２０が開放される。第２の弁段１ ６，２０の開放により、本発明にもとづく弁１０はブレーキ液のために小さな流 れ抵抗しか形成せず、これにより、戻し搬送ポンプ５８は迅速な圧力形成のため に充分なブレーキ液をマスタブレーキシリンダ５４から吸込むことができる。入 口４２と出口３６との間の圧力勾配が第１の弁段１４，１８の開放後も依然とし て大きく、圧縮コイルばね３２が第２の弁閉鎖体１６をブレーキ液圧力に抗して 第２の弁座２０から押上げ ない場合でも、第１の弁段１４，１８を通る流量は戻し搬送ポンプ５８による迅 速な圧力形成のために充分である。 第２図から第４図までは本発明にもとづく弁の第１図に示した実施例のバリエ ーションを示す。両方の弁段１４，１８；１６，２０の領域内の管片３４の部分 がそれぞれ示されている。以下には変化したところだけが記載され、同じ構成部 分のために同一符号が使用されている。 第２図では、第２の弁閉鎖体１６が可動子１２のところで案内されている。こ の目的のために、この弁閉鎖体は可動子１２へ向かって一体に中空円筒状部分６ ０へ移行しており、この中空円筒状部分により弁閉鎖体は短い可動子ピン６２を 取り囲んでいる。中空円筒状部分６０と可動子ピン６２との間に隙間ばめが生じ ており、第２の弁閉鎖体は可動子１２に対して軸方向に移動可能である。 第２の弁閉鎖体１６には中空円筒状部分６０の底部に半径方向孔６４が設けら れており、この半径方向孔は第１の弁段１４，１８を通流する流体流量を改善す る。 本発明にもとづく弁１０の実施例の第３図に示された部分では、第２の弁閉鎖 体１６が管片３４内で軸方向に移動可能に案内されている。第２の弁閉鎖体１６ の周面は管片３４に対してわずかな半径方向隙間を有 している。第２の弁閉鎖体１６と管片３４との間の流体流量を改善するために、 第２の弁閉鎖体１６の周面は貫通した縦溝６６を備えている。 本発明にもとづく弁１０の第４図に示された実施例では、第２の弁段１６，２ ０が平面的な弁座２０を備えている。第２の弁閉鎖体１６は第２図に示された実 施例のように可動子１２のところで案内されている。 本発明にもとづく上述した弁１０は第５図に示されたようなトラクションンコ ントロール装置及び又はビークルダイナミックコントロール装置を備えた液圧的 な車両ブレーキ装置６８で有利に使用可能である。この種の車両ブレーキ装置自 体は公知であり、かつ例えばドイツ連邦共和国特許第４２３２３１１号明細書に 記載されており、ここにも完全に引用されている。 車両ブレーキ装置６８は互いに独立した２つのブレーキ回路を備えている。こ の車両ブレーキ装置はアンチロック制御のために各ブレーキ回路内にそれぞれの ホイールブレーキ７４のための入口弁７０及び出口弁７２と戻し搬送ポンプ７６ とを備えている。車両ホイールのロックの危険時に対応する入口弁７０及び出口 弁７２により、ブレーキ圧モジュレーションが公知形式で行われる。 トラクションコントロール及びビークルダイナミックコントロールのために各 ブレーキ回路内には付加的に切換弁７８がマスタブレーキシリンダ８０とこのブ レーキ回路の入口弁７０との間に配置されている。 本発明にもとづく弁１０は吸込弁としてマスタブレーキシリンダ８０と各ブレ ーキ回路内の戻し搬送ポンプ７６の吸込側との間に組込まれている。この弁１０ の使用が有利である理由は、弁１０が圧力により負荷されている場合、要するに マスタブレーキシリンダ８０のブレーキペダル８２が踏込まれている場合、第１ の弁段の開放時の所要の操作力がわずかであることにある。第１の弁段の小さな 開放横断面はブレーキ液が加圧されている場合に、戻し搬送ポンプ７６による迅 速なブレーキ液圧力形成を保証すべく戻し搬送ポンプ７６に十分なブレーキ液を 供給するに十分である。 本発明にもとづく弁１０の入口における圧力が、例えばブレーキペダルが踏み 込まれていない場合にわずかであると、第１の弁段の開放により第２の弁段も開 放され、これにより、戻し搬送ポンプ７６の吸込抵抗を小さくするためにブレー キ液のための大きな開放横断面が供用される。このことは、ホイールブレーキ７ ４の極めて迅速な応答、ひいては戻し搬送ポンプ７６による極めて迅速な圧力形 成に割り振られたトラクションコントロール及び特にビークルダイナミックコン トロールのために重要である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス−フリードリッヒ シュヴァルツ ドイツ連邦共和国 Ｄ−75417 ミューラ ッカー ガリレイシュトラーセ 12／１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１の弁座と協働する第１の操作可能な弁閉鎖体を備えた第１の弁段を有 する制御可能な弁において、第２の弁座（２０）と協働する第２の弁閉鎖体（１ ６）を備えた第２の弁段が設けられており、第２の弁座の開放横断面が第１の弁 座（１８）の開放横断面に比して大きく、第１の弁段（１４，１８）が閉鎖時に 第２の弁段（１６，２０）を閉鎖し、かつその際、第２の弁閉鎖体（１６）が第 １の弁段（１４，１８）の開放時にばねエレメント（３２）により第２の弁座（ ２０）から押し離されることを特徴とする制御可能な弁。 ２．第２の弁閉鎖体（１６）が第１の弁座（１８）を有しており、かつ、第１ の弁閉鎖体（１４）が第１の弁座（１８）への圧着時に第２の弁閉鎖体（１６） を第２の弁座（２０）に圧着せしめることを特徴とする請求項１記載の弁。 ３．第１の弁閉鎖体（１４）がばねエレメント（２８）により第１の弁座（１ ８）へ圧着され、その際、このばねエレメント（２８）の力が第２の弁閉鎖体（ １６）のばねエレメント（３２）の力に比して大きいことを特徴とする請求項１ 又は２記載の弁。 ４．弁（１０）が第１の弁閉鎖体（１４）の操作のための電磁石（３０，４４ ）を備えていることを特徴 とする請求項１から３までのいずれか１項記載の弁。 ５．第１の弁閉鎖体（１４）と第２の弁閉鎖体（１６）とが同軸的に、第２の 弁座（２０）を備えた管片（３４）内で軸方向に移動可能に配置されていること を特徴とする請求項２から４までのいずれか１項記載の弁。 ６．円筒状のマグネットコア（３０）が同軸的に、かつ液圧的に密に管片（３ ４）内に取付けられていることを特徴とする請求項５記載の弁。 ７．第１の弁閉鎖体（１４）が可動子（１２）を備えており、かつ、管片（３ ４）の長さ方向部分が電磁石のコイルにより囲まれており、この長さ方向部分内 にマグネットコア（３０）及び可動子（１２）が突入していることを特徴とする 請求項４から６までのいずれか１項記載の弁。 ８．弁（１０）が、アンチロック装置及び又はトラクションコントロール装置 及び又はビークルダイナミックコントロール装置を備えた液圧的な車両ブレーキ 装置の吸込弁として形成されていてかつマスタブレーキシリンダ（８０）から到 来した吸込導管内で戻し搬送ポンプの上流に配置されていることを特徴とする請 求項１から７までのいずれか１項記載の弁。