CN104728202A - 具有平衡室的压力调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力调节阀，其尤其用于机动车中的自动变速器，具有壳体并且具有布置在所述壳体中的控制活塞，其中所述控制活塞能够由衔铁来操纵，所述衔铁布置在极管的磁室中，其中所述磁室通过平衡通道与设置在所述壳体中的平衡室液压地连接，所述平衡室尤其由磁线圈的周面和所述壳体来限定。

Description

具有平衡室的压力调节阀

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的、尤其用于机动车中的自动变速器的压力调节阀。

背景技术

在现代的轿车自动变速器中使用液压操纵的、用于变换挡位的离合器。为了换挡过程平顺并且对于驾驶员来说在察觉不到的情况下进行，有必要根据预先给定的压力斜坡（Druckrampen）以极高的压力精度来设定所述离合器上的液压压力。为此要使用电磁操纵的压力调节阀。所述压力调节阀能够要么构造为中心阀（Sitzventil）要么构造为滑阀。这两种结构形式一般都具有三个分别用于进流、调节压力和回流的液压接头。对于所述滑阀来说，一个能够轴向移动的控制活塞将沿径向例如布置在滑套中的开口连接起来，所述开口流体地、尤其液压地与进流接头、与调节压力接头并且与回流接头相连接。在此，例如能够沿轴向布置所述调节压力接头，而沿径向布置进流接头和回流接头。为了保证滑阀的压力调节功能，有必要的是，所述控制活塞能够在很大程度上无阻尼地执行其轴向运动。尤其如果控制活塞的端面与液压油相接触，那么所述控制活塞的轴向运动就会导致通过所述控制活塞引起对于液压油的所谓的“泵吸”。因此，通过所述控制活塞的运动来排挤液压油或者由于所产生的负压又吸入液压油。在自动变速器中的压力调节阀通常被安装在所述自动变速器的液压油容器或者所谓的“机油盘”中。尤其在自动变速器运行时，在变速器齿轮摩擦时通过所述齿轮的磨损而产生铁磁的颗粒。在所述液压油容器中，这样的铁磁的颗粒以及其他的污物颗粒可能导致功能损害或者干扰。因此由于污染而能够例如对所述控制活塞的导引或者对所述控制活塞的电磁的操纵产生不好的影响。尤其铁磁的颗粒在此能够积聚在磁极的区域中。

为了保证滑阀的压力调节功能并且将在压力调节阀中的脏物输入量降低到最低限度，已知不同的解决方案。由DE 10 2010 039 917 A1公开了一种滑阀，其中所述压力调节阀的连杆以能够沿轴向滑动的方式在轴套中密封地得到导引。由DE 103 25 070 A1公开了一种滑阀，对于该滑阀来说在操纵杆与阀芯之间设置了隔膜，用于在两个壳半体之间进行流动介质密封。

发明内容

本发明所基于的问题通过一种具有权利要求1的特征的压力调节阀得到解决。有利的改进方案在从属权利要求中得到了说明。此外，对于本发明来说重要的特征在接下来的说明书以及附图中找到，其中所述特征不仅单独地而且在不同的组合中对本发明来说都能够是重要的，而后面不再明确地指出这一点。

按本发明的压力调节阀包括壳体和布置在壳体中的控制活塞，其中所述控制活塞能够由衔铁来操纵，所述衔铁（Anker）布置在极管的磁室中。按照本发明规定，所述磁室通过平衡通道与设置在所述壳体中的平衡室液压地连接，所述平衡室由磁线圈以及所述壳体限定、尤其由所述磁线圈的周面和所述壳体来限定。所述周面在此尤其由所述磁线圈的外部的绕组层形成。所述壳体有利地在所述平衡室的区域中罐状地构造。“极管”是指在所述磁线圈的绕组架内部空间中封闭的结构，在所述绕组架内部空间中布置了产生轴向力的磁极或者说衔铁。在所述平衡室中，能够在所述压力调节阀中提供过滤作用，其中颗粒一方面能够由于重力而沉淀，并且其中铁磁的颗粒优选持续地附着在所述磁化的壳体内壁的区域中。通过本发明，由此得到一种滑阀结构的压力调节阀，用该压力调节阀能够以简单的且成本低廉的方式防止污物颗粒对所述压力调节阀的功能产生损害。

本发明的一种有利的设计方案规定，所述控制活塞的衔铁侧的端面与所述磁室液压地连接。由于所述磁室与所述平衡室的连接，因而所述控制活塞的衔铁侧的端面与所述平衡室也液压地连接。在此优选朝所述平衡室的方向产生所述控制活塞的泵吸作用。

在此补充地建议，所述壳体构造为多部分、尤其两部分，并且尤其由液压壳体和磁壳体组成。在所述液压壳体中，在此优选布置了压力调节阀的液压组件例如供给接头、通往液压油容器的回流接头、工作接头、控制活塞以及滑套。而在所述磁壳体中则优选布置了电磁的组件例如极管、衔铁、磁线圈等等。所述磁壳体在此尤其罐状地构造。

为了保证所述磁室或者说平衡室的通风，所述平衡室通过开口与壳体外侧面液压地连接。作为开口设置了所述压力调节阀的、电连接插头的通孔，这在此已经证实是在制造技术上简单的解决方案。所述开口在此优选设置在所述平衡室的、背向平衡通道的一侧上。因此，液压油能够通过所述平衡通道和所述平衡室穿过所述开口流到所述液压油容器中。通过所述控制活塞的衔铁侧的端面与通过所述平衡通道又与所述平衡室相连接的磁室连接，能够保证所述控制活塞的及所述衔铁的、在很大程度上无阻尼的运动，其中所述平衡室通过所述开口与所述液压油容器流体地、尤其液压地相连接。因此，能够在很大程度上避免通过所谓的“泵吸”对压力调节功能产生的影响。

所述压力调节功能通过以下方式来实现：所述阀的控制活塞在打开的最终位置中将工作接头或者调节压力接头与所述供给接头液压地连接起来，并且在液压方面与回流接头分开。在未被操控的状态中，也就是说在未给电磁的操纵机构的线圈通电时，所述电磁的操纵机构的衔铁通过安装在磁体侧的螺旋弹簧朝打开方向运动，并且使所述控制活塞朝所述压力调节阀的打开的最终位置的方向运动。由此所述控制活塞的第一区段释放所述进流压力开口，并且所述压力介质流到由滑套和控制活塞限定的环形室中。因为同时所述控制活塞的第三区段将所述回流开口与所述环形室隔开，所以所述供给接头上存在的压力也被加载在所述工作接头上。

如果给所述线圈通电，那么电磁力就反向于所述磁体侧的螺旋弹簧的复位力起作用，所述磁体侧的螺旋弹簧已经使所述控制活塞朝端面偏移。通过加载在所述活塞端面上的调节压力使所述控制活塞返回运动到关闭的最终位置中。在所述关闭的最终位置中，所述控制活塞封闭所述进流压力开口，并且同时释放所述回流开口。因为在所述回流开口中加载着与所述环形室中存在的工作压力相比更小的储罐压力（Tankdruck），所以压力介质通过所述回流开口流向所述回流接头。

所述压力调节阀的另一种有利的设计方案规定，所述平衡通道至少部分地由所述液压壳体中的槽以及所述极管来限定。

在此特别优选的是，所述槽L状地至少部分平行于所述控制活塞的中心纵轴线延伸并且在所述液压壳体的衔铁侧的端面上至少部分沿径向垂直于所述控制活塞的中心纵轴线延伸。优选所述槽在横截面中构造为U形或者半圆形。优选所述极管而后具有朝向所述控制活塞的环形凸缘。所述平衡通道在此由所述L形的槽和所述极管的环形凸缘或者说控制活塞侧的端面所构成。

此外，有利的是，所述槽被浇注或者喷射到所述液压壳体中。在这种情况下，能够特别有利地在注塑过程的范围内来制造所述槽。

本发明的另一种有利的设计方案规定，所述平衡通道构造为在所述极管中的径向的横向孔。在这种情况下能够放弃在所述液压壳体中设置槽的做法。在此能够非常容易地在所述极管中制造将所述磁室与所述平衡室连接起来的径向的横向孔。

特别有利的是，所述平衡通道在运行中径向向上布置。径向向上布置所述平衡通道这种方案能够保证，已经积聚在所述极管或者所述磁室中的空气能够向上逸出。由此能够通过所述平衡通道来提供针对所述磁室的通风功能，并且能够保证，用油装填了所述磁室。这一点对于所述压力调节阀的恒定的动态的特性来说特别有利。

此外，已经证实有利的是，不要将所述通道的横截面选择得太大，从而使得额外的较大的颗粒不会通过所述残余的油运动到达所述磁室中。此外有利的是，不要将所述平衡通道的横截面选择得太小，从而使得所述平衡通道的通风功能不会受到损害。在此特别优选的是，所述平衡通道具有0.3到2mm的液压的直径。所述液压的直径在此被定义为d_h=4A/U。A是所述平衡通道的横截面面积，其中U代表着所述平衡通道的横截面的周长。

附图说明

本发明的其他细节和有利的设计方案从以下说明中获得，借助于以下说明对在附图中示出的实施方式进行描述和解释。附图示出：

图1是液压线路的示意图，在该液压线路中使用按本发明的压力调节阀；

图2是按本发明的压力调节阀的部分剖面；并且

图3是沿着在图2中的剖面线A-A的剖面。

具体实施方式

为了控制例如用在轿车（Pkws）中的那样的自动变速器尤其使用液压线路10，无压力的液压油容器12和液压泵14属于所述液压线路10。所述液压泵14的出口形成供给接头16，在该供给接头上连接了压力调节阀18。

回流管路从所述压力调节阀18通向回流接头20，所述回流接头又返回通向所述液压油容器12。此外，所述压力调节阀18与工作接头22相连接，在所述工作接头上加载有待由所述压力调节阀18调节的压力。此外，所述压力调节阀18拥有电磁的操纵机构24。

在图2中示出了按本发明的压力调节阀18的结构。所述压力调节阀18包括阀连接元件26，该阀连接元件被推到所述液压壳体28上或者密封地与所述液压壳体28相连接。所述阀连接元件26或者所述液压壳体28拥有与所述压力调节阀18的中心纵轴线30同心地布置的空隙（无附图标记），在该空隙中布置了固定区段32。在该固定区段32中设置了环形室34。所述固定区段32在其外周的范围内在至少一个位置上与所述液压壳体28机械地连接。在这种连接的区域中，此外所述环形室34与所述供给接头16液压地连接。滑套36被装入到所述液压壳体28的同心的空隙中。所述滑套36拥有连续的导向孔38，该导向孔用于接纳控制活塞40。所述滑套36朝所述液压壳体28中被一直推入到所述液压壳体的、背向阀连接元件26的区域中。

在所述滑套36的圆周上有沿着轴向的方向并排地布置的开口42、44和46。在相应地操控所述控制活塞40时，处于所述滑套36中的第一开口（此外也被成为进流压力开口42）打开通向所述环形室34并且由此通向所述供给接头16的导向孔38。

在图2中示出了所述压力调节阀18处于平衡位置中的情况，从而在所述环形室34与所述导向孔38之间不存在液压的连接。这种平衡位置是在打开与关闭的最终位置之间的中间位置。

所述滑套36的第二横向孔（此外也被称为调节压力开口44）将所述导向孔38与所述调节压力接头22连接起来。尤其流体能够在所述压力调节阀18的运行中通过所述在固定区段32上的调节压力开口朝所述调节压力接头22的方向流出，其中所述固定区段32没有在其整个外周的范围内被固定在所述液压壳体28中。所述第三横向孔-下面被称为回流开口46-在所述导向孔38与所述回流接头20之间建立液压的连接。所述回流开口46在此尤其与布置在所述液压壳体28中的环形室48相通，所述环形室48则与所述回流接头20液压地连接。

在所述阀连接元件26的外周上设置了两个O型密封圈50、52，所述O型密封圈在所述压力调节阀18的运行中向外对所述调节压力接头22进行密封。

所述控制活塞40沿着轴向的方向被划分为四个相邻的区段54、56、58和60。所述在附图中最外面的左边的第一区段54拥有第一直径D1。所述控制活塞40以这个第一直径D1在所述导向孔38中得到导引。

在图2中在所述滑套36中大致布置在中间的、与所述第一区段54毗连的第二区段56拥有第二直径D2，该第二直径D2小于所述第一直径D1并且由此也小于所述处于第二区段56的区域中的导向孔38的直径。由此在所述滑套36与所述控制活塞40的第二区段56之间产生环形室62。

所述与第二区段56毗连的第三区段58同样具有所述直径D1，但是密封地以能够沿轴向移动的方式在所述滑套36的导向孔38中得到导引。由此所述环形室62沿着轴向的方向由所述第一区段54并且由所述第三区段58限定。

在所述第四也就是最后一个区段60中，所述控制活塞40具有较小的直径，并且锥状地朝端面64变细。

在所述在图2中示出的平衡位置中，所述活塞40沿轴向如此布置在所述滑套36中，使得所述环形室62与所述调节压力开口44相通。所述第一区段54的、朝向第二区段56的边缘形成控制边缘（无附图标记）。此外，所述第三区段58的、朝向第二区段56的、前面的边缘同样形成控制边缘（无附图标记）。

所述电磁的操纵机构24在图2中布置在所述压力调节阀18的右侧上。所述电磁的操纵机构24尤其包括环状的线圈66，该线圈被围绕着绕组架68来缠绕。所述线圈66被磁壳体70所包围，所述磁壳体本身接纳了所述操纵机构24。在所述线圈66的内部布置了极管72。该极管72具有拥有直径D3的第一钻孔74。所述钻孔74形成磁室76。在所述磁室76中，套筒状的衔铁78被从在图2中右边的敞开的一侧推入到所述钻孔74中。所述衔铁78具有衔铁销（Ankerbolzen）80，该衔铁销在所述衔铁78的外周的至少一个位置上与所述衔铁78相连接。此外，朝所述极管72的磁室76中，极盘82以套筒状的区段（无附图标记）被推入到所述磁室76中或者被推入到所述钻孔74中。在所述衔铁销80与支撑区段84之间，螺旋弹簧86布置在所述套筒状的衔铁78的及所述极盘82的套筒状的区段的内部空间中。所述螺旋弹簧86一方面支撑在所述衔铁销80上，并且另一方面支撑在所述支撑区段84上。所述极管72在其朝向液压壳体28的一侧上具有环形凸缘区段88，该环形凸缘区段具有明显比所述极管72小的外直径，在所述环形凸缘区段88的区域中，所述极管具有拥有直径D4的第二钻孔90。这个第二钻孔90与所述钻孔74一起形成处于所述极管72中的、阶梯式的直通孔。从所述磁室76将套筒92推入到所述钻孔90中。所述套筒92的、朝向液压壳体28的端面形成用于所述控制活塞40的止挡。在所述控制活塞40中的、在第三区段58与第四区段60之间形成的凸肩无法进一步超过所述套筒92的这个止挡向右、也就是朝所述操纵机构24的方向运动。

所述套筒92具有一种内直径，该内直径大于所述控制活塞40的、在第四区段60中的外直径。因此，所述磁室通过由所述控制活塞40的第四区段60和所述套筒92构成的环形室与在所述液压壳体28中的、磁体侧的环形室94流体地连接。

图3示出了沿着在图2中的线条A-A沿着箭头96的方向看的剖面。在那里能够清楚地看出在所述液压壳体28中的、在图2中示出的环形室94。此外，在图3中能够看出，所述滑套36部分地伸入到所述环形室94中。所述控制活塞40同样穿过所述环形室94而延伸。所述液压壳体28，如能够在按照图3的剖面中看出的那样，通过销栓（Zapfen）98不可相对转动地与所述磁壳体70相连接。

如在图2中示出的那样，所述线圈66的外部的绕组层与所述磁壳体70限定了平衡室102。这个平衡室102通过平衡通道104与所述环形室94流体地连接。所述平衡通道104在此由被浇注到所述液压壳体28中的、在图3中能够清楚地看出的、一半敞开的、在横截面中构造为大致半圆形的槽106和所述极管72的环形凸缘区段88并且由所述极管72的垂直于中心纵轴线30延伸的、液压侧的端面所构成。所述平衡室102在其背向平衡通道104的一侧上例如在用于电插头114的插头通孔的区域中具有开口112。该开口112同样与所述回流接头20相通。

所述槽106，如在图3中所示出的那样在区段108中L状地部分平行于中心纵轴线30延伸，并且在区段110中沿径向垂直于所述中心纵轴线30径向向上延伸。所述平衡通道104因此尤其由所述区段108和所述环形凸缘区段88并且由所述区段110和所述极管72的端面所构成。

在所述压力调节阀的运行中，也就是说如果所述控制活塞40由所述电磁的操纵机构24推移到打开位置中时（在图2中向左，未示出），液压流体就在高压下从所述供给接头16并且经过所述进流压力开口42流到所述环形室62中，并且从那里经过所述调节压力开口44流往所述工作接头22。所述回流开口46在此基本上被所述控制活塞40的第三区段58所掩盖。

而如果所述控制活塞40例如在给线圈66通电的情况下处于更靠右边的位置中，那么所述进流压力开口42就被所述第一区段54所覆盖，所述环形室62因而基本上与所述供给接头16分开。换而言之，现在所述回流开口46通过所述环形室62与所述调节压力开口相连接，使得所述工作接头22通过所述调节压力开口44、所述环形室62和所述回流开口46与所述回流接头20相通。通过这种方式，通过所述回流接头20来减小在所述工作接头22上存在的压力，因为在那里相当近似地存在着环境压力。

如果当前在运行中使所述控制活塞40从其打开的、左边的位置运动到其关闭的右边的位置中，那就进行所述控制活塞40的所谓的“泵吸”。在此，所述控制活塞40的端面64排挤着液压油。由此引起的流动而后能够通过所述平衡通道104被传导到所述平衡室102中。因为所述平衡室102通过所述开口112与所述回流接头20处于连接之中，所以由所述控制活塞40的运动引起的流动能够通过所述平衡室102朝所述回流接头20的方向减弱。所述平衡室102在此拥有过滤的作用。污物颗粒可能由于重力而沉积在所述平衡室102中，而例如由于齿轮摩擦而在自动变速器中产生的铁磁的颗粒则仍然有磁性地附着在所述线圈66的外部的绕组层100上。因为所述平衡通道104在运行中尤其向上定向，所以保证了对于所述磁室76的通风，其中空气能够向上逸出。在此特别优选的是，所述平衡通道104具有大约0.3到2mm的液压的直径d_h=4A/U。而后一方面能够实现这一点：没有太大的颗粒到达所述磁室76 ，其中另一方面没有阻碍所述通风功能。

因为被所述控制活塞40的端面64所排挤的流体通过所述平衡通道104和所述平衡室102能够在很大程度上无压力地流到所述回流接头20中，所以所述控制活塞40能够在无大程度上无阻尼地执行其轴向运动。由此产生压力调节阀18的一种特别优选的设计方案，利用所述压力调节阀一方面能够减少进入到所述压力调节阀18中的脏物，并且另一方面能够保证所述控制活塞40的在很大程度上无阻尼的轴向运动。

Claims (10)

1. 压力调节阀（18），尤其用于机动车中的自动变速器，具有壳体（28、70）并且具有布置在所述壳体（28）中的控制活塞（40），其中所述控制活塞（40）能够由衔铁（78）来操纵，所述衔铁布置在极管（72）的磁室（76）中，其特征在于，所述磁室（76）通过平衡通道（104）与设置在所述壳体（28、70）中的平衡室（102）液压地连接，所述平衡室尤其由磁线圈（55）的周面（100）和所述壳体（70）来限定。

2. 按权利要求1所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述控制活塞（40）的衔铁侧的端面（64）与所述磁室（76）液压地连接。

3. 按权利要求1或2所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述壳体（28、70）构造成多部分、尤其两部分并且包括液压壳体（28）和磁壳体（70）。

4. 按前述权利要求中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述平衡室（102）通过开口（112）与壳体外侧面液压地连接。

5. 按权利要求3或4中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述平衡通道（104）至少部分地由所述液压壳体（28）中的槽（106）和所述极管（72）限定。

6. 按权利要求5所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述槽（106）L状地至少部分平行于所述控制活塞（40）的中心纵轴线（30）延伸并且在所述液压壳体（28）的衔铁侧的端面上至少部分沿径向垂直于所述控制活塞（40）的中心纵轴线（30）延伸。

7. 按权利要求5或6中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述槽（106）被浇注或者喷射到所述液压壳体（28）中。

8. 按权利要求1到4中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述平衡通道（104）构造为所述极管（72）中的径向的横向孔。

9. 按前述权利要求中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述平衡通道（104）在运行中径向向上布置。

10. 按前述权利要求中任一项所述的压力调节阀（18），其特征在于，所述平衡通道（104）具有0.3到2mm的液压的直径。