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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Steuerblock mit Ventilaufnahmebohrungen, Ventileinlassbohrungen, Ventilauslassbohrungen, Fluid gefüllten Schalt- oder Steuerkanälen und Anschlussbohrungen für eine Steuerung eines hydraulischen Funktionsteiles, bei dem auf dem Steuerblock eine Magnetventilbaugruppe bestehend aus mehreren Einzelmagnetventilen befestigt ist, die bei entsprechender elektrischer Ansteuerung bestimmte Schalt- und Steuervorgänge für das hydraulische Funktionsteil bewirkt. Derartige durch den Steuerblock zu steuernde Funktionsteile können beispielsweise bei der Steuerung eines automatischen Getriebes in einem Kraftfahrzeug oder eines anderen Maschinenteils eingesetzt werden.
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Ein derartiger hydraulischer Steuerblock ist beispielsweise aus der
DE 10 2004 031 757 A1 bekannt, in der eine Ventilanordnung speziell für die Montage an einem Profilelement beschrieben ist. Sie weist ein Ventil mit Entlüftungsanschluss auf. Das Ventil und ein Schalldämpfer sind auf einem Profilelement montiert, wobei das Profilelement innere Kanäle aufweist, welche die Abluftverbindung zwischen dem Entlüftungsanschluss des Ventils und dem Schalldämpfer herstellt.
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Dieser gegossene mehrteilige Steuerblock kann aus zwei Blockteilen bestehen, die mit Ihrer Planfläche dicht miteinander verbunden sind. Er kann verschraubt, als Halbzeug hergestellt oder mit gebohrten Kanälen versehen sein. Auf dem Steuerblock ist die Ventilanordnung mittels Schrauben oder Clinchverbindung adaptiert. Als Material wird heute auf Grund des Gewichtes meist Aluminium bevorzugt.
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Zusätzlich sind in der Oberfläche des Steuerblockes noch Ventilaufnahmebohrungen für den Einbau der Magnetventilbaugruppe vorzusehen. Jedes einzelne Magnetventil ist dabei in die Ventilaufnahmebohrung eines Ventil- oder Steuerblockes der hydraulischen Steuerung montiert. Die Magnetventile umfassen ein als Betätigungseinrichtung wirkenden Magnetteil und ein in der Ventilaufnahmebohrung angeordneten und als Stellglied für die Steuerung wirkenden Ventilteil.
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Das Magnetteil umfasst einen Hubmagneten mit einem als Betätigungselement wirkenden zylinderförmigen Ankerkolben, an dem in Richtung des Ventilteils eine Betätigungsstange herausragt, die mit dem Stellglied im Ventilteil in Wirkverbindung steht. Der zylinderförmige Ankerkolben ist von einer ebenfalls zylindrischen, in einem Spulenkörper angeordneten Magnetspule umgeben. An den jeweiligen Stirnseiten des Ankerkolbens sind die magnetischen Pole angeordnet, die durch einen funktionsbedingten Luftspalt von einander getrennt sind, wobei der in Richtung des Ventilteils angeordnete Polteil, der auch Konus bezeichnet wird, eine zentrische Öffnung für die Betätigungsstange aufweist. Das Magnetteil ist gegenüber der Umgebung durch ein topfartiges magnetisches Gehäuse abgeschlossen, das über den Spulenkörper gestülpt ist und sowohl mit dem Ventilteil, als auch mit der Oberfläche des Steuerblockes befestigt ist und zur Führung des magnetischen Flusses dient.
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Das Ventilteil ist in die Ventilaufnahmebohrung des Steuerblockes integriert, wobei dieser radial zur Ventilaufnahmebohrung angeordnete Öffnungen aufweist, die mit parallel zu dessen Oberflächen verlaufenden Steuerkanälen innerhalb des Steuerblockes in Verbindung stehen. Das in den Kanälen zirkulierende Steuermedium oder Fluid löst in Form einer Schaltung an dem Funktionsteil, beispielsweise einem Getriebe oder Ähnlichem, bestimmte Steuerfunktionen aus. Innerhalb jeder Ventilaufnahmebohrung ist ein Stellglied vorgesehen, das entweder in der Bauart nach dem Sitzprinzip (Sitzventil) oder dem Schieberprinzip (Wegeventil) arbeitet.
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Ein Rückstellglied in Form einer Feder sorgt dafür, dass das Stellglied nach der Betätigung durch die Betätigungseinrichtung in die Ausgangsstellung zurückkehrt.
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Bei Ansteuerung eines oder mehrerer Magnetventile bewirkt der in der Magnetspule fließende elektrische Strom eine Hubbewegung auf den Ankerkolben, die über die Betätigungsstange auf das Stellglied, beispielsweise einen Ventilschieber, wirkt, und somit die Steuerfunktion für das Medium auslöst.
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Die Herstellung der im Inneren des Steuerblockes angeordneten Steuerkanäle ist fertigungstechnisch sehr aufwendig. Der Steuerblock ist hierzu längs seiner Planseiten geteilt. In einem Teil des Steuerblockes wird durch Fräsen oder durch Gießen in dessen Planfläche Vertiefungen oder Ausnehmungen eingebracht, die den Verlauf der Steuerkanäle darstellen und die je nach Umfang durch zusätzliche Bearbeitungsschritte nachgearbeitet werden müssen. Anschließend wird der andere Teil des Steuerblockes auf den mit den Vertiefungen oder Ausnehmungen versehenen Teil des Steuerblockes aufgedrückt und beide dicht verschlossen. Dieses Herstellungsverfahren ist aufwendig, da jeweils zwei Blockteile hergestellt werden müssen, ein Teil des Steuerblockes an seiner Oberfläche bearbeitet und dicht mit dem anderen Teil des Steuerblockes verschlossen werden muss.
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Die
DE 102 24 732 A1 offenbart einen Gehäusedeckel für eine Steuerventileinrichtung, wobei der Gehäusedeckel aus mehreren Segmentplatten zusammengesetzt ist, und die Segmentplatten mit Ausnehmungen versehen sind, durch deren Konturverlauf Kanäle gebildet werden. Die Herstellung derartiger Gehäusedeckel ist sehr aufwändig und teuer.
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Die
DE 25 42 177 C3 offenbart eine hydraulisch-pneumatische Steuervorrichtung die einen Steuerblock aufweist, an dessen Außenfläche Zu- uns Ableitungskanäle der Ventile vorgesehen sind, wobei die Kanäle von einem am Steuerblock befestigten Deckel umschlossen sind. Hier bedarf es erheblichen fertigungstechnischen Aufwandes, z. B. Fräsaufwand, um die Kanäle an der Außenfläche des Steuerblocks vorzusehen. Auch diese Steuervorrichtung ist somit teuer, und aufwändig herzustellen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten, gewichtsreduzierten Steuerblock vorzusehen, der fertigungstechnisch einfacher, schneller und kostengünstiger herzustellen ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Steuerblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Dadurch werden die Schalt- oder Steuerkanäle außen auf der Oberfläche des Steuerblockes angeordnet. Der Steuerblock braucht nicht mehr speziell für die Anordnung der Schalt- oder Steuerkanäle aufwendig bearbeitet zu werden. Er bleibt nahezu unbearbeitet. Der Steuerblock muss lediglich noch die Ventilaufnahmebohrungen für die einzelnen Magnetventile der Ventilbaugruppe aufweisen. Die Kontur der Schalt- oder Steuerkanäle wird nicht mehr in die Planfläche eines Blockteils eingearbeitet, sondern auf einem separaten Blech tiefgezogen. Die die Kontur der Schalt- oder Steuerkanäle widerspiegelnde Blechabdeckung wird dann auf die Oberfläche des unbearbeiteten Steuerblockes aufgesetzt und mit ihr fest und dicht verbunden.
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In vorteilhafter Weise kann der Steuerblock beidseitig mit je einer mehrfach umgeformten Blechabdeckung versehen sein, so dass die Schalt- oder Steuerkanäle an beiden Oberflächen des Steuerblockes und die beiden Blechabdeckungen mit dem Steuerblock in Sandwichbauweise angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß kann die umgeformte Blechabdeckung mittels eines Tiefziehverfahrens erstellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführung besteht die umgeformte Blechabdeckung aus einem magnetisch leitenden Material. Bei dieser erfindungsgemäßen Maßnahme kann die Blechabdeckung derart geformt sein, dass sie in Verlängerung gleichzeitig das magnetische Gehäuse für ein Einzelmagnetventil oder dass sie gleichzeitig das gemeinsame magnetische Gehäuse für die gesamte Ventilbaugruppe bildet. Dadurch wird das Steuerventilgehäuse als halbschalige Elemente in die Blechabdeckung integriert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Blechabdeckung derart geformt sein, dass sie gleichzeitig das zu steuernde Funktionsteil als gemeinsames Gehäuse abdeckt. Durch diese Maßnahme wird ein kompaktes Bauteile bereitgestellt, das die Ventilbaugruppe, die Steuerplatte und das hydraulische Funktionsteil umfasst.
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Ein besonderer Vorzug ergibt sich, wenn die mit den Schalt- oder Steuerkanälen versehene Blechabdeckung mit dem Steuerblock über Klebemittel verbunden ist. Dazu ist vorgesehen, zwischen den Schalt- oder Steuerkanälen großflächige, ebene Flächen auszubilden, und diese z. B. mittels eines Siebdruckverfahrens mit einem Klebstoff zu bedrucken. Die mit Klebstoff versehenen Blechabdeckungen werden mit großen Druck auf den Steuerblock gefügt und damit verklebt. Durch das Verkleben werden neben einer Kostenersparnis auch eine Gewichtsersparnis erzielt. Es können eine große Anzahl von Verbindungsschrauben eingespart werden.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, wenn z. B. zwischen den Schalt- und Steuerkanälen nicht ausreichend große Flächen für sichere Klebeverbindungen zur Verfügung stehen, die Blechabdeckung auf den Steuerblock zu schweißen.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf einen hydraulischen Steuerblock mit aufgesetzter Ventilbaugruppe,
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2 eine Schnittdarstellung durch den hydraulischen Steuerblock von 1 gemäß der Linie A-A,
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3 ebenfalls eine Draufsicht entsprechend der 1, jedoch mit am hydraulischen Steuerblock angebrachtem Funktionsteil, und
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4 eine Seitenansicht des hydraulischen Steuerblockes mit angebrachtem Funktionsteil gemäß 3.
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In der
1 ist ein hydraulischer Steuerblock
1 dargestellt, in dessen einen Schmalseite nicht dargestellte Ventilaufnahmebohrungen eingebracht sind. An dieser Seite ist eine aus mehreren Einzelmagnetventilen bestehende Magnetventilbaugruppe
5 angeordnet, deren Ventilteile in die Ventilaufnahmebohrungen eingeführt sind. Aus dem hydraulischen Steuerblock
1 ragen von einem magnetischen Gehäuse
8 umgebene Spulenkörper der Einzelmagnetventile heraus, von denen nur die mit dem Spulenkörper verbundenen Steckverbindungen
6 zu sehen sind. Die magnetischen Gehäuse
8 der Spulenkörper der Einzelmagnetventile können, wie dies beispielsweise aus der Parallelanmeldung
DE 10 2008 012 692 A1 bekannt ist, aus zwei halbschalenförmigen Blechteilen bestehen, die jedes Magnetteil einzeln oder die Magnetteile der gesamten Magnetventilbaugruppe
5 umgeben.
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In dem hydraulischen Steuerblock 1 sind weiterhin Ventileinlassbohrungen 9 und Ventilauslassbohrungen eingebracht, die auf die Ventilaufnahmebohrungen zugeführt sind. Ebenfalls nicht dargestellte Anschlussbohrungen dienen zur Beaufschlagung eines hydraulischen Funktionsteiles mit dem durch die Magnetventilbaugruppe 5 verteilten Fluid zur Steuerung des Funktionsteiles.
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Auf dem hydraulischen Steuerblock 1 ist beidseitig je eine Blechabdeckung 3 angebracht, die mit dem Steuerblock 1 ein ”Sandwich” bilden, wie dies insbesondere der 2 zu entnehmen ist. Die Blechabdeckungen 3 liegen mehrfach auf der Oberfläche des Steuerblockes 1 auf und sind durch Umformung mit mehreren Nuten versehen, die von der Oberfläche des Steuerblockes 1 abweisen. Die Nuten bilden zwischen der Wandung der Blechabdeckung 3 und dem Steuerblock 1 Schalt- oder Steuerkanäle 2, die die Ventileinlassbohrungen und/oder Ventilauslassbohrungen und/oder Anschlussbohrungen miteinander verbinden.
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Die zumindest bereichsweise auf der Oberfläche des Steuerblockes 1 aufliegende Blechabdeckung 3 ist in den aufliegenden Bereichen mit Abdichtungen 10 versehen, die die Schalt- oder Steuerkanäle 2 gegeneinander abdichten und gleichzeitig eine Verbindung von Steuerblock 1 und Blechabdeckung 3 bewirken. Diese Abdichtungen 10 können beispielsweise durch Klebstoffbahnen oder aber auch von Schweißnähten oder anderen Verbindungstechniken bewirkt werden.
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In der 2 ist der hydraulische Steuerblock 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A von 1 dargestellt. Von der Seite kann das in den Kanälen zirkulierende Fluid über Ventileinlassbohrungen 9 zu den in den Ventilaufnahmebohrungen angeordneten Ventilschiebern der Einzelmagnetventile gelangen, von denen es, gesteuert durch den Ventilschieber, über Ventilauslassbohrungen in die zwischen dem Steuerblock 1 und den Blechabdeckungen 3 durch Umformungen gebildeten Schalt- oder Steuerkanälen 2 gelangen kann. Zur Versteifung können auch weitere Hohlräume 4 vorgesehen sein, denen keine Leitfunktion zugeordnet ist. Die beiden halbschalenförmigen Blechteile des magnetischen Gehäuses 8 der Magnetventilbaugruppe 5 sind zwischen den Spulenkörpern der Einzelmagnetventile beispielsweise mittels Schrauben miteinander verbunden.
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In der 3 ist eine Draufsicht auf den Steuerblock 1 mit aufgesetzter Magnetventilbaugruppe 5 gemäß 1 dargestellt, wobei am Steuerblock 1 ein hydraulisches Funktionsteil 7, beispielsweise für die Steuerung eines automatischen Getriebes in einem Kraftfahrzeug, angebracht ist. Erfindungsgemäß bildet das Gehäuse des Funktionsteils 7 mit der Blechabdeckung 3 eine Einheit. An der Blechabdeckung 3 sind Befestigungsflansche 11 für die Einheit der Blechabdeckung 3 mit magnetischem Gehäuse 8 und Gehäuse des Funktionsteils 7 vorgesehen.
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In der 4 ist eine Seitenansicht des hydraulischen Steuerblockes 1 mit angebrachtem Funktionsteil 7 gemäß 3 dargestellt, aus der ersichtlich wird, dass das magnetische Gehäuse 8, die Blechabdeckung 3 und das Funktionsteil 7 einstückig ausgebildet sein können. Das bedeutet, dass die Blechabdeckung 3 aus zwei Halbschalen besteht, die das gesamte Gehäuse für die Magnetteile der Einzelmagnetventile, den hydraulischen Steuerblock 1 sowie das Funktionsteil 7 als eine Einheit abdecken. Dabei sind die zwei Halbschalen der Blechabdeckung 3 in einem ersten Bereich derart umgeformt dass sie den Formen der Magnetteile der Einzelmagnetventile angepasst sind. In einem zweiten, mittleren Bereich bilden die zwei Halbschalen der Blechabdeckung 3 die Formen der Schalt- oder Steuerkanälen 2 für den hydraulischen Steuerblock 1. In einem dritten Bereich sind die zwei Halbschalen der Blechabdeckung 3 an die Formen des Funktionsteils 7 angepasst. An der Blechabdeckung 3 ist eine Steuervorrichtung 12 angebracht, die über der Steckverbindung 6 mit den Magnetteilen der Einzelmagnetventile verbunden ist und diese steuert.
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Erfindungsgemäß wird der Steuerblock 1 jeweils von einem mehrfach von der Oberfläche des Steuerblockes 1 abweisenden umgeformten Blechabdeckung 3 abgedeckt, wobei durch jeden Umformbereich zwischen dem Steuerblock 1 und der Blechabdeckung 3 Hohlräume gebildet werden, die die Kontur der Schalt- oder Steuerkanäle 2 nachbilden. Die Schalt- oder Steuerkanäle 2 sind somit nicht in, sondern auf der Oberfläche des Steuerblockes 1 angeordnet. Die kostenintensive, mechanische Bearbeitung hydraulischer Steuerungen wird somit durch ein einfaches, kostengünstiges, spanloses Verfahren ersetzt.
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In der Ausführungsform erfolgt dies durch die tiefgezogene Blechabdeckung 3, die auf einen Grundkörper, den Steuerblock 1, dichtend befestigt ist. Der Deckel, die Blechabdeckung 3, enthält die Schalt- oder Steuerkanäle 2 für das Fluid und optional auch Geometrien zur mechanischen und hydraulischen Kontaktierung an die Peripherie, wie Befestigungsflansche 11 (3) und Haltebohrungen für Hydraulikleitungen. Weiterhin wird vorgeschlagen, die magnetischen Gehäuse 8 der Magnetventilbaugruppe 5 als halbschalige Elemente in die Blechabdeckung 3 zu integrieren, wie dies insbesondere die 2 und 4 zeigen.
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Ein besonderes Problem stellt die Verbindungstechnik der beiden halbschalenförmigen Blechabdeckungen 3 dar. Dies kann durch die zwischen den halbrunden Schalt- oder Steuerkanälen 2 angeordneten, großen, ebenen Flächen erreicht werden, die mittels eines ”Siebdruckverfahren” mit einem Klebstoff an den Stellen der vorgesehenen Abdichtungen 10 bedruckt werden. Die beiden Hälften der halbschalenförmigen Blechabdeckungen 3 werden dann mit großem Druck aufeinander gefügt und damit mit dem Steuerblock 1 verklebt. Durch das Verkleben werden neben der Kosten- und Gewichtsersparnis zwei wesentliche Probleme gelöst. Um den hydraulischen Druck in den Schalt- oder Steuerkanälen 2 abzustützen, werden die beiden Hälften des Steuerblockes 1 mittels über den Steuerblock 1 verteilter Schrauben verbunden. Durch die Befestigungsbohrungen wird aber der Steuerblock 1 geschwächt; da diese Schrauben nur Punktverbindungen darstellen kann sich der Steuerblock 1 verwinden oder der Fügespalt aufweiten. Weiterhin müssen Schalt- oder Steuerkanäle 2 auf unterschiedlichem Druckniveau gegeneinander abgedichtet werden. Die Klebung übernimmt diese abdichtende und verbindungstechnische Funktion. Die vorhandenen Füge- und Dichttechniken können so gestaltet werden, dass die Funktion der Abdichtungen 10 erfüllt wird. Anstelle einer Klebung des Steuerblockes 1 mit den Blechabdeckungen 3 können diese auch durch eine Schweißnaht mit dem Steuerblock 1 verbunden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuerblock
- 2
- Schalt- oder Steuerkanäle
- 3
- Blechabdeckung
- 4
- Hohlraum
- 5
- Magnetventilbaugruppe
- 6
- Steckverbindung
- 7
- hydraulisches Funktionsteil
- 8
- magnetisches Gehäuse
- 9
- Ventileinlassbohrungen
- 10
- Abdichtungen
- 11
- Befestigungsflansche
- 12
- Steuervorrichtung
