DE102008041219A1 - Proportional pressure regulating valve for adjusting hydraulic pressure at clutch of internal combustion engine, has channel between body and wall, where ratio of diameter of body to diameter of opening lies between preset values - Google Patents

Proportional pressure regulating valve for adjusting hydraulic pressure at clutch of internal combustion engine, has channel between body and wall, where ratio of diameter of body to diameter of opening lies between preset values Download PDF

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Abstract

The valve has a valve part (1) with supply sided valve lips (2, 5) closed by a sealing part (3) i.e. ball, and another sealing part (6) i.e. flat seat shank. An operating body (7) is attached to latter sealing part so that the movement of the latter sealing part is transferred to the body for opening one of the valve lips (2). A ring channel is formed between the body and a wall formed at an opening, where a ratio of diameter of the body in region of another valve lip (5) to a diameter of the opening in the region of the latter valve lip lies between 0.78 and 0.84.

Description

Die Erfindung betrifft ein Proportional-Druckregelventil mit einem Ventilteil, das einen zulaufseitigen ersten Ventilsitz aufweist, welcher mit einem kugelförmigen ersten Verschlussteil verschließbar ist und einen zweiten ablaufseitigen Ventilsitz aufweist, der durch eine zweites Verschlussteil verschließbar ist, wobei ein das erste Verschlussteil bewegendes Betätigungsglied an dem zweiten Verschlussteil so angreift, dass eine Bewegung des zweiten Verschlussteils auf das Betätigungsglied zum Öffnen des ersten Ventilsitzes übertragbar ist, und das Betätigungsglied in einer den ersten Ventilsitz und den zweiten Ventilsitz verbindenden Öffnung angeordnet ist, wobei zwischen dem Betätigungsglied und einer die Öffnung bildenden Wandung ein Ringkanal ausgebildet ist.The The invention relates to a proportional pressure regulating valve with a valve part, having an inlet-side first valve seat, which with a spherical first closure part closable is and has a second drain-side valve seat by a second closure part is closable, wherein a the first closure part moving actuator engages the second closure part so that a movement of the second Closure part on the actuator for opening the first valve seat is transferable, and the actuator in an opening connecting the first valve seat and the second valve seat is arranged, wherein between the actuator and an opening forming wall an annular channel formed is.

Stand der TechnikState of the art

In modernen Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor werden hydraulisch betätigte Kupplungen zum Wechseln der Gänge eingesetzt. Damit diese Schaltvorgänge ruckfrei und für den Fahrer unmerklich ablaufen ist es notwendig, den hydraulischen Druck an den Kupplungen entsprechend vorgegebener Druckrampen mit höchster Druckpräzision einzustellen. Zum Einstellen dieser Druckrampen werden derartige Druckregelventile eingesetzt.In modern automatic transmissions of motor vehicles with an internal combustion engine are hydraulically operated clutches to change gears used. So that these shifts smoothly and for It is necessary to drain the driver imperceptibly Pressure at the couplings according to given pressure ramps with highest pressure To adjust printing precision. To set these pressure ramps Such pressure control valves are used.

Um die Hydraulikpumpe im Automatikgetriebe möglichst klein und damit kraftstoffsparend zu gestalten, ist es notwendig, die Leckage im Hydrauliksystem niedrig zu halten. Daher sind derartige Druckregelventile mit einer sogenannten Closed-End-Funktion ausgestaltet, die den Ventilzulauf verschließt, solange das Druckregelventil keinen Regeldruck bereitstellen muss.Around the hydraulic pump in the automatic transmission as small as possible and thus to save fuel, it is necessary that Keep leakage in the hydraulic system low. Therefore, such Pressure control valves designed with a so-called closed-end function, which closes the valve inlet, as long as the pressure control valve does not have to provide any control pressure.

Die Druckregelventile funktionieren nach dem Prinzip einer Druckwaage, d. h. eine elektromagnetisch veränderbare Führungskraft wird mit einer hydraulischen Gegenkraft ins Gleichgewicht gebracht. Über den Wicklungsstrom des Elektromagneten lässt sich die Führungskraft verändern und damit der sich einstellende hydraulische Druck steuern.The Pressure control valves work on the principle of a pressure balance, d. H. an electromagnetically changeable manager is balanced with a hydraulic counterforce. about the winding current of the electromagnet can be the leader change and thus the adjusting hydraulic Control pressure.

Bei der Druckwaage handelt es sich bei den beschriebenen Druckregelventilen um einen Ventilsitz, auf den von der einen Seite die elektromagnetisch erzeugte Führungskraft einwirkt und von der anderen Seite eine Druckkraft einwirkt, die sich unter Berücksichtigung der Sitzfläche und dem anliegenden hydraulischen Druck errechnet. Durch Verändern des Öffnungshubs des Ventilsitzes lässt sich der Druck verändern, d. h. wenn der Ventilsitz verschlossen ist, ergibt sich ein hoher hydraulischer Druck, wenn der Ventilsitz geöffnet ist, läuft das Druckmedium ab und der Druck reduziert sich. Die Abhängigkeit des Drucks vom Öffnungshub lässt sich mit der sogenannten Druckkraft-Hub-Kennlinie darstellen. Entspricht die Druckkraft der Führungskraft, so befindet sich der Ventilsitz im Gleichgewicht. Ist die Druckkraft z. B. aufgrund von Störgrößen zu gering, ist die Druckwaage nicht im Gleichgewicht. Der Ventilsitz wird sich dann so lange in Richtung „verschlossen” bewegen, bis sich der Hydraulikdruck soweit erhöht hat, dass wieder ein Kräftegleichgewicht besteht.at The pressure balance is the described pressure control valves around a valve seat, on the one hand, the electromagnetically created executive and from the other side a compressive force acts, taking into account the seat and the applied hydraulic pressure calculated. By changing the opening stroke of the Valve seat can change the pressure, d. H. If the valve seat is closed, results in a high hydraulic Pressure, when the valve seat is open, runs the pressure medium and the pressure is reduced. The dependence of the Pressure from the opening stroke can be with the so-called Represent pressure force-stroke characteristic. Corresponds to the pressure force of Manager, so the valve seat is in balance. If the pressure force z. B. due to disturbances too low, the pressure compensator is not in equilibrium. The valve seat is then move in the direction of "locked", until the hydraulic pressure has increased so much that again there is a balance of power.

Das Druckregelventil hat damit einen integrierten Regelkreis, welcher Störgrößen, die zur Druckabweichungen führen, ausregeln kann.The Pressure control valve thus has an integrated control loop, which Disturbances that lead to pressure deviations lead, can balance.

Wenn der Elektromagnet mit einer proportionalen Kraft-Strom-Kennlinie versehen ist, kann die Führungskraft proportional zu einem Wicklungsstrom verändert werden. Damit ist es möglich, eine annähernd proportionale Abhängigkeit des Ventildrucks vom Wicklungsstrom zu erzeugen. Man spricht in diesem Fall von Proportional-Druckregelventilen.If the electromagnet with a proportional force-current characteristic provided that the manager can be proportional to one Winding current to be changed. This makes it possible an approximately proportional dependence of To generate valve pressure from the winding current. One speaks in this Case of proportional pressure control valves.

Da sich die Führungskraft des Elektromagneten bei Bewegung des Ventilsitzes nicht ändern soll, ist es notwendig, einen Elektromagneten zu verwenden, der eine vom Ventilsitz-Öffnungshub unabhängige Magnetkraft bereitstellt. Solche waagerechten Magnetkraft-Hub-Kennlinien werden erreicht, wenn der Elektromagnet mit einer sogenannten Tauchstufe versehen ist. Einer der beiden Magnetpole ist dann nicht eben gestaltet, sondern weist eine Senkung auf, in die der andere Magnetpol eintaucht.There the leadership of the electromagnet when moving of the valve seat, it is necessary to change one To use electromagnet, the one from the valve seat opening stroke provides independent magnetic force. Such horizontal Magnetic force-stroke characteristics are achieved when the electromagnet is provided with a so-called diving level. One of both Magnetic poles is then not designed flat, but has a reduction into which the other magnetic pole dips.

Die Druckregelventile werden teilweise mit Federn, z. B. schraubenförmigen Druckfedern oder Blattfedern ausgestattet. Diese sind notwendig, wenn ein umgekehrt proportionales Druckregelventil hergestellt werden soll. Die Druckfeder erzeugt dann die Führungskraft, wobei die elektromagnetisch erzeugte Kraft verwendet wird, um die Druckfederkraft zu reduzieren.The Pressure control valves are partially with springs, z. B. helical Compression springs or leaf springs equipped. These are necessary when an inversely proportional pressure regulating valve is produced should. The compression spring then generates the manager, wherein the electromagnetically generated force is used to the compression spring force to reduce.

Darüber hinaus werden Federn eingesetzt, um die Druckregelventile einstellbar zu machen. Dies ist bei höchsten Anforderungen an die Druckpräzision notwendig. Beim Einstellen werden Fertigungstoleranzen, die zu Schwankungen der Führungskraft führen, durch Einjustierung der Federvorspannung ausgeglichen.About that In addition, springs are used to adjust the pressure control valves close. This is at the highest demands on the printing precision necessary. When adjusting manufacturing tolerances, which can cause fluctuations lead the executive, by Einjustierung balanced spring preload.

Die EP 1301837 B1 , welche aus dem Stand der Technik bekannt ist, offenbart ein Proportional-Druckregelventil. Das dort offenbarte Proportional-Druckregelventil weist ein Ventilteil mit Zu- und Ablauföffnungen und wenigstens einem Schließmittel zum Steuern einer Blende an einer der Öffnungen sowie einen Magnetteil mit einem Magnetkern auf, wobei der Magnetteil eine Magnetspule umfasst, in der ein verschiebbar angeordneter Magnetanker positioniert ist. Mit diesem Anker wirkt ein Betätigungselement zusammen, welches das Schließmittel, insbesondere an der Blende der Zulauföffnung, betätigt und wobei das Betätigungselement während des Regelvorganges wenigstens teilweise in die Blende eindringt. Der hydraulisch wirksame Querschnitt der Blende wird dabei im Wesentlichen durch die Blendenlänge, den Blendendurchmesser und den Durchmesser des Betätigungselementes in der Blende bestimmt.The EP 1301837 B1 , which is known from the prior art, discloses a proportional pressure control valve. The disclosed there proportional pressure control valve has a valve member with inlet and outlet openings and at least one closing means for controlling a diaphragm on one of the openings and a magnetic member having a magnetic core, wherein the magnetic member comprises a magnetic coil in which a magnetically displaceable magneto positio is defined. With this anchor, an actuating element cooperates, which actuates the closing means, in particular at the aperture of the inlet opening, and wherein the actuating element at least partially penetrates into the aperture during the control process. The hydraulically effective cross section of the diaphragm is determined essentially by the diaphragm length, the diaphragm diameter and the diameter of the actuating element in the diaphragm.

Bei waagrechten Magnetkraft-Hub-Kennlinien und ohne Feder besteht das Problem, dass insbesondere bei großer Ventilsitzöffnung, wo die Druckkraft-Hub-Kennlinie nur eine sehr geringe Steigung aufweist, bei kleiner Magnetkraftänderung eine große Hubänderung erfolgt. Hier besteht dann die Gefahr, dass der Regelkreis sich aufschwingt und Druckschwingungen entstehen, die zu negativen Auswirkungen auf den Schaltkomfort führen.at horizontal magnetic force-stroke characteristics and without spring it is Problem that, especially with a large valve seat opening, where the compressive force-stroke characteristic has only a very small slope, with small magnetic force change a large stroke change he follows. Here then there is the danger that the control loop itself Swings open and pressure oscillations that lead to negative effects lead to the shifting comfort.

Wenn zusätzlich eine Feder im Druckregelventil eingebaut ist, addiert sich die Federkraft zur Magnetkraft. Wenn die Feder so eingebaut ist, dass die Federkraft aufgrund der Federsteifigkeit abfällt, wenn der Ventilsitz schließt, so wird die Gefahr der Druckschwingungen reduziert, da die Hubänderung bei Magnetkraftänderung geringer wird. Wird die Feder so angeordnet, dass sich die Federkraft aufgrund der Federsteifigkeit beim Sitzschließen vergrößert, verschärft sich die oben beschriebene Gefahr von Druckschwingungen.If In addition, a spring is installed in the pressure control valve, the spring force adds to the magnetic force. If the spring is so installed is that the spring force drops due to the spring stiffness, when the valve seat closes, so the danger of pressure fluctuations reduced, since the stroke change in magnetic force change becomes smaller. The spring is arranged so that the spring force increased due to the spring stiffness when seated, tightened the above-described danger of pressure oscillations.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ein erfindungsgemäßes Proportional-Druckregelventil nach Anspruch 1, weist ein Verhältnis eines Durchmessers des Betätigungsgliedes im Bereich des zweiten Ventilsitzes zu einem Durchmesser der Öffnung im Bereich des zweiten Ventilsitzes zwischen 0,78 und 0,84 auf.One Proportional pressure control valve according to the invention according to claim 1, has a ratio of a diameter of the actuator in the region of the second valve seat to a diameter of the opening in the region of the second Valve seat between 0.78 and 0.84.

Durch diese Maßnahme wir die Steigung der Druckkraft-Hub-Kennlinie insbesondere im Bereich großer Ventilsitzöffnung deutlich erhöht. Bei einer Magnetkraftänderung erfolgt dann nur noch eine geringe Hubänderung. Damit wird der Regelkreis schwingungsstabil und Druckschwingungen werden vermieden.By this measure we the slope of the compressive force-stroke characteristic especially in the area of large valve seat opening clearly increased. At a magnetic force change then only a small change in stroke takes place. This will be the control loop is stable against vibrations and pressure fluctuations are avoided.

Diese Verbesserung zeigt sich gerade im unteren Druckbereich. Ein sprungförmiges Öffnen des zweiten Verschlussteils, also ein Abheben des zweiten Verschlussteils vom zweiten Ventilsitz wird selbst bei einer ungünstigen Steigung der Magnetkraft-Hub-Kennlinie verhindert. Die Schwingungsstabilität des Druckreglers wird erhöht. Insbesondere in Fällen, in denen eine große Hubänderung des zweiten Verschlussteils aufgrund von kleiner Kraftänderungen erfolgt, also nur eine geringe Steifigkeit dieser Vorrichtung vorliegt, und die Magnetkraftlinien nahezu horizontal verlaufen, wird eine Instabilität des Systems vermieden. Unter Wahrung der Kosten wird somit das Gesamtsystem durch Veränderung der Kraft/Hub-Kennlinie in einem vorhandenen Magnet-Kennfeld stabiler gemacht.These Improvement is evident in the lower pressure range. A jump-like opening the second closure part, ie a lifting of the second closure part from the second valve seat is even at an unfavorable Slope of the magnetic force-stroke characteristic prevents. The vibration stability of the pressure regulator is increased. Especially in cases in which a large stroke change of the second closure part due to small force changes, so only a low rigidity of this device is present, and the magnetic force lines run almost horizontally, instability of the Systems avoided. With respect for the costs, the overall system becomes by changing the force / stroke characteristic in an existing one Magnetic map made more stable.

Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Steigung der Druckkraft-Hub-Kennlinie im Bereich großer Hübe des zweiten Verschlussteils und aufgrund einer durch eine mechanische Koppelung erreichten kleinen Hubs des ersten Verschlussteils durch eine Blende, in Durchflussrichtung durch den ersten und zweiten Ventilesitz gesehen vor dem zweiten Ventilsitz, verändert wird. Diese Blende verkleinert den Strömungsquerschnitt des Ringkanals zwischen einem Außendurchmesser des Betätigungsgliedes, also etwa einer Nadel, die in einem Flachsitzkolben aufgenommen ist, und dem Innendurchmesser der Wandung der Öffnung. Durch die Ausgestaltung der Durchmesser im Ver hältnis von 0,78 bis 0,84, wird eine Verengung des hydraulischen Querschnitts erzielt, die die Steifigkeit der Kraft/Hub-Kennlinie im Bereich großer Hübe des zweiten Verschlussteils vergrößert, was das System im vorhandenen Kennfeld stabilisiert.This is achieved in particular by the fact that the slope of the compressive force-stroke characteristic in the range of large strokes of the second closure part and due to a small achieved by a mechanical coupling Strokes of the first closure part through an aperture, in the direction of flow seen through the first and second valve seats before the second Valve seat, is changed. This aperture reduces the size Flow cross-section of the annular channel between an outer diameter the actuator, so about a needle, in a flat seat piston is received, and the inner diameter of the wall of the opening. Due to the design of the diameter in the ratio of 0.78 Ver to 0.84, a narrowing of the hydraulic cross section is achieved, the stiffness of the force / stroke characteristic in the range large Strokes of the second closure part enlarged, what stabilizes the system in the existing map.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen werden in den Unteransprüchen beansprucht und nachstehend näher erläutert.advantageous Embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.

So ist es von besonderem Vorteil, wenn das Verhältnis des einen Durchmessers des Betätigungsgliedes zum Durchmesser der Öffnung im Bereich des zweiten Ventilsitzes, also dem Durchmesser der Wandung der Öffnung zwischen 0,79 und 0,82 liegt, und vorzugsweise 0,8 ist. Gerade in diesem kleinen Bereich und besonders bei einem Verhältnis von 0,8 wird ein besonders stabiles und steifes Proportional-Druckregelventil erreicht.So it is of particular advantage if the ratio of a diameter of the actuator to the diameter the opening in the region of the second valve seat, so the Diameter of the wall of the opening between 0.79 and 0.82 is, and is preferably 0.8. Especially in this small area and especially at a ratio of 0.8 becomes a special one Stable and stiff proportional pressure control valve achieved.

Bei Abstimmung der Länge des Ringkanals auf einen Bereich zwischen 0,5 mm und 2 mm, wird die Betreibbarkeit des Proportional-Druckregelventils auch in schwierigen Steuer- und/oder Regelsituationen verbessert. Insbesondere beim Betrieb mit dickflüssigem Medium, wie es z. B. bei Tieftemperaturen gegeben ist, wird dadurch das dynamische Verhalten des Druckregelventils verbessert.at Tuning the length of the ring channel to an area between 0.5 mm and 2 mm, the operability of the proportional pressure regulating valve also becomes improved in difficult tax and / or regulatory situations. Especially when operating with viscous medium, as z. B. at Given low temperatures, this is the dynamic behavior of the Pressure control valve improved.

Eine besonders günstige Ausprägung der Druckkraft-Hub-Kennlinie ergibt sich, wenn das erste Verschlussteil eine Kugel ist, die zusammen mit einer ringförmigen Dichtkante am Ventilteil den Ventilsitz bildet.A particularly favorable expression of the compressive force-stroke characteristic results when the first closure part is a ball that together forms the valve seat with an annular sealing edge on the valve member.

Wenn das zweite Verschlussteil ein Flachsitzkolben ist, dessen Ende im Wesentlichen plan ausgestaltet ist und dieses dem zweiten Ventilsitz zugewandte Ende einen größeren Durchmesser als die Öffnung im Bereich des zweiten Ventilsitzes aufweist, so wird eine besonders fertigungstoleranzunempfindliche und verschleißarme Flachsitzblende erreicht. Damit sind zudem hohe Sitzdichtheiten darstellbar.When the second closure member is a flat seat piston whose end is substantially planar is configured and this second valve seat facing the end has a larger diameter than the opening in the region of the second valve seat, so a particularly manufacturing tolerance insensitive and low-wear flat seat panel is achieved. This also high seat tightness can be displayed.

Die Schwingungsstabilität und Stetigkeit der Druck-Wicklungsstrom-Kennlinie des Proportional-Druckregelventils lässt sich weiter steigern, wenn eine einer Schließbewegung des zweiten Verschlussteils entgegenwirkende Kraft dann kleiner ist, wenn das Verschlussteil näher am zweiten Ventilsitz ist, als wenn es weiter von diesem entfernt ist.The Vibration stability and continuity of the pressure-winding current characteristic the proportional pressure control valve can be further increased, if one of a closing movement of the second closure part counteracting force is then smaller when the closure part closer to the second valve seat is as if it were further from this is removed.

Wenn die Kraft von einer Feder herrührt, so lässt sich auf einfache Weise kostengünstig die Kraft beim Verschließen des zweiten Ventilsitzes durch das zweite Verschlussteil erhöhen.If the power comes from a spring, that's how it works in a simple way cost-effective the power when closing of the second valve seat by the second closure part increase.

Gerade die Druckregelung für Automatikgetriebe lässt sich dann besonders gut realisieren, wenn die Feder so ausgebildet ist, dass die Kraft auf das zweite Verschlussteil verringern.Just the pressure control for automatic transmission leaves then realize particularly well when the spring is formed is that reduce the force on the second closure part.

Wenn ein mit Magnetkraft arbeitender elektrisch betätigbarer Aktuator z. B. ein Elektromagnet zum Bewegen des zweiten Verschlussteils vorhanden ist, wird ein Arbeitsdruck besonders effizient zur Verfügung gestellt.If a magnetic force electrically operated Actuator z. B. an electromagnet for moving the second closure part is present, a working pressure becomes particularly efficient posed.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend wird die Erfindung mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenfollowing the invention will be explained in more detail with the aid of a drawing. Show it

1 einen schematischen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Proportional-Druckregelventil im Querschnitt, 1 a schematic cross section through an inventive proportional pressure control valve in cross section,

2 eine Detaildarstellung aus 1 in schematischer Ansicht bei verschlossenem zweiten Ventilsitz durch das zweite Verschlussteil und 2 a detailed view 1 in a schematic view when the second valve seat is closed by the second closure part and

3a ein Diagramm einer Druckkraft-Hub-Kennlinie und einer Magnetkraft-Hubkennlinie beim Stand der Technik und 3a a diagram of a compressive force-stroke characteristic and a magnetic force stroke characteristic in the prior art and

3b ein Diagramm einer Druckkraft-Hub-Kennlinie und einer Magnetkraft-Hubkennlinie bei der vorliegenden Erfindung. 3b a diagram of a compressive force-stroke characteristic and a magnetic force stroke characteristic in the present invention.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist ein Proportional-Druckregelventil mit einem Ventilteil 1 dargestellt. Das Ventilteil 1 weist einen ersten Ventilsitz 2 auf, der zulaufseitig angeordnet ist. Durch den ersten Ventilsitz 2 fließt in der Zeichnung von links kommend ein inkompressibles Medium, wie etwa Hydrauliköl, in das Innere des Druckregelventils. Ein erstes Verschlussteil 3 verschließt fallweise den ersten Ventilsitz 2. Dabei ist der erste Ventilsitz 2 auf Seiten des ersten Verschlussteils 3 als Kegelsitz ausgeformt.In 1 is a proportional pressure control valve with a valve part 1 shown. The valve part 1 has a first valve seat 2 on, which is arranged on the inlet side. Through the first valve seat 2 In the drawing, coming from the left, an incompressible medium, such as hydraulic oil, flows into the interior of the pressure regulating valve. A first closure part 3 Occasionally closes the first valve seat 2 , Here is the first valve seat 2 on the side of the first closure part 3 formed as a conical seat.

Das erste Verschlussteil 3 ist als Kugel ausgeformt. Hinter einem Zwischenraum 4 schließt sich ein zweiter Ventilsitz 5 in Durchströmrichtung gesehen ablaufseitig an. Der zweite Ventilsitz 5 ist auf der der Kugel abgewandten Seite durch ein zweites Verschlussteil 6 verschließbar. Das zweite Verschlussteil 6 ist als Flachkolben ausgebildet, der auf der dem zweiten Ventilsitz 5 zugewandten Seite ein flaches Ende aufweist. Dieses flache Ende weist einen Durchmesser dFK auf.The first closure part 3 is shaped as a sphere. Behind a gap 4 closes a second valve seat 5 seen in the flow direction on the drain side. The second valve seat 5 is on the side facing away from the ball by a second closure part 6 closable. The second closure part 6 is designed as a flat piston, which on the second valve seat 5 facing side has a flat end. This flat end has a diameter d FK .

In Richtung des ersten Verschlussteils 3 an das zweite Verschlussteil 6 anschließend ist ein Betätigungsglied 7 angeordnet. Das Betätigungsglied 7 ist innerhalb einer Öffnung 8 angeordnet. Die Öffnung 8 ist Teil des zweiten Ventilsitzes 5. Die Öffnung 8 weist eine Wandung 9 auf. Zwischen dem Betätigungsglied 7 und der Wandung 9 ist ein Ringkanal 10 ausgebildet. Der Ringkanal 10 agiert als Blende. Die Öffnung 8 weist einen durch die Wandung 9 begrenzten Durchmesser dO, auf, die kleiner ist als der Durchmesser dFK.Towards the first closure part 3 to the second closure part 6 then an actuator 7 arranged. The actuator 7 is inside an opening 8th arranged. The opening 8th is part of the second valve seat 5 , The opening 8th has a wall 9 on. Between the actuator 7 and the wall 9 is a ring channel 10 educated. The ring channel 10 acts as a diaphragm. The opening 8th has one through the wall 9 limited diameter d o , on, which is smaller than the diameter d FK .

Das Betätigungsglied 7 weist einen Durchmesser dBG auf. Dieser Durchmesser dBG ist kleiner als der Durchmesser dO. Das Verhältnis des Durchmessers dBG des Betätigungsgliedes 7 zum Durchmessers dO der Öffnung 8 ist im Bereich von 0,78 bis 0,84 befindlich. Insbesondere Werte von 0,79 bis 0,82 und 0,8 haben sich dabei bewährt, da dann eine optimale Drosselwirkung durch die ringförmige Blende erzielt wird.The actuator 7 has a diameter d BG . This diameter d BG is smaller than the diameter d O. The ratio of the diameter d BG of the actuator 7 to the diameter d O of the opening 8th is in the range of 0.78 to 0.84. In particular, values of 0.79 to 0.82 and 0.8 have been proven, since then an optimal throttle effect is achieved by the annular aperture.

Das Betätigungsglied 7 ist zweistufig ausgestaltet, wobei eine zweite Stufe des Betätigungsgliedes 7 einen kleineren Durchmesser als die erste Stufe aufweist. Das am schmaleren Abschnitt befindliche Ende ist in Kontakt bringbar mit dem ersten Verschlussteil 3.The actuator 7 is designed in two stages, with a second stage of the actuator 7 has a smaller diameter than the first stage. The narrower portion end is brought into contact with the first closure member 3 ,

Ein Aktuator 11 umfasst eine Magnetspule, einen Magnetanker und eine Feder 12. Die Feder 12 ist in einem Ausführungsbeispiel so ausgestaltet, dass sie bei entsprechender Kompression höhere Kräfte ausübt als bei nur geringerer Kompression. Es ist auch möglich, statt nur einer Feder 12 zwei relativ zueinander konzentrisch angeordnete Federn zu verwenden. Auch andere Kombinationen von Federn sind verwendbar. Ein Ziel ist es bspw. die Kraft beim Schließen des zweiten Ventilsitzes zu verringern.An actuator 11 includes a solenoid, a magnet armature and a spring 12 , The feather 12 In one embodiment, it is designed such that it exerts higher forces with corresponding compression than with only lesser compression. It is also possible, instead of just one spring 12 to use two concentrically arranged springs relative to each other. Other combinations of springs are usable. One goal is, for example, to reduce the force when closing the second valve seat.

In 2 ist im Detail die Anordnung des Betätigungsgliedes 7 in der Öffnung 8 zum Ausbilden eines Ringkanals 10 dargestellt. Auch die Richtung eines Hubes des als Flachsitzkolben im ausgebildeten zweiten Verschlussteils 6 ist mit einem Pfeil 13 symbolisch dargestellt.In 2 is in detail the arrangement of the actuator 7 in the opening 8th for forming an annular channel 10 shown. Also, the direction of a stroke of trained as a flat seat piston in second closure part 6 is with an arrow 13 symbolically represented.

In den 3a und 3b ist der Druckkraftverlauf mittels einer Linie 20 in Abhängigkeit vom Öffnungszustand des Ventilsitzes, also dem Öffnungshub dargestellt. In beiden Figuren kreuzt die Linie 20 eine Linie 21, wobei die Linie 21 eine durch großen Stromfluss hervorgerufene große Magnetkraft F1 darstellt, und eine Linie 22, die eine durch geringen Stromfluss hervorgerufene geringe Magnetkraft F2 darstellt.In the 3a and 3b is the pressure force curve by means of a line 20 depending on the opening state of the valve seat, so the opening stroke shown. In both figures, the line crosses 20 a line 21 , where the line 21 represents a caused by large current flow large magnetic force F 1 , and a line 22 which represents a low magnetic flux caused by low current flow F 2 .

Während in 3a am Schnittpunkt der Linien 20 und 21 ein stabiles Kräftegleichgewicht vorliegt und am Schnittpunkt der Linie 20 und 22 ein instabiles Kräftegleichgewicht vorliegt, liegt in 3b sowohl am Schnittpunkt der Linie 20 mit der Linie 21 als auch der Linie 22 ein stabiles Kräftegleichgewicht vor.While in 3a at the intersection of the lines 20 and 21 there is a stable balance of forces and at the intersection of the line 20 and 22 an unstable equilibrium of forces exists in 3b both at the intersection of the line 20 with the line 21 as well as the line 22 a stable equilibrium of forces.

Nachfolgend wird die Funktionsweise kurz erläutert.following the functionality is briefly explained.

Bei Bestromung des Aktuators 11, wird eine Bewegung eines Magnetbauteils 14 hervorgerufen, das mit einem Stößel 15 eng verbunden ist. Der Stößel 15 wird in Richtung des ersten und zweiten Ventilsitzes 2 und 5 zubewegt und ist mit dem zweiten Verschlussteil 6 verbunden. Das zweite Verschlussteil 6 ist wiederum mit dem Betätigungsglied 7 verbunden. Als Verbindungsarten lassen sich Kraft-, Form- und/oder Stoffschluss nutzen. In dem vorliegenden Beispiel wurde auf die Verwendung von Presspassungen zurückgegriffen.When energizing the actuator 11 , becomes a movement of a magnetic member 14 caused with a pestle 15 is closely connected. The pestle 15 is in the direction of the first and second valve seat 2 and 5 moved to and is with the second closure part 6 connected. The second closure part 6 is in turn with the actuator 7 connected. As connection types can be force, form and / or material use. In the present example, the use of press fits has been resorted to.

Das Betätigungsglied 7 ragt durch den zweiten Ventilsitz 5, insbesondere durch die Öffnung 8 und weist an seinem dem Aktuator 11 gegenüberliegenden Ende einen geringeren Querschnitt auf, mit dem er durch den ersten Ventilsitz 2, in Anlage mit dem ersten Verschlussteil 3, gelangt.The actuator 7 protrudes through the second valve seat 5 , in particular through the opening 8th and has at its the actuator 11 opposite end of a smaller cross-section, with which it passes through the first valve seat 2 , in attachment with the first closure part 3 , arrives.

Bewegt sich somit das Betätigungsglied 7 nach links, wird die Kugel aus dem ersten Verschlussteil 3 bewegt und der erste Ventilsitz 2 geöffnet.Thus, the actuator moves 7 To the left, the ball is out of the first closure part 3 moved and the first valve seat 2 open.

Wird die Kugel geöffnet, strömt Öl in den Zwischenraum 4. Bewegt sich das zweite Verschlussteil 6 weiter nach links in Richtung der Kugel, so verschließt dieses zweite Verschlussteil 6, nämlich der Flachsitzkolben, den zweiten Ventilsitz 5. Der Zwischenraum stellt den notwendigen Arbeitsdruck zur Verfügung.When the ball is opened, oil flows into the gap 4 , Moves the second closure part 6 further to the left in the direction of the ball, so closes this second closure part 6 namely, the flat seat piston, the second valve seat 5 , The intermediate space provides the necessary working pressure.

Zur Vermeidung von übermäßigem Abrieb oder gar einer Verkantung des zweiten Verschlussteils ist eine zusätzliche Führung 16 vorgesehen.To avoid excessive abrasion or even tilting of the second closure part is an additional guide 16 intended.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1301837 B1 [0011] - EP 1301837 B1 [0011]

Claims (10)

Proportional-Druckregelventil mit einem Ventilteil (1), das einen zulaufseitigen ersten Ventilsitz (2) aufweist, welcher mit einem kugelförmigen ersten Verschlussteil (3) verschließbar ist und einen zweiten ablaufseitigen Ventilsitz (5) aufweist, der durch ein zweites Verschlussteil (6) verschließbar ist, wobei ein das erste Verschlussteil (3) bewegendes Betätigungsglied (7) an dem zweiten Verschlussteil (6) so angreift, dass eine Bewegung des zweiten Verschlussteils (6) auf das Betätigungsglied (7) zum Öffnen des ersten Ventilsitzes (2) übertragbar ist und das Betätigungsglied (7) in einer den ersten Ventilsitz (2) und den zweiten Ventilsitz (5) verbindenden Öffnung (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem Betätigungsglied (7) und einer die Öffnung (8) bildenden Wandung (9) ein Ringkanal (10) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eines Durchmessers des Betätigungsgliedes (7) im Bereich des zweiten Ventilsitzes (5) zu einem Durchmesser der Öffnung (8) im Bereich des zweiten Ventilsitzes (5) zwischen 0,78 und 0,84 liegt.Proportional pressure control valve with a valve part ( 1 ), which has an inlet-side first valve seat ( 2 ), which with a spherical first closure part ( 3 ) is closable and a second drain-side valve seat ( 5 ), which by a second closure part ( 6 ) is closable, wherein a first closure part ( 3 ) moving actuator ( 7 ) on the second closure part ( 6 ) so that a movement of the second closure part ( 6 ) on the actuator ( 7 ) for opening the first valve seat ( 2 ) is transferable and the actuator ( 7 ) in a first valve seat ( 2 ) and the second valve seat ( 5 ) connecting opening ( 8th ) is arranged, wherein between the actuator ( 7 ) and one the opening ( 8th ) forming wall ( 9 ) an annular channel ( 10 ), characterized in that the ratio of a diameter of the actuator ( 7 ) in the region of the second valve seat ( 5 ) to a diameter of the opening ( 8th ) in the region of the second valve seat ( 5 ) is between 0.78 and 0.84. Druckregelventil nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen 0,79 und 0,82 liegt und vorzugsweise 0,8 ist.Pressure control valve according to claim 1, wherein the ratio is between 0.79 and 0.82 and is preferably 0.8. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Länge (L) des Ringkanals (10) zwischen 0,5 mm und 2,0 mm beträgt.Pressure control valve according to claim 1 or 2, wherein the length (L) of the annular channel ( 10 ) is between 0.5 mm and 2.0 mm. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Länge (L) des Ringkanals (10) zwischen 0,75 mm und 1,75 mm beträgt sowie vorzugsweise 1,25 mm ist.Pressure control valve according to one of claims 1 to 3, wherein the length (L) of the annular channel ( 10 ) is between 0.75 mm and 1.75 mm and preferably 1.25 mm. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das erste Verschlussteil (3) eine Kugel ist, die zusammen mit einer ringförmigen Dichtkante am Ventilteil den Ventilsitz bildet.Pressure control valve according to one of claims 1 to 4, wherein the first closure part ( 3 ) is a ball which forms the valve seat together with an annular sealing edge on the valve member. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zweite Verschlussteil (6) ein Flachsitzkolben ist, dessen dem zweiten Ventilsitz zugewandte Ende plan ausgestaltet ist, und einen größeren Durchmesser (dFK) als die Öffnung (8) im Bereich des zweiten Ventilsitzes (5) aufweist.Pressure control valve according to one of claims 1 to 5, wherein the second closure part ( 6 ) is a flat seat piston whose second valve seat facing the end is plan designed, and a larger diameter (d FK ) than the opening ( 8th ) in the region of the second valve seat ( 5 ) having. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine einer Schließbewegung des zweiten Verschlussteils (6) entgegenwirkende Kraft kleiner ist, wenn das Verschlussteil näher am zweiten Ventilsitz (5) ist, als wenn es weiter von diesem entfernt ist.Pressure control valve according to one of claims 1 to 6, wherein one of a closing movement of the second closure part ( 6 ) counteracting force is smaller, when the closure part closer to the second valve seat ( 5 ) is as if it is further from this. Druckregelventil nach Anspruch 7, wobei die Kraft von einer Feder (12) herrührt.Pressure control valve according to claim 7, wherein the force from a spring ( 12 ). Druckregelventil nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Feder (12) so ausgebildet ist, dass die Kraft auf das zweite Verschlussteil (6) beim Verschließen des zweiten Ventilsitzes (5) stetig abnimmt.Pressure control valve according to claim 7 or 8, wherein the spring ( 12 ) is formed so that the force on the second closure part ( 6 ) when closing the second valve seat ( 5 ) decreases steadily. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein mit Magnetkraft arbeitender elektrisch betätigbarer Aktuator (11) zum Bewegen des zweiten Verschlussteils (6) vorhanden ist.Pressure control valve according to one of claims 1 to 9, wherein a magnetically operated electrically actuable actuator ( 11 ) for moving the second closure part ( 6 ) is available.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1301837B1 (en) 2000-07-19 2003-11-12 ZF FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Proportional pressure adjustment valve

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