DE102011087511A1 - Pressure control valve for hydraulic system, has partial valves comprising actuating piston and pressure closing piston respectively - Google Patents
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- G05D16/2093—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
- G05D16/2097—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power using pistons within the main valve
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil mit einem Versorgungsanschluss, an dem ein Versorgungsdruck anliegt, mit einem Tankanschluss, an dem ein Tankdruck anliegt, und mit einem Arbeitsanschluss, an dem ein Arbeitsdruck anliegt, der mit dem Druckregelventil geregelt wird, das in zwei Teilventile unterteilt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hydrauliksystem mit einem derartigen Druckregelventil.The invention relates to a pressure regulating valve with a supply port, to which a supply pressure is applied, with a tank connection, which is applied to a tank pressure, and with a working port, which is applied to a working pressure, which is controlled by the pressure control valve, which is divided into two part valves. The invention further relates to a hydraulic system with such a pressure control valve.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckregelventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 im Hinblick auf die im Betrieb auftretende Leckage, die Regelqualität und/oder die Herstellkosten weiter zu verbessern.The object of the invention is to improve a pressure control valve according to the preamble of claim 1 in view of the leakage occurring during operation, the control quality and / or the manufacturing costs on.
Die Aufgabe ist bei einem Druckregelventil mit einem Versorgungsanschluss, an dem ein Versorgungsdruck anliegt, mit einem Tankanschluss, an dem ein Tankdruck anliegt, und mit einem Arbeitsanschluss, an dem ein Arbeitsdruck anliegt, der mit dem Druckregelventil geregelt wird, das in zwei Teilventile unterteilt ist, dadurch gelöst, dass ein mechanisch durch einen Betätigungskolben betätigbarer Schließkolben in einer Schließstellung eine Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Arbeitsanschluss leckagefrei unterbricht. Durch den Schließkolben wird eine Leckageströmung von dem Versorgungsanschluss zu dem Arbeitsanschluss und dem Tankanschluss sicher verhindert. Die beiden Teilventile sind vorzugsweise als Sitzventile so ausgeführt, dass weder der Tankdruck noch der Versorgungsdruck eine Wirkfläche in Betätigungsrichtung aufweisen. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird im Betrieb des Druckregelventils erreicht, dass eine Leckage nur noch an nicht steuernden Spalten auftritt, deren Länge ohne Rücksicht auf Überdeckung und Magnethub hinreichend groß gewählt werden kann.The object is with a pressure regulating valve with a supply connection, at which a supply pressure is applied, with a tank connection, at which a tank pressure is applied, and with a working connection, at which a working pressure is applied, which is regulated by the pressure regulating valve, which is divided into two part-valves , solved by a mechanically operable by an actuating piston closing piston in a closed position interrupts a connection between the supply port and the working port leakage-free. The closing piston reliably prevents a leakage flow from the supply connection to the working connection and the tank connection. The two part valves are preferably designed as seat valves so that neither the tank pressure nor the supply pressure have an active surface in the direction of actuation. Due to the design according to the invention, during operation of the pressure regulating valve, it is achieved that leakage only occurs on non-controlling gaps, the length of which can be selected to be sufficiently large without regard to overlapping and magnetic lifting.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben einen Arbeitsdruckventilsitz zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Arbeitsanschluss darstellt. Der Schließkolben ist zu diesem Zweck mit einer vorzugsweise kegeligen Dichtfläche ausgestattet, die an einer Dichtkante eines Gehäuses zur Anlage kommt, um die Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Arbeitsanschluss zu unterbrechen.A preferred embodiment of the pressure regulating valve is characterized in that the closing piston represents a working pressure valve seat between the supply port and the working port. The closing piston is equipped for this purpose with a preferably tapered sealing surface, which comes to a sealing edge of a housing to the plant to interrupt the connection between the supply port and the working port.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben drucklos oder druckausgeglichen ausgeführt ist. Der Schließkolben ist vorzugsweise in Bezug auf den Arbeitsdruck und den Versorgungsdruck druckausgeglichen. Druckausgeglichen bedeutet, dass der Schließkolben keine resultierende Druckwirkfläche aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass sich eine Ventilsteigung nicht beim Kontakt beider Kolben ändert.Another preferred embodiment of the pressure control valve is characterized in that the closing piston is designed to be pressureless or pressure balanced. The closing piston is preferably pressure balanced with respect to the working pressure and the supply pressure. Pressure compensated means that the closing piston has no resulting pressure acting surface. This ensures that a valve pitch does not change on contact of both pistons.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkolben durch eine Schließfeder in seine Schließstellung vorgespannt ist. Die Schließfeder kann relativ klein, das heißt mit einer relativ geringen Federkraft, ausgeführt sein. Die Schließfeder stellt eine Hysterese zwischen Systemsteuern und Tanksteuern dar und darf nur so stark wie nötig dimensioniert werden. Der Begriff System bezieht sich auf den Arbeitsanschluss. Der Arbeitsdruck wird auch als Systemdruck bezeichnet.Another preferred embodiment of the pressure control valve is characterized in that the closing piston is biased by a closing spring in its closed position. The closing spring can be made relatively small, that is to say with a relatively small spring force. The closing spring represents a hysteresis between system taxes and tank taxes and may only be dimensioned as much as necessary. The term system refers to the work connection. The working pressure is also called system pressure.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben die folgenden Betätigungsstellungen einnehmen kann: In einer ersten Betätigungsstellung ist der Betätigungskolben von dem Schließkolben beabstandet; in einer zweiten Betätigungsstellung kommt der Betätigungskolben mit dem Schließkolben in Kontakt; in einer dritten Betätigungsstellung hat der Betätigungskolben mit dem Schließkolben Kontakt. Der Betätigungskolben ist, zum Beispiel mit Hilfe von Magnetkräften, zwischen seinen drei Betätigungsstellungen bewegbar. In der ersten Betätigungsstellung des Betätigungskolbens ist der Arbeitsanschluss über den Betätigungskolben mit dem Tankanschluss verbunden. In der zweiten Betätigungsstellung des Betätigungskolbens wird die Verbindung zwischen Arbeitsanschluss und Tankanschluss unterbrochen, wobei der Arbeitsdruckventilsitz zwischen Schließkolben und Gehäuse geschlossen bleibt. In der dritten Betätigungsstellung bewegt sich der Betätigungskolben zusammen mit dem Schließkolben um den Arbeitsdruck zu regeln.A further preferred embodiment of the pressure regulating valve is characterized in that the actuating piston can assume the following actuating positions: In a first actuating position, the actuating piston is spaced from the closing piston; in a second operating position, the actuating piston comes into contact with the closing piston; in a third operating position, the actuating piston has contact with the closing piston. The actuating piston is, for example by means of magnetic forces, movable between its three operating positions. In the first operating position of the actuating piston of the working port is connected via the actuating piston to the tank port. In the second operating position of the actuating piston, the connection between the working port and tank port is interrupted, wherein the working pressure valve seat between closing piston and housing remains closed. In the third operating position, the actuating piston moves together with the closing piston to regulate the working pressure.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben und der Schließkolben mit ihren einander zugewandten Enden einen Tankdruckventilsitz darstellen. Zur Darstellung des Ventilsitzes ist vorzugsweise an dem Betätigungskolben eine zum Beispiel kegelförmige Dichtfläche ausgebildet, die an einer Dichtkante des Schließkolbens zur Anlage kommt, um den Tankdruckventilsitz zu schließen. Bei geöffnetem Tankdruckventilsitz ist der Arbeitsanschluss mit dem Tankanschluss verbunden. Bei geschlossenem Tankdruckventilsitz ist die Verbindung zwischen Arbeitsanschluss und Tankanschluss unterbrochen.Another preferred embodiment of the pressure control valve is characterized characterized in that the actuating piston and the closing piston with their ends facing each other constitute a tank pressure valve seat. For the representation of the valve seat, a conical sealing surface is preferably formed on the actuating piston, for example, which comes to rest on a sealing edge of the closing piston to close the tank pressure valve seat. When the tank pressure valve seat is open, the working port is connected to the tank port. When the tank pressure valve seat is closed, the connection between the working connection and the tank connection is interrupted.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben innerhalb eines Tankdruckventilsitzdurchmessers einen Verbindungskanal aufweist, der eine erste Arbeitsdruckfläche des Betätigungskolbens innerhalb des Tankdruckventilsitzdurchmessers mit einem Arbeitsdruckanschlussraum im Bereich einer zweiten Arbeitsdruckfläche des Betätigungskolbens verbindet. Dadurch wird an dem Betätigungskolben eine resultierende Wirkfläche für den Arbeitsdruck geschaffen. Die Größe der resultierenden Wirkfläche für den Arbeitsdruck kann an einen gewünschten Druckbereich sowie an eine Betätigungskraft, zum Beispiel eine Magnetkraft, angepasst werden. Bei dieser Anpassung können ein Verstärkungsfaktor und eine Druckübersetzung berücksichtigt werden.Another preferred embodiment of the pressure control valve is characterized in that the actuating piston within a tank pressure valve seat diameter has a connection channel connecting a first working pressure surface of the actuating piston within the tank pressure valve seat diameter with a working pressure connection space in the region of a second working pressure surface of the actuating piston. As a result, a resulting effective area for the working pressure is created on the actuating piston. The size of the resulting effective area for the working pressure can be adapted to a desired pressure range as well as to an actuating force, for example a magnetic force. With this adaptation, a gain factor and a pressure ratio can be taken into account.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben einen Betätigungsstößel aufweist, der von einer dem Schließkolben abgewandten Stirnfläche des Betätigungskolbens ausgeht und die zweite Arbeitsdruckfläche des Betätigungskolbens begrenzt. Der Betätigungsstößel ragt mit seinem freien Ende in einen Druckentlastungsraum, der mit Tankdruck beaufschlagt ist.A further preferred exemplary embodiment of the pressure regulating valve is characterized in that the actuating piston has an actuating tappet which starts from an end face of the actuating piston facing away from the closing piston and limits the second working pressure surface of the actuating piston. The actuating tappet protrudes with its free end into a pressure relief space, which is acted upon by tank pressure.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Druckregelventils ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsstößel des Betätigungskolbens mit einem Betätigungsmagneten zusammenwirkt. Bei dem Betätigungsmagneten handelt es sich vorzugsweise um einen als Proportionalmagnet ausgeführten Elektromagneten, der elektrisch betätigt wird. Wenn der Elektromagnet stromlos geschaltet ist, dann wird der Betätigungskolben durch den auf die resultierende Wirkfläche wirkenden Arbeitsdruck in Anlage an dem Magneten beziehungsweise an einem Magnetkolben gehalten. Wenn der Elektromagnet bestromt wird, dann wird der Betätigungskolben von dem Magneten weg auf den Schließkolben zu bewegt.Another preferred embodiment of the pressure control valve is characterized in that the actuating plunger of the actuating piston cooperates with an actuating magnet. The actuating magnet is preferably an electromagnet designed as a proportional magnet, which is electrically actuated. When the electromagnet is de-energized, then the actuating piston is held by the force acting on the resulting effective surface working pressure in contact with the magnet or on a magnetic piston. When the electromagnet is energized, then the actuating piston is moved away from the magnet toward the closing piston.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Hydrauliksystem mit einem vorab beschriebenen Druckregelventil. Das Hydrauliksystem ist vorzugsweise einer hydraulischen Getriebesteuerung zugeordnet. Über das Druckregelventil wird einer nachgeschalteten Hydraulikeinrichtung mit dem Arbeitsdruck beaufschlagtes Hydraulikmedium zugeführt oder abgeführt. Die Hydraulikeinrichtung kann ein Hydraulikventil umfassen, das über das Druckregelventil angesteuert wird. Das Hydrauliksystem wird vorzugsweise bei Doppelkupplungsgetrieben, CVT-Getriebesystemen oder dergleichen zur Steuerung bestimmter Getriebekomponenten beziehungsweise zum Steuern von Teilbereichen der Getriebesysteme verwendet.The invention further relates to a hydraulic system with a pressure regulating valve described above. The hydraulic system is preferably associated with a hydraulic transmission control. About the pressure control valve is supplied to a downstream hydraulic device with the working pressure supplied hydraulic medium or removed. The hydraulic device may comprise a hydraulic valve, which is controlled via the pressure regulating valve. The hydraulic system is preferably used in dual-clutch transmissions, CVT transmission systems or the like for controlling certain transmission components or for controlling portions of the transmission systems.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, various embodiments are described in detail. Show it:
In den
An einer Verzweigung
In
Das Teilventil
In
In seiner Mittelstellung kommt der Betätigungskolben
Von dem Arbeitsdruckleitungsabschnitt
In
Zur Darstellung des Arbeitsdruckventilsitzes
Wenn der Schließkolben
Die beiden einander zugewandten Enden des Betätigungskolbens
In
Der Betätigungskolben
Der Betätigungsmagnet
Bei geschlossenem Arbeitsdruckventilsitz
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hydrauliksystemhydraulic system
- 22
- DruckregelventilPressure control valve
- 33
- VersorgungsdruckleitungSupply pressure line
- 44
- ArbeitsdruckleitungWorking pressure line
- 55
- TankdruckleitungTank pressure line
- 66
- Tanktank
- 1010
- Verzweigungbranch
- 1111
- ArbeitsdruckleitungsabschnittWorking pressure line section
- 1212
- ArbeitsdruckleitungsabschnittWorking pressure line section
- 2121
- Teilventilpart valve
- 2222
- Teilventilpart valve
- 2323
- Betätigungskolbenactuating piston
- 2424
- Schließkolbenclosing piston
- 2525
- mechanisches Kopplungselementmechanical coupling element
- 2626
- mechanisches Kopplungselementmechanical coupling element
- 2828
- DruckrückführungPressure feedback
- 3030
- Gehäusecasing
- 3131
- ArbeitsdruckventilsitzWork pressure valve seat
- 3232
- StopfenPlug
- 3434
- Schließfederclosing spring
- 3636
- TankdruckventilsitzTank pressure valve seat
- 3838
- Verbindungskanalconnecting channel
- 4141
- erste Arbeitsdruckflächefirst working pressure surface
- 4242
- zweite Arbeitsdruckflächesecond working pressure surface
- 4444
- ArbeitsdruckanschlussraumWorking pressure connection space
- 4848
- Betätigungsstößelactuating ram
- 5050
- Betätigungsmagnetactuating magnet
- 5454
- Betätigungselementactuator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102010055911 | 2010-12-23 | ||
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