DE102015120992A1

DE102015120992A1 - Federteller und Hydraulikventil, insbesondere hydraulisches Getriebeventil

Info

Publication number: DE102015120992A1
Application number: DE102015120992.6A
Authority: DE
Inventors: Thomas Jacob; Michael Bierkoch; Jürgen Peiler
Original assignee: Hilite Germany GmbH
Current assignee: Hilite Germany GmbH
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-01-05
Also published as: WO2017005498A1; WO2017005496A1; WO2017005494A1; WO2017005493A1; CN208574225U; CN208169647U; CN208169648U; DE102015120984A1; DE102015120981A1; DE102015120983A1; CN208574226U; WO2017005497A1; DE102015120982A1; CN208169646U

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Federteller (143), insbesondere für ein Hydraulikventil (1), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller (143) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hydraulikventil (1), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, umfassend ein Elektromagnetteil (3) mit einem magnetisierbaren Gehäuse (4), welches eine Magnetspule (7) an einem Außenumfang (50) und an wenigstens einer ersten Stirnseite (52) umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule (7) angeordneten Polrohr (6), in welchem ein Anker (10) in einem Ankerraum (56) axial verschieblich vorgesehen ist, sowie ein Hydraulikteil (2) mit einem Hydraulikkolben (16), welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse (5) geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss (A) wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss (P) und wenigstens einem Tankanschluss (T) verbindbar ist. Dabei ist der Anker (10) zum Antrieb des Hydraulikkolbens (16) vorgesehen. Die Ventilbuchse (5) ist entlang einer Längsachse (L) in Verlängerung des Polrohrs (6) angeordnet. Dabei ist der Anker (10) mittels einer Feder (40) in Richtung Hydraulikteil (2) vorgespannt vorgesehen. Zur Führung der Feder (40) ist ein Federteller (43) in eine Ausnehmung (32) des Ankers (10) eingepresst, wobei der Federteller (43) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist und einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Federteller und ein Hydraulikventil mit einem Federteller, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil einer ein Hydraulikfluid führenden Einrichtung, insbesondere der Mechatronik einer hydraulischen Steuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Um bei großen Getriebeölwechselintervallen, im Extremfall bei so genannten Lebensdauerfüllungen, dennoch ausfallsicher zu sein, muss das Getriebeventil eine hohe Robustheit aufweisen. Hohe Robustheit lässt sich zwar mit einem großen Spiel bei den zu bewegenden Teilen erzielen. Jedoch geht das zu Lasten der Regelgüte.
Aus der DE 10 2011 053 023 A1 ist ein Hydraulikventil bekannt, das sowohl eine hohe Robustheit als auch eine hohe Regelgüte aufweist. Die hohe Robustheit wird erreicht, indem Schmutzpartikel im Betriebsmedium nicht zum Verklemmen des Getriebeventils gelangen können, da der Anker so hohe Axialkräfte aufbringen kann, dass dieser sich stets losreißen kann. Die hohe Regelgüte wird mittels mehrerer konstruktiver Maßnahmen erreicht, welche insbesondere die Querkräfte zwischen dem Anker und einem Polrohr minimiert, in dem der Anker beweglich angeordnet ist.
Ein solches bekanntes konstruktives Merkmal zur Verringerung der Querkräfte ist dort ein sehr enges Laufspiel zwischen dem Anker und dem Polrohr. Um hohe Magnetkräfte zu erreichen, wird eine möglichst dünne Trennschicht angestrebt, anstelle beispielsweise einer Hülse oder einer dicken Beschichtung – erreicht wird. Eine solche sehr dünne Trennschicht liegt sinnvollerweise bei einer Schichtdicke von 10 µm bis 60 µm. Die dünne Trennschicht kann beispielsweise durch chemisches oder galvanisches Abscheiden der Trennschicht erreicht werden. Als chemisches Verfahren kann beispielweise das chemische Vernickeln Anwendung finden. Hier hat sich eine Schichtdicke von 45 µm als günstig erwiesen, da hier eine hohe Magnetkraft bei akzeptablen Querkräften erreicht wird. Mit den derzeitigen vorhandenen Verfahren hat sich eine Schichtdicke ab 20 µm als ausreichend reproduzierbar herstellbar erwiesen. Im Gegensatz beispielsweise zur galvanischen Vernickelung wird beim chemischen Verfahren keine elektrische Spannung über Elektroden angelegt. Die Schichtdicke ist bei der chemischen Vernickelung sehr homogen.
Zur Herstellung eines proportionalen Verhaltens des Getriebeventils ist in der DE 10 2011 053 023 A1 ein Polkernkonus vorgesehen. Mit einem solchen Polkernkonus sind aber auch verschiedene andere Kraft/Weg-Verläufe realisierbar. Der lineare Kraft/Weg-Verlauf ist jedoch zur Vereinfachung der Regelung zumeist gewünscht.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Federteller zur Führung einer Feder zum Vorspannen eines Ankers eines Hydraulikventils zu schaffen, insbesondere eines hydraulischen Getriebeventils, der möglichst einfach und kostengünstig zu fertigen ist
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hydraulikventil mit einem solchen Federteller zu schaffen, insbesondere als hydraulisches Getriebeventil, das möglichst hohe Robustheit mit kostengünstiger Bauweise vereint.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Es wird ein Federteller vorgeschlagen, insbesondere für ein Hydraulikventil, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist. Der Federteller ist zur Führung einer Feder vorgesehen, mittels welcher Feder ein in einer Längsrichtung beweglicher Anker des Hydraulikventils vorgespannt ist, um eine Grundstellung des Hydraulikventils einzunehmen. Dazu kann der Federteller zweckmäßigerweise in eine Ausnehmung des Ankers eingepresst sein.
Der erfindungsgemäße Federteller aus Blech kann durch Umformen mittels Tiefziehen dünnwandig und trotzdem steif ausgeführt sein. Eine Dämpfungsblende kann dabei zusätzlich durch einen Innendurchmesser gestaltbar sein, wobei die Dämpfungsblende möglichst offen sein kann, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker über eine geschlossene Kontur des Federtellers möglich. Durch Vorsehen eines Radius als Einführschräge kann auch ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung des Ankers gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller aus nicht-magnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein umlaufender radialer Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen sein. Durch einen in axialer Richtung umgebogenen oder umgebördelten Rand am äußeren Umfang des Vorsprungs des Federtellers kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung des Ankers nur bis zu diesem Rand eingepresst werden und liegt dann mit diesem Rand als Anschlag auf einer Stirnseite des Ankers an. Auch kann dieser Rand beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in einer Dicke des Blechs, so weit über die Stirnseite des Ankers hervorragen, dass der radiale Vorsprung als Antiklebscheibe des Ankers dienen kann. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers an einem Anschlag eines Polrohrs, in welchem der Anker bewegt wird, reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Federteller durch wenigstens teilweises Umbördeln eines Blechteils kostengünstig gefertigt sein. Dabei bleibt eine Wandstärke des Blechteils vorteilhaft erhalten, was den Fertigungsprozess des Federtellers zusätzlich vereinfacht. So kann der Federteller zweckmäßig in einem Fertigungsprozess durch Bilden einer Krempe an dem Blechteil, Tiefziehen der Krempe, Umschlagen eines Teils des Blechteils, Durchziehen des umgeschlagenen Teils, und Stauchen des durchgezogenen Teils, um einen Durchmesser des rohrförmigen Federtellers als Aufnahme für die Feder zu vergrößern, hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet sein. So kann der radiale Vorsprung beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Blechrohling gefertigt sein. Beispielsweise kann das Blechstück mittels eines Stempels zu einem Topf mit Krempe geformt werden, welcher Topf dann von unten wieder durch das Blechstück durchgedrückt wird. So kann der Federtellerüber ein Umbördeln auf eine definierte Länge in Form eines doppelwandigen Rohrstücks ausgebildet sein, das in den radialen Vorsprung radial nach außen mündet. Das doppelwandige Teil des Federtellers kann so vorteilhaft in die Ausnehmung des Ankers eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte Teil des ursprünglichen Blechteils auf der gegenüberliegenden Seite des Federtellers kann einwandig weitergeführt sein, um die Feder aufzunehmen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch einen im Inneren des Ankers ausgebildeten Kanal und durch den Federteller von einem Ankerraum zu einem Hydraulikfluid-Reservoir und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen Ankerraum und Hydraulikfluid-Reservoir gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers gebildete Dämpfungsblende möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers zu erreichen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Hydraulikventil vorgeschlagen, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, umfassend ein Elektromagnetteil mit einem magnetisierbaren Gehäuse, welches eine Magnetspule an einem Außenumfang und an wenigstens einer ersten Stirnseite umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule angeordneten Polrohr, in welchem ein Anker in einem Ankerraum axial verschieblich vorgesehen ist, sowie ein Hydraulikteil mit einem Hydraulikkolben, welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss und wenigstens einem Tankanschluss verbindbar ist. Der Anker ist zum Antrieb des Hydraulikkolbens vorgesehen. Die Ventilbuchse ist entlang einer Längsachse in Verlängerung des Polrohrs angeordnet. Dabei kann der Anker mittels einer Feder in Richtung Hydraulikteil vorgespannt vorgesehen sein und zur Führung der Feder ein Federteller in eine Ausnehmung des Ankers eingepresst sein. Der Federteller kann mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen sein und einen umlaufenden radialen Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe aufweisen. Das Polrohr umfasst dabei einen Pol und/oder einen Polkern des Elektromagnetteils.
Der erfindungsgemäße Federteller aus Blech kann auf diese Weise dünnwandig und trotzdem steif ausgeführt sein. Eine Dämpfungsblende kann dabei zusätzlich durch einen Innendurchmesser gestaltbar sein, wobei die Dämpfungsblende möglichst offen sein kann, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker über eine geschlossene Kontur des Federtellers möglich. Durch Vorsehen eines Radius als Einführschräge kann auch ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung des Ankers gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller aus nicht-magnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein umlaufender radialer Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen sein. Durch den radialen Vorsprung am äußeren Umfang des Federtellers kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung des Ankers nur bis zu diesem Anschlag eingepresst werden und liegt dann mit diesem Vorsprung als Anschlag auf einer Stirnseite des Ankers flach an. Auch kann dieser radiale Vorsprung beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in einer Dicke des Blechs, so weit über die Stirnseite des Ankers hervorragen, dass der radiale Vorsprung als Antiklebscheibe des Ankers dienen kann. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers an einem Anschlag eines Polrohrs, in welchem der Anker bewegt wird, reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller als in sich umgestülpten Rohrstück ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Federteller durch wenigstens teilweises Umbördeln eines Blechteils kostengünstig gefertigt werden. Dabei bleibt eine Wandstärke des Blechteils vorteilhaft erhalten, was den Fertigungsprozess des Federtellers zusätzlich vereinfacht. So kann der Federteller beispielsweise zweckmäßig in einem Fertigungsprozess durch Bilden einer Krempe an dem Blechteil, Tiefziehen der Krempe, Umschlagen eines Teils des Blechteils, Durchziehen des umgeschlagenen Teils, und Stauchen des durchgezogenen Teils, um einen Durchmesser des rohrförmigen Federtellers als Aufnahme für die Feder zu vergrößern, hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet sein. So kann der radiale Vorsprung beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Blechrohling gefertigt sein. Beispielsweise kann das Blechstück mittels eines Stempels zu einem Topf mit Krempe geformt werden, welcher Topf dann von unten wieder durch das Blechstück durchgedrückt wird. So kann über ein Umbördeln auf eine definierte Länge als doppelwandiges Rohrstück ausgebildet sein, das in den radialen Vorsprung radial nach außen mündet. Das doppelwandige Teil des Federtellers kann so günstig in die Ausnehmung des Ankers eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte Teil des ursprünglichen Blechteils auf der gegenüberliegenden Seite des Federtellers kann so einwandig weitergeführt sein, um die Feder aufzunehmen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch einen im Inneren des Ankers ausgebildeten Kanal und durch den Federteller von einem Ankerraum zu einem Hydraulikfluid-Reservoir und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen Ankerraum und Hydraulikfluid-Reservoir gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers gebildete Dämpfungsblende möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers zu erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine axiale Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben mittels eines separat ausgebildeten Pins erfolgen, wobei der Pin insbesondere in der Ventilbuchse geführt vorgesehen sein kann. Vorteilhaft kann der Pin insbesondere aus nicht-magnetischem Material ausgeführt sein. Eine derartige Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben erlaubt eine mechanische Entkopplung zwischen der Lagerung des Ankers und der Lagerung des Hydraulikkolbens. Auf diese Weise ist es möglich, dass nur axiale Kräfte zwischen den beiden Bauteilen übertragen werden. Querkräfte auf den Anker und/oder Hydraulikkolben werden dadurch vorteilhaft reduziert, wodurch die Reibung des Laufs von Anker und/oder Hydraulikkolben reduziert werden kann. Auch ist durch eine Trennung der Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben über ein separates Bauteil, wie es der Pin darstellt, eine günstigere Toleranzgestaltung von Polrohr und Ventilbuchse möglich, da beide Ausnehmungen, in denen Anker und Hydraulikkolben laufen, auf diese Weise getrennt sind. Der Pin kann vorteilhaft bezüglich einer Querebene symmetrisch ausgestaltet sein, um dadurch die Montage zu erleichtern, da nicht auf die Orientierung der Einbaulage geachtet werden muss. Ein günstiger Durchmesser des Pins kann beispielsweise bei 2,0 mm bis 2,5 mm liegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Pin an seinem Umfang eine Ausnehmung zur Verringerung seiner longitudinalen Auflagefläche aufweisen, insbesondere kann die Ausnehmung am Umfang umlaufend als Ringnut ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Formen der Ausnehmung, insbesondere unterbrochene oder eckige Ausnehmungen, denkbar. Eine solche Ausnehmung verringert die mögliche Auflagefläche des Pins in der Ventilbuchse und trägt damit zu einer Reduzierung der Reibung bei einer axialen Bewegung des Pins bei. Die Länge und Tiefe der Ausnehmung kann dabei abhängig von der Toleranzsituation und der nötigen Führungslänge des Pins sowie von einem Hub des Ankers und des Hydraulikkolbens gestaltet werden. Ist die Ausnehmung vorteilhaft als Ringnut ausgeführt, kann der Pin als einfaches Drehteil gefertigt werden. Weiter kann die Ausnehmung bezüglich der axialen Anordnung auf dem Pin symmetrisch zur longitudinalen Mitte des Pins ausgeführt sein und somit unabhängig von einer Einbaulage in dem Hydraulikventil sein. Der Pin kann beim Zusammenbau mit der Vorderseite oder Rückseite zuerst eingeführt werden.
Vorteilhaft kann der Pin an wenigstens einem seiner beiden Enden eine auflageflächenreduzierende Struktur, etwa eine gerundete Stirnfläche, insbesondere eine Kugelkuppe, aufweisen. Gerundete Stirnflächen wie beispielsweise Kugelkuppen erleichtern die Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben, da auf diese Weise Toleranzfehler in der Ausrichtung von Anker und Hydraulikkolben zueinander eine geringere Rolle spielen. Außerdem ist so eine reibungsarme Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben möglich. Auch ist es in der Herstellung günstiger, wenn Kugelkuppen an dem Pin angebracht werden als an einer Stirnfläche von Anker und Hydraulikkolben, da der Pin das einfacher zu fertigende Bauteil darstellt. Denkbar ist auch eine Ringstruktur oder Noppenstruktur oder dergleichen. Weisen insbesondere beide Enden des Pins eine gerundete Stirnfläche auf, so ist eine Montage des Pins unabhängig von seiner Orientierung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Polscheibe und/oder ein Gabelstecker in einen Spulenkörper integriert vorgesehen sein. Die Polscheibe dient als magnetischer Abschluss des magnetisierbaren Gehäuses, welches die Magnetspule an einem Außenumfang und an wenigstens einer Stirnseite umschließt, auf der dem Hydraulikkolben abgewandten Stirnseite der Magnetspule. Die Polscheibe kann beispielsweise als magnetisierbarer scheibenförmiger oder ringförmiger Körper mit Ausnehmungen für Kabeldurchführungen ausgestaltet sein, wobei die Ausnehmungen beispielsweise Bohrungen sein können. Die Polscheibe kann insbesondere symmetrisch gestaltet sein, um einen günstigen symmetrischen Magnetkreis zu erhalten. Diese Polscheibe kann vorteilhaft in den Spulenkörper integriert sein, beispielsweise mit dem Kunststoff-Material des Spulenkörpers umspritzt sein, wenn die Magnetspule mit dem Spulenkörper umspritzt ausgeführt sein soll. Ausnehmungen in der Polscheibe können geeignet durchspritzt werden, um sie auszufüllen. So kann die Polscheibe mit der Magnetspule in einem Spritzgussprozess gemeinsam umspritzt werden. Auf diese Weise kann der axiale Bauraum günstig verringert werden. Auch ist hiermit eine besonders kompakte Bauweise möglich. Außerdem entfällt ein separater Montageschritt für die Polscheibe. Auch kann so die Toleranzsituation auf unkritische Außendurchmesser verlagert werden, da sich die Polscheibe so günstig zu der Magnetspule sowie dem Polrohr ausrichten lässt.
Ein Gabelstecker als elektrischer Anschluss der Magnetspule kann günstigerweise ebenfalls in den Spulenkörper durch Umspritzen integriert sein. Auf diese Weise ist eine stabile mechanische Verbindung des Gabelsteckers mit dem Elektromagnetteil gewährleistet. Außerdem kann durch Umspritzen gleichzeitig auch eine gute elektrische Isolation erreicht werden, so dass wesentliche Teile des Gabelsteckers, welche nicht von einem Stecker abgedeckt werden, berührungssicher ausgebildet sein können.
Vorteilhaft kann die Polscheibe mit einem Material des Spulenkörpers wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Auf diese Weise ist die Fixierung der Polscheibe in ihrer relativen Ausrichtung zu dem Spulenkörper wesentlich erleichtert, da sich die beiden Bauteile, wenn sie einmal umspritzt sind, nicht mehr gegeneinander verschieben können. Auch ist die Abdichtung des Spulenkörpers gegen das Hydraulikfluid und/oder Feuchtigkeit dadurch einfacher einzuhalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Gehäuse auf der Polscheibe verstemmt oder mit der Polscheibe verschweißt vorgesehen sein. Das Gehäuse wird bei der Montage über einen Außenumfang der Polscheibe geschoben und ist beispielsweise auf der Polscheibe über eine Presssitzpassung fixiert. Zur zusätzlichen Befestigung des Gehäuses auf der Polscheibe kann darüber hinaus ein Verstemmen des Gehäuses über Verstemmungssegmente bewirkt werden, welche mittels eines geeigneten Werkzeugs von dem Gehäuse abgeschert und/oder umgebogen und auf die Polscheibe gepresst werden. Dadurch ist eine rein axiale Verstemmung des Gehäuses auf der Polscheibe zu erreichen, so dass eventuell bei einer Verstemmung wirkende Querkräfte verringert werden. Eine solche Verstemmung stellt eine zusätzliche Absicherung der Befestigung von Gehäuse und Polscheibe dar. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Gehäuse mit der Polscheibe verschweißt vorgesehen ist. Beispielweise kann die Polscheibe in axialer Richtung an das Gehäuse anschließend vorgesehen sein und auf diese Weise auf einer Außenseite bündig mit dem Gehäuse verschweißt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Spulendraht der Magnetspule um einen Pin des Gabelsteckers gewickelt vorgesehen sein. Dabei kann eine Schweißhülse über den Pin des Gabelsteckers und den Spulendraht gesteckt sein, welche dann mittels Verpressen und einem geeigneten Schweißprozess wie beispielsweise Widerstandsschweißen mit dem Pin und dem Draht elektrisch und mechanisch verbunden wird. Auf diese Weise ist eine robuste und zuverlässige Verbindung vorzusehen, welche auch bei rauen Betriebsbedingungen eine große Lebensdauer erreichen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann im Spulenkörper ein Hydraulikfluid-Reservoir vorgesehen sein, welches mit dem Ankerraum in Verbindung steht. Alternativ kann das Hydraulikfluid-Reservoir im Gehäuse vorgesehen sein. Das Reservoir, welches günstigerweise einmalig initial befüllt werden kann, beispielsweise bei einer produktionsseitigen Prüfung, steht mit dem Ankerraum in hydraulischer Verbindung und kann vorteilhaft einen Lufteintritt in das Hydraulikventil verhindern. Das Reservoir kann mit einem Abschlussdeckel als Dichtscheibe auf der dem Ankerraum abgewandten Seite abgedichtet sein. Durch das Reservoir kann auch ein Eintritt von möglicherweise durch Abrieb entstandenen Spänen in den Ankerraum verhindert werden. Des Weiteren verhindert die Möglichkeit zur Verschiebung des Hydraulikfluids in das Reservoir eine zusätzliche unerwünschte Dämpfung. Das Reservoir kann dazu günstigerweise derart dimensioniert sein, dass die durch den Hub des Pins zwischen Anker und Hydraulikkolben erfolgte Volumenverschiebung beispielsweise 10% des Reservoirvolumens beträgt. Auf diese Weise wird nur Hydraulikfluid aus dem Ankerraum in das Reservoir geschoben und von dort wieder angesaugt. Dies reduziert den Schmutzeintrag in den Ankerraum.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Spulenkörper in den Ankerraum hineinragende Vorsprünge als Anschlag für den Anker aufweisen. Dazu können die Vorsprünge an einer dem Anker auf der dem Hydraulikkolben abgewandten Stirnseite angeordnet sein und in den Ankerraum hineinragen. Diese Vorsprünge können vorteilhaft den Anschlag für den Anker bilden, so dass der Anker nicht flächig mit seiner Stirnseite auf den Spulenkörper auftrifft und anliegt. Durch die reduzierte Auflagefläche des Ankers auf dem Spulenkörper kann so günstig eine Antiklebwirkung erreicht werden, so dass der Anker bei Anschlag an den Spulenkörper nicht daran kleben bleibt, sondern sich wieder leicht davon lösen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Polrohr in einem in seinem Außenumfang angeordneten Einschnitt, vorzugsweise einem V-förmigen Einschnitt, eine radial umlaufende Ausnehmung als Feinsteuerkontur aufweisen. Die Ausnehmung kann beispielsweise als umlaufende Ringnut ausgebildet sein. Eine günstige Nuttiefe liegt im Bereich von 0,1 mm. Der Einschnitt dient vorteilhaft zur Fokussierung der Magnetfeldlinien der Magnetspule in Richtung eines Bereichs des Ankers auf der dem Hydraulikkolben zugewandten Teil des Ankers. Durch die umlaufende Ausnehmung im Bereich des Einschnitts kann eine zusätzliche günstige Fokussierung in Richtung Anker erfolgen, welche einen Magnetkraftgewinn erzielen kann und so zur Feinsteuerung bei der Steuerung/Regelung des Ankers dienen kann. Besonders vorteilhaft wird dies durch die V-Form des Einschnitts bewirkt. Dadurch wird ein besonders effizientes Betriebsverhalten des Hydraulikventils gewährleistet. Durch die Ausnehmung kann eine verbleibende Wandstärke des Polrohrs im Bereich des Einschnitts bei ansonsten gleicher Festigkeit des Polrohrs zusätzlich reduziert werden. Auf diese Weise lassen sich Auswirkungen des im Betrieb im Einschnitt fokussierten Magnetfelds, wie sie beispielsweise durch einen parasitären Magnetfluss entstehen könnten, reduzieren und die Magnetkraft in diesem Bereich steigern. Dadurch lässt sich das Steuerverhalten des Elektromagnetteils weiter günstig verbessern bei im Wesentlichen gleichbleibender Festigkeit des Polrohrs gegenüber mechanischen Deformationen durch äußere Kräfte während der Fertigung sowie im Betrieb des Hydraulikventils.
Vorteilhaft kann das Polrohr auf einer Außenfläche in einem Längsbereich zwischen der ersten Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Stirnseite der Magnetspule den ringförmig umlaufenden Einschnitt aufweisen. Um den Effekt einer Fokussierung des durch die Magnetspule erzeugten Magnetfelds günstig ausnutzen zu können, ist es zweckmäßig, den Einschnitt auf einem Teil des Polrohrs anzuordnen, der bei bestimmungsgemäßer Montage. Im Bereich zwischen den beiden Stirnseiten der Magnetspule liegt. So lässt sich der Effekt am günstigsten ausnutzen und für eine Steuerung des Ankers vorteilhaft einsetzen.
Günstigerweise kann der Einschnitt an seinen sich gegenüberliegenden Seitenflanken eine erste konusförmige Kontur und eine bezüglich einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung gegenüberliegend dazu angeordnete zweite konusförmige Kontur aufweisen, wobei die konusförmigen Konturen zu der Außenfläche hin geöffnet ausgebildet sein können Eine solch konusförmige Ausbildung erlaubt eine günstige Fokussierung des durch die Magnetspule erzeugten Magnetfelds. Weiter kann dadurch die mechanische Stabilität des Polrohrs auf günstige Weise erhalten werden, so dass sich das Hydraulikventil über einen weiten Bereich an mechanischer und thermischer Beanspruchung günstig steuern lässt. Die Steigung der konusförmigen Konturen kann unterschiedlich steil ausgebildet sein, wodurch eine Charakteristik der Magnetkennlinie beeinflussbar ist.
Zweckmäßig können die erste und die zweite konusförmige Kontur durch einen Verbindungssteg verbunden sein, wobei eine Wandstärke des Verbindungsstegs geringer als eine Wandstärke des Polrohrs sein kann. Insbesondere kann die Wandstärke im Bereich des Verbindungsstegs wesentlich geringer sein als die durchgehende Wandstärke des Polrohrs. So können Wandstärken des Verbindungsstegs typischerweise im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm liegen, so dass eine magnetische Wirkung des Polrohrs im Bereich des Einschnitts fast völlig unterbrochen ist. Ein möglichst dünner Verbindungssteg hat sich als vorteilhaft für die Fokussierung des Magnetfelds erwiesen, um so eine günstige Steuerbarkeit des Magnetteils zu erreichen.
Weiter kann der Einschnitt auf einer Innenfläche des Polrohrs wenigstens einen umlaufenden Einstich aufweisen, wobei insbesondere der wenigstens eine Einstich im Bereich des Verbindungsstegs angeordnet sein kann. Durch die Anordnung wenigstens eines umlaufenden Einstichs, welcher beispielsweise als umlaufende Ringnut ausgebildet sein kann, auf der Innenfläche des Polrohrs weist das erfindungsgemäße Hydraulikventil als zusätzlichen Vorteil eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte im Bereich des Entlastungsabsatzes zur Minimierung der Magnethysterese und somit der Ventilhysterese auf. Der Einstich im Einschnitt kann seitlich in dem Verbindungssteg am Übergang zur konisch ausgebildeten Seitenflanke angeordnet sein. Vorteilhaft kann diese Seitenflanke steiler sein als die gegenüberliegende Seitenflanke des Einschnitts.
Weitere Vorteile, die sich aus einem Konzept der Einstiche auf der Innenfläche des Polrohrs ergeben, sind zum einen eine Erhöhung der Robustheit des Elektromagnetteils/Ventils gegen eingeleitete Kräfte bei der Einzelteilfertigung. Weiter kann der Verbindungssteg am Polhut mechanisch entlastet werden, da der Anker nur auf einem Teil des Verbindungsstegs direkt läuft. Eine Funktionsbeeinflussung des Magneten aufgrund plastischer Deformation des dünnwandigen Verbindungssteges während der Fertigung des Polhuts wird so verringert, wie etwa Deformationen durch Torsion oder elastischem Verdrängen der Wand während der Vor- und Finish-Bearbeitung des Polrohrs, aufgrund der Wandstärkeunterschiede.
Ein weiterer Vorteil stellt eine Erhöhung der Robustheit des Magneten/Ventils gegen thermische Einflüsse/Kräfte im Betrieb dar. Der Verbindungssteg wird mechanisch entlastet. So wird eine Funktionsbeeinflussung des Magneten aufgrund thermischer Deformation und unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des empfindlichen, dünnwandigen Verbindungssteges vermieden.
Vorteilhaft können die umlaufende Ausnehmung und der wenigstens eine Einstich auf dem Polrohr axial beabstandet angeordnet sein. Eine solche räumliche Trennung in axialer Richtung erweist sich als vorteilhaft für die Fokussierung des Magnetfelds und insbesondere für die Verringerung von parasitärem Magnetfluss. Dabei ist die vorteilhafte Kombination von auf dem Polrohr außen angeordneter Ausnehmung und in radialer Richtung dazu innen liegendem Einstich in einem Abstand von etwa der axialen Breite der Ausnehmung und/oder des Einstichs, welche beispielsweise 0,2 mm bis 0,3 mm betragen können, besonders vorteilhaft. Die radiale Tiefe des Einstichs kann günstigerweise im Bereich von 0,1 mm gewählt werden. Je nach Ausführung des Hydraulikventils können andere Größen vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Hydraulikventil eine Spanschutzabdeckung aufweisen, welche mit Rippen die Polscheibe abdeckt. Durch die Spanschutzabdeckung kann verhindert werden, dass metallische Späne, beispielsweise durch Abrieb in der Fertigung oder durch Reibung der bewegten Teile des Hydraulikventils im Betrieb, einen Kurzschluss zwischen den Anschlüssen der Magnetspule verursachen können. Dazu kann die Spanschutzabdeckung als Spanschutzkappe auf den Spulenkörper geschoben werden oder auch durch Umspritzen des Spulenkörpers mit dem Gabelstecker gebildet werden. Weiter kann die Spanschutzabdeckung als Abstützung der Steckerkraft bei einer Montage eines Gegensteckers auf den Gabelstecker dienen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können das Polrohr und die Ventilbuchse einteilig ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Hydraulikventil, das Polrohr und Ventilbuchse in einem Bauteil einteilig ausgebildet vorsieht, weist signifikante Vorteile beim Betrieb des Hydraulikventils auf, da mögliche Bauteildeformationen und eine daraus resultierende negative Beeinflussung des Ankerlaufes im Polrohr und eine hierdurch hervorgerufene Magnet/Ventil-Hysterese reduziert werden können. Durch eine gemeinsame, einteilige Fertigung von Polrohr und Ventilbuchse ist eine Koaxialität von Polrohrachse und Ventilbuchsenachse einfacher zu erreichen als bei einer Fertigung von Polrohr und Ventilbuchse als separate Bauteile, da Montageungenauigkeiten eine nur geringe Rolle spielen. Beide Achsen sind daher schon bei der Fertigung zuverlässig in Übereinstimmung zu bringen. Dadurch wird eine günstige Ausgestaltung des Laufs des Ankers im Polrohr und des Hydraulikkolbens in der Ventilbuchse sowie eine vorteilhafte Kraftübertragung vom Anker auf den Hydraulikkolben gewährleistet.
Durch die Koaxialität von Polrohr und Ventilbuchse lässt sich auch eine große Eintauchtiefe des Ankers in die Magnetspule des Elektromagnetteils konstruktiv einfacher umsetzen, wodurch ein günstiger und effektiver Betrieb des Hydraulikventils gewährleistet werden kann. Damit wird die Funktionsweise des gesamten Hydraulikventils verbessert.
Die vorteilhafte Koaxialität von Polrohr und Ventilbuchse begünstigt weiter eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte auf den Anker, da auch eine möglichst genaue Ausrichtung des Ankerlaufs in der Achse der Magnetspule durch die einteilige Ausführung von Polrohr und Ventilbuchse einfacher zu erreichen ist.
Die einteilige Ausführung von Polrohr und Ventilbuchse erlaubt weiter eine Reduzierung der Anzahl von Bauteilen des Hydraulikventils und daraus folgend eine Vereinfachung der Montage, was zu einer Kostenreduzierung sowie zu einer geringeren Fehlerzahl in der Montage beiträgt. Auch wird der gesamte Betrieb des Hydraulikventils zuverlässiger, da im Betrieb das Risiko von Bauteildeformationen und damit einhergehenden Funktionsbeeinträchtigungen im Ventilbetrieb reduziert werden können. Eine Fertigung des einteiligen Bauteils als Drehteil ist auf günstige Weise möglich.
Vorteilhaft kann der Anker in einer Ausnehmung des Polrohrs geführt sein. Auf diese Weise kann der Anker günstig in der Achse der Magnetspule ausgerichtet und geführt werden, was für einen effizienten Antrieb des Hydraulikventils von Vorteil ist. Durch eine günstige Fertigung des Polrohrs als Drehteil kann die Ausnehmung sehr genau mit geringen Toleranzen gefertigt werden und dadurch ein möglichst reibungsarmer Lauf des Ankers in der Ausnehmung gewährleistet werden, wodurch Ansprechverhalten und Betriebsparameter des Hydraulikventils verbessert werden können.
Günstigerweise kann der Hydraulikkolben an einem dem Anker abgewandten Ende mittels eines Federelements an einem dem Anker abgewandten Ende der Ventilbuchse abgestützt angeordnet sein. Der Anker ist mit dem Hydraulikkolben wirkverbunden gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt, insbesondere kann der Anker durch den Hydraulikkolben mechanisch betätigt werden, z.B. mittelbar mit einem Stift (Pin), der zwischen Anker und Hydraulikkolben angeordnet ist, oder direkt mit einem am Kolben angeordneten kleinen Stössel. Durch das an der Ventilbuchse abgestützte Federelement kann auf günstige Weise eine Rückstellkraft erzeugt werden, welche einen Betrieb des magnetischen Antriebs des Hydraulikventils als Feder-Masse-Schwinger begünstigt. Dadurch wird der gesamte Betrieb des Hydraulikventils günstig beeinflusst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:
1 einen Längsschnitt durch einen Federteller nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 einen Längsschnitt durch ein Hydraulikventil nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Grundstellung; und
3 einen Längsschnitt durch ein Hydraulikventil nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Grundstellung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Federteller 43 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Federteller, der insbesondere für ein Hydraulikventil 1, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil 1, wie es in 2 dargestellt ist, vorgesehen ist, kann mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt hergestellt sein.
2 zeigt in einem Längsschnitt das Hydraulikventil 1 in einer Grundstellung. Dabei handelt es sich um ein Druckregelventil.
Dieses Hydraulikventil 1 findet beispielsweise Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe. Dazu sind Ventilbuchsen 5 von Hydraulikteilen 2 mehrerer in Teilen ähnlich aufgebauter Hydraulikventile in eine Steuerplatte des Doppelkupplungsgetriebes eingesetzt. Die Ventilbuchsen 5 sind als Drehteile ausgeführt. Mit den Hydraulikteilen 2 jeweils verbundene Elektromagnetteile 3 der Getriebeventile 1 ragen aus der Steuerplatte heraus und sind von Hydraulikfluid umspült. Jedes der Elektromagnetteile 3 weist ein magnetisierbares Gehäuse 4 auf.
Wie in 2 gezeigt, ist der Federteller 43 zur Führung der Feder 40 vorgesehen, mittels welcher Feder 40 der in einer Längsrichtung bewegliche Anker 10 des Hydraulikventils 1 vorgespannt ist, um eine Grundstellung des Hydraulikventils 1 einzunehmen. Dazu ist der Federteller 43 zweckmäßigerweise in eine Ausnehmung 32 des Ankers 10 eingepresst.
Die Dämpfungsblende 120 ist durch den Innendurchmesser gestaltet, wobei die Dämpfungsblende 120 möglichst offen ist, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers 43 strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller 43 als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker 10 über die geschlossene Kontur des Federtellers 43 möglich. Durch Vorsehen des Radius 122 als Einführschräge kann ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller 43 aus nicht-magnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Der umlaufende radiale Vorsprung 44 ist als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen. Durch den in Richtung des als Einführschräge vorgesehenen Radius 122 umgebogenen oder umgebördelten Rand 45 des radialen Vorsprungs 44 am äußeren Umfang des Federtellers 43 kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 nur bis zu diesem Rand 45 eingepresst werden und liegt dann mit dem Rand 45 als Anschlag auf der Stirnseite des Ankers 10 an. Auch kann dieser Rand 45 beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in der Dicke des Blechs, so weit über die Stirnseite des Ankers 10 hervorragen, dass der radiale Vorsprung 44 als Antiklebescheibe des Ankers 10 dient. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers 10 an einem Anschlag des Polrohrs 6, in welchem der Anker 10 bewegt wird, reduziert.
Der Federteller 43 ist auf der Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs 44 doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet. Der doppelwandige Teil des Federtellers kann so günstig in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte einwandige Teil des ursprünglichen Rohrstücks nimmt die Feder 40 auf.
Der Federteller 43 ist beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller 43 so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch den im Inneren des Ankers 10 ausgebildeten Kanal 12 und durch den Federteller 43 von dem Ankerraum 56 zu dem Hydraulikfluid-Reservoir 26 und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen dem Ankerraum 56 und dem Hydraulikfluid-Reservoir 26 gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers 43 gebildete Dämpfungsblende 120 möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers 43 zu erreichen.
Das in 2 dargestellte Hydraulikventil 1 umfasst das Elektromagnetteil 3 mit dem magnetisierbaren Gehäuse 4, welches eine Magnetspule 7 an einem Außenumfang 50 und an wenigstens einer ersten Stirnseite 52 umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule 7 angeordneten Polrohr 6, in welchem ein Anker 10 in einem Ankerraum 56 axial verschieblich vorgesehen ist. Weiter umfasst das Hydraulikventil 1 das Hydraulikteil 2 mit einem Hydraulikkolben 16, welcher axial verschieblich in der Ventilbuchse 5 geführt wird und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss A wahlweise mit einem Versorgungsanschluss P und einem Tankanschluss T verbindbar ist. Der Anker 10 ist zum Antrieb des Hydraulikkolbens 16 vorgesehen. Die Ventilbuchse 5 ist entlang einer Längsachse L in Verlängerung des Polrohrs 6 angeordnet. Die Magnetspule 7 wird in dem Spulenkörper 8 eingebettet in das Gehäuse 4 beispielsweise mittels Presssitz aufgenommen. Alternativ kann die Magnetspule 7 auch mit Kunststoff-Material des Spulenkörpers 8 umspritzt sein.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die Ventilbuchse 5 einteilig mit dem Polrohr 6 ausgebildet vorgesehen, so dass das Hydraulikventil 1 weniger Bauteile aufweist und der Montageprozess vereinfacht werden kann. Durch die Koaxialität von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 lässt sich auch eine große Eintauchtiefe des Ankers 10 in die Magnetspule 7 des Elektromagnetteils 3 konstruktiv einfacher umsetzen, wodurch ein günstiger und effektiver Betrieb des Hydraulikventils 1 gewährleistet werden kann. Damit wird die Funktionsweise des gesamten Hydraulikventils 1 verbessert.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Koaxialität von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 begünstigt weiter eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte auf den Anker 10, da eine möglichst genaue Ausrichtung des Ankerlaufs in der Achse der Magnetspule 7 durch eine einteilige Ausführung von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 einfacher zu erreichen ist.
Das Polrohr 6 weist zur günstigen Beeinflussung des magnetischen Flusses eine beispielsweise V-förmige Ausnehmung 9 auf.
Der Anker 10 ist in einer den Ankerraum 56 bildenden Ausnehmung 11 des Polrohrs 6 axial verschieblich vorgesehen und weist einen zentralen Kanal 12 auf, der als Bohrung ausgeführt ist. Dieser zentrale Kanal 12 ist mit einem Absatz am vorderen Ende des Ankers 10 zu einer Ausnehmung 13 größeren Durchmessers erweitert, die ebenfalls als Bohrung ausgeführt ist. In diese größere Ausnehmung 13 ist eine Antiklebscheibe 14 eingesetzt, die eine oder mehrere exzentrisch zur Längsachse L angeordnete kleine Drosselblendenöffnungen 15 aufweist, welche den Ankerraum mit dem zentralen Kanal 12 verbinden. Die Antiklebscheibe 14 verhindert ein Kleben des Ankers 10 an der magnetisch leitenden Ventilbuchse 5 des Hydraulikteils 2 bei einem voll ausgerückten Anker 10.
Der Hydraulikteil 2 weist den Hydraulikkolben 16 auf, der axial verschiebbar in der Ventilbuchse 5 geführt ist. Der Hydraulikkolben 16 ist an einem dem Anker 10 abgewandten Ende 60 mittels eines Federelements 17 an der Ventilbuchse 5 abgestützt angeordnet. Dabei ist der Hydraulikkolben 16 gegen die Kraft des als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federelements 17 verschiebbar, das sich an einem, in der Ventilbuchse 5 befestigten Sieb 21 abstützt. Zur Führung und Zentrierung der Schraubendruckfeder 17 weist das Sieb 21 eine Federführung 22 auf. Je nach Stellung des Hydraulikkolbens 16 ist der Arbeitsanschluss A mittels einer umlaufenden Ringnut 18 und Längs- und Querbohrungen 20, 19 im Hydraulikkolben 16 mit dem Versorgungsanschluss P oder dem Tankanschluss T verbindbar.
Der Arbeitsanschluss A ist in der gezeigten Grundstellung mit dem Versorgungsanschluss P verbunden. Hierzu spannt die in der Ausnehmung 41 des Polrohrs 6 aufgenommene Feder 40 den Anker 10 in Richtung Hydraulikteil 2 vor. In der Ausnehmung 32 des Ankers 10 ist der Federteller 43 eingepresst, welcher die Feder 40 führt und gleichzeitig durch den umlaufenden radialen Vorsprung 44 als Anschlag und Antiklebescheibe dient.
Die axiale Kraftübertragung zwischen dem Anker 10 und dem Hydraulikkolben 16 erfolgt mittels eines Pins 23, welcher in der Ventilbuchse 5 geführt angeordnet ist. Der Pin 23 ermöglicht eine Entkopplung zwischen Anker- und Kolbenlagerung. Eine an seinem Umfang umlaufende Ausnehmung 24, welche als am Umfang umlaufende Ringnut 68 ausgebildet ist, ermöglicht dabei eine Verringerung der Auflagefläche, wodurch die Reibung reduziert werden kann. Gleichzeitig werden vorteilhafterweise nur axiale Kräfte durch den Pin 23 übertragen und die Toleranzsituation ist zudem erheblich verbessert. Für eine möglichst reibungsfreie Kraftübertragung weisen der Hydraulikkolben 16 und die Antiklebescheibe 14 Kugelkuppen auf. Um diese beiden Bauteile zu vereinfachen, ist es alternativ denkbar, eine auflageflächenreduzierende Struktur, vorzugsweise gerundete Stirnflächen, insbesondere Kugelkuppen, an dem Pin 23 auszubilden.
Wie 2 weiter zu entnehmen ist, ist eine Polscheibe 28 in den Spulenkörper 8 integriert vorgesehen, indem sie beispielsweise von dem Kunststoff-Material des Spulenkörpers 8 zumindest teilweise umspritzt ist, bzw. indem Ausnehmungen der Polscheibe 28 durchspritzt werden. Dadurch ist ein geringerer axialer Bauraum zu erzielen und die Montage des Hydraulikventils 1 wird vereinfacht. Die Polscheibe 28 dient als magnetischer Abschluss des magnetisierbaren Gehäuses 4, welches die Magnetspule 7 an dem Außenumfang 50 und an wenigstens einer Stirnseite 52 umschließt, auf der dem Hydraulikkolben 16 abgewandten Stirnseite 54 der Magnetspule 7. Die Polscheibe 28 kann als magnetisierbarer, beispielsweise scheibenförmiger oder ringförmiger, Körper mit Ausnehmungen für Kabeldurchführungen ausgestaltet sein, wobei die Ausnehmungen beispielsweise Bohrungen sein können.
Der Spulenkörper 8 schließt den Ankerraum 56 an einem Ende des Hydraulikventils 1 ab. Dabei bilden in den Ankerraum 56 hineinragende Vorsprünge 25 einen Anschlag für den Anker 10, so dass die hierdurch reduzierte Auflagefläche eine Antiklebwirkung aufweist.
Ein im Spulenkörper 8 vorgesehenes Hydraulikfluid-Reservoir 26, welches bevorzugt einmalig initial gefüllt wird, steht in Verbindung mit dem Ankerraum 56 und verhindert einen Lufteintritt in das Hydraulikventil 1. Des Weiteren verhindert die Möglichkeit zur Verschiebung des Hydraulikfluids in das Reservoir 26 eine zusätzliche unerwünschte Dämpfung. Das Reservoir 26 ist derart dimensioniert, dass die durch den Pinhub erfolgte Volumenverschiebung reduziert wird.
Um einen durch Fremdkörper verursachten Kurzschluss zwischen einem nicht gezeigten Gabelstecker und der Polscheibe 28 zu verhindern, weist das Hydraulikventil 1 ferner eine Spanschutzabdeckung 27 auf, welche mit Rippen die Polscheibe 28 abdeckt. Der Gabelstecker ist ebenfalls teilweise im Spulenkörper 8 eingespritzt vorgesehen, so dass eine sichere Befestigung des Gabelsteckers und damit auch eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden kann.
Zur verbesserten Anbindung des Spulendrahtes an einen Pin des Gabelsteckers wird der Spulendraht um den Pin des Gabelsteckers gewickelt. Anschließend wird eine Schweißhülse über den umwickelten Pin gesteckt und Pin und Spulendraht werden mittels Verpressen und Widerstandsschweißen zweckmäßig verbunden.
Das Gehäuse 4, welches die Polscheibe 28 überragt, wird zusätzlich auf der Polscheibe 28 verstemmt. Das Gehäuse 4 wird bei der Montage über einen Außenumfang der Polscheibe 28 geschoben und ist beispielsweise auf der Polscheibe 28 über eine Presssitzpassung fixiert. Zur zusätzlichen Befestigung des Gehäuses 4 auf der Polscheibe 28 kann darüber hinaus ein Verstemmen des Gehäuses 4 über geeignete Verstemmungssegmente bewirkt werden, welche mittels eines geeigneten Werkzeugs von dem Gehäuse 4 abgeschert und/oder umgebogen und auf die Polscheibe 28 gepresst werden. Dadurch ist eine rein axiale Verstemmung des Gehäuses 4 auf der Polscheibe 28 zu erreichen, so dass eventuell bei einer Verstemmung wirkende Querkräfte verringert werden. Eine solche Verstemmung stellt eine zusätzliche Absicherung der Befestigung von Gehäuse 4 und Polscheibe 28 dar. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Gehäuse 4 mit der Polscheibe 28 verschweißt vorgesehen ist. Beispielweise kann die Polscheibe 28 in axialer Richtung an das Gehäuse 4 anschließend vorgesehen sein und auf diese Weise auf einer Außenseite bündig mit dem Gehäuse 4 verschweißt werden.
3 ist im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Ventils 1 in Grundstellung zu entnehmen. Auf eine wiederholte Beschreibung gleicher Bauteile wie in 2 wird verzichtet und zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen auf deren Beschreibung bei 1 verwiesen. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 einteilig ausgeführt.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsanschluss A in der gezeigten Grundstellung mit dem Versorgungsanschluss P verbunden. Hierzu spannt eine in einer Ausnehmung eines Polrohreinsatzes 41 aufgenommene Feder 40 den Anker 10 in Richtung Hydraulikteil 2 vor. In eine Ausnehmung 32 des Ankers 10 ist ein Federteller 43 eingepresst, welcher die Feder 40 führt und gleichzeitig durch einen umlaufenden radialen Vorsprung 44 mit einem in Richtung des als Einführschräge vorgesehenen Radius umgebogenen oder umgebördeltem Rand 45 als Anschlag und Antiklebescheibe dient. Der Federteller 43 ist vorteilhafterweise mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt.
Die Ventilbuchse 5 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen kürzeren Endbereich 46 der Hydraulikbuchse 5 auf, der in das Polrohr 6 übergeht.
Die beschriebenen Merkmale müssen nicht zwangsläufig kombiniert werden und können auch einzeln in einem Hydraulikventil Anwendung finden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011053023 A1 [0003, 0005]

Claims

Federteller (43), insbesondere für ein Hydraulikventil (1), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist.
Federteller nach Anspruch 1, wobei ein umlaufender radialer Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen ist.
Federteller nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet ist.
Federteller nach Anspruch 2 und 3, wobei der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs (44) doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet ist.
Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Federteller beidseitig offen ausgebildet ist.
Hydraulikventil (1), insbesondere hydraulisches Getriebeventil, umfassend – ein Elektromagnetteil (3) mit einem magnetisierbaren Gehäuse (4), welches eine Magnet-Spule (7) an einem Außenumfang (50) und an wenigstens einer ersten Stirnseite (52) umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnet-Spule (7) angeordneten Polrohr (6), in welchem ein Anker (10) in einem Ankerraum (56) axial verschieblich vorgesehen ist, – ein Hydraulikteil (2) mit einem Hydraulikkolben (16), welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse (5) geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss (A) wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss (P) und wenigstens einem Tankanschluss (T) verbindbar ist, wobei der Anker (10) zum Antrieb des Hydraulikkolbens (16) vorgesehen ist, wobei die Ventilbuchse (5) entlang einer Längsachse (L) in Verlängerung des Polrohrs (6) angeordnet ist, und der Anker (10) mittels einer Feder (40) in Richtung Hydraulikteil (2) vorgespannt vorgesehen ist und zur Führung der Feder (40) ein Federteller (43) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in eine Ausnehmung (32) des Ankers (10) eingepresst ist, wobei der Federteller (43) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist und einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.
Hydraulikventil nach Anspruch 6, wobei der Federteller einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.
Hydraulikventil nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet ist.
Hydraulikventil nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs (44) doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet ist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Federteller beidseitig offen ausgebildet ist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine axiale Kraftübertragung zwischen Anker (10) und Hydraulikkolben (16) mittels eines separat ausgebildeten Pins (23) erfolgt, wobei der Pin (23) insbesondere in der Ventilbuchse (5) geführt vorgesehen ist.
Hydraulikventil nach Anspruch 11, wobei der Pin (23) an seinem Umfang eine Ausnehmung (24) zur Verringerung seiner longitudinalen Auflagefläche aufweist, insbesondere wobei die Ausnehmung (24) am Umfang umlaufend als Ringnut (68) ausgebildet ist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei eine Polscheibe (28) und/oder ein Gabelstecker (35) in einen Spulenkörper (8) integriert vorgesehen ist.
Hydraulikventil nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse (4) auf der Polscheibe (28) verstemmt oder mit der Polscheibe (28) verschweißt vorgesehen ist.
Hydraulikventil nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Spulendraht (37) der Magnet-Spule (7) um einen Pin (36) des Gabelsteckers (35) gewickelt vorgesehen ist und der Spulendraht (37) und der Pin (36) mittels einer Schweißhülse verpresst und verschweißt sind.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei im Spulenkörper (8) ein Hydraulikfluid-Reservoir (150) vorgesehen ist, welches mit dem Ankerraum (56) in Verbindung steht.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Spulenkörper (8) in den Ankerraum (56) hineinragende Vorsprünge (25) als Anschlag für den Anker (10) aufweist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 17, wobei das Polrohr (6) in einem in seinem Außenumfang angeordneten, vorzugsweise V-förmigen, Einschnitt (9) eine radial umlaufende Ausnehmung (29) als Feinsteuerkontur aufweist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 18, wobei eine Spanschutzabdeckung (27) vorgesehen ist, welche mit Rippen (39) die Polscheibe (28) abdeckt.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 19, wobei das Polrohr (6) und die Ventilbuchse (5) einteilig vorgesehen sind.