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Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Druckregelventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Elektromagnetische Druckregelventile sind bekannt. Sie dienen bspw. der hydraulischen Steuerung einer Kupplung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs. Die Druckregelventile weisen in einem Reglergehäuse einen axial bewegbaren Kolben auf, welcher zum Öffnen und/oder Schließen von Anschlüssen vorgesehen ist. Der Kolben wird mit Hilfe eines elektromagnetischen Stellers axial bewegt. Zur Herbeiführung einer Anpassung einer Stellkraft des elektromagnetischen Stellers weist das Druckregelventil an einem vom elektromagnetischen Steller abgewandt ausgebildeten Kolbenende einen Stift, auch als Nadel bezeichnet, auf, der in einer Aufnahmeöffnung des Kolbens aufgenommen ist. Der Stift liegt an einer dem Kolbenende gegenüberliegenden Wandung des Reglergehäuses, welche als Anschlag des Stiftes ausgebildet ist, an und bei einer Bewegung des Kolbens ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Stift. Ein demgemäß ausgebildetes elektromagnetisches Druckregelventil kann den beiden Offenlegungsschriften
DE 102 41 449 A1 und
EP 1 762 765 A2 entnommen werden.
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Durch die axiale Bewegung des Kolbens verändert sich ein zwischen dem Stift und der Aufnahmeöffnung ausgebildetes Volumen, wodurch eine Dämpfung der Kolbenbewegung, da das Volumen zumindest teilweise mit Hydraulikfluid befüllt ist, herbeigeführt werden kann. Somit kann ein Kräftegleichgewicht am Kolben ausgebildet werden. Allerdings gibt es Belastungszustände im Betrieb des Druckreglers, bspw. Druckschwingungen in den Anschlüssen, die bei einer Magnetbestromung und der dann erfolgenden Bewegung des Kolbens zu einem Abheben des Stiftes von der Wandung führen.
Ebenso können ausschließlich aus dem System kommende Schwingungen das statische Druckregelventil negativ anregen, so dass sich der Stift von der Wandung abhebt.
Problematisch ist, dass der Stift eine starke Beschleunigung erfährt und gegen die Wandung schlägt. Dies wiederum führt neben einer Beschädigung der Wandung durch bspw. Bruch, bei einer im Reglergehäuse eingesetzten Wandung zu einem Herausschlagen derselben und damit zu einem Versagen des Druckregelventils.
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Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes elektromagnetisches Druckregelventil bereitzustellen, in dessen Betrieb die vorstehend genannten Nachteile eliminiert sind.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Druckregelventil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Druckregelventil weist einen elektromagnetischen Steller zur Positionierung eines in einem Reglergehäuse in einer Aufnahmeöffnung des Reglergehäuses axial verschiebbar aufgenommenen Kolbens auf. Mit Hilfe des Kolbens sind Anschlüsse des Druckregelventils durchströmbar zu öffnen und/oder zu schließen. Der Kolben weist an seiner vom elektromagnetischen Steller abgewandt ausgebildeten Stirnfläche einen Stift auf, wobei zwischen dem Stift und dem Kolben eine relative Bewegung ausbildbar ist. Eine im Reglergehäuse vom Kolben abgewandt ausgebildeten Stiftstirnfläche ist einem Anschlag gegenüberliegend angeordnet. Zur Verhinderung einer Bewegung des Stiftes in Richtung des Anschlags ist der Stift federbelastet ausgebildet, wobei ein zur Herbeiführung der Federbelastung ausgebildetes Vorspannelement am Stift angreifend ausgestaltet ist.
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Das heißt mit anderen Worten, dass der Stift mit Hilfe des Vorspannelementes, unabhängig von den am Druckregelventil anliegenden Drücken, an den Anschlag anliegend ausgeführt werden kann. Es ist somit eine Vorspannkraft, welche auch als Federkraft bezeichnet werden kann, eingeleitet, wodurch ein Abheben des Stiftes vom Anschlag vermieden werden kann. Aufgrund der eingeleiteten Federkraft wird ein Abheben und Anschlagen des Stiftes bei ungünstigen Druckverhältnissen auf den Anschlag unterbunden und somit werden Beschädigungen desselben verhindert. Damit ist ein verbessertes elektromagnetisches Druckregelventil mit einer verlängerten Lebensdauer ausgebildet.
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In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils ist das Vorspannelement sich am Kolben und an dem Stift abstützend ausgeführt. So kann das Vorspannelement zur Rückstellung des Kolbens und zur Anlage des Stiftes an den Anschlag genutzt werden.
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In einer kompakten Ausführung ist das Vorspannelement, welches bevorzugt in Form einer Spiralfeder ausgeführt ist, den Stift umfassend ausgebildet.
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Zur sicheren Anordnung des Vorspannelementes am Stift weist dieser zumindest einen ersten Durchmesser und einen zweiten Durchmesser auf, wobei der erste Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser, und wobei der zweite Durchmesser einem Stiftkopf oder einem Stiftabsatz zugeordnet ist, an dem sich das Vorspannelement abstützen kann.
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Der Stiftkopf ist zur Anlage am Anschlag ausgebildet. Dadurch kann der Stift einfach hergestellt werden, bspw. pilzformartig. Das heißt mit anderen Worten, dass der Stiftkopf den größeren Durchmesser des Stiftes aufweist und somit in seiner Herstellung keine Hinterschnitte aufweist, die eine aufwendige Form notwendig machen würden.
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Zur Reduzierung von Hystereseeinflüssen durch bspw. Winkelfehler zwischen dem Anschlag und dem Stift, ist die Anlage in Form eines Punkt- oder Linienkontaktes ausgebildet. Der Punkt- oder Linienkontakt lässt sich einfach dadurch realisieren, dass entweder der Stiftkopf dem Anschlag zugewandt oder der Anschlag dem Stiftkopf zugewandt sphärisch, konvex oder ballig ausgebildet ist.
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Gemäß einer besonders kostengünstig herstellbaren Weiterbildung der Erfindung kann der Stift einen einzigen Durchmesser aufweisen und mit einer Stiftstirnfläche an dem Anschlag und einer weiteren Stiftstirnfläche an dem Vorspannelement abstützend ausgebildet sein, wobei das Vorspannelement zwischen dem Kolben und dem Stift positioniert ausgebildet ist.
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Zur Reduzierung von Hystereseeinflüssen durch bspw. Winkelfehler zwischen dem Anschlag und dem Stift, ist die Anlage in Form eines Punkt- oder Linienkontaktes ausgebildet. Der Punkt- oder Linienkontakt lässt sich einfach dadurch realisieren, dass der Anschlag zur Anlage des Stiftes einen sphärisch, konvex oder ballig ausgebildeten Vorsprung aufweist. Der Anschlag kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein.
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Ein kostengünstiges elektromagnetisches Druckregelventil kann durch die Herstellung des Stifts und/oder des Anschlags aus einem Kunststoff herbeigeführt werden. Neben den günstigen Materialkosten können auch kostengünstige Verfahren, wie ein Tiefziehverfahren oder Druckgussverfahren eingesetzt werden.
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Damit eine Bewegung des Kolbens ein zwischen dem Anschlag und einer dem Anschlag zugewandt ausgebildeten Stirnfläche des Kolbens veränderbares Volumen, welches mit Hydraulikfluid gefüllt ist, keine Abheben des Stiftes vom Anschlag bewirken kann, weist das Reglergehäuse eine mit dem veränderbaren Volumen durchströmbare Entlastungsöffnung, insbesondere im Bereich des Vorspannelementes, auf.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist der Anschlag eine durchströmbare Öffnung auf. Mit Hilfe der durchströmbaren Öffnung kann ein weiteres Stellglied zur Einstellung des Druckes im zwischen dem Anschlag und der dem Anschlag zugewandt ausgebildeten Stirnfläche des Kolbens veränderbares Volumen ausgebildet werden, derart, dass die herbeizuführende Entlastung entsprechenden Einsatzbedingungen des elektromagnetischen Druckregelventils anpassbar ist. Auch kann mit der durchströmbaren Öffnung ein durchströmbarer Tankanschluss realisiert werden.
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Die Entlastungsöffnung ist in Abhängigkeit einer Einbaulage des elektromagnetischen Druckregelventils angeordnet. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Entlastungsöffnung des elektromagnetischen Druckregelventils nicht zwingend an einer konstanten Stelle am Druckregelventil ausgebildet sein muss. Es besteht lediglich das Erfordernis die Entlastungsöffnung so anzubringen, dass eine gesicherte Befüllung und Entleerung des zwischen dem Kolben und dem Deckel ausgebildeten veränderbaren Volumens realisiert ist. Somit kann der vorgegebenen Einbaulage und einem möglichen Bauraum Rechnung getragen werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils ist der Anschlag in Form eines die erste Aufnahmeöffnung abschließenden Deckels ausgebildet. Somit kann ein kostengünstiges Druckregelventil hergestellt werden, denn die erste Aufnahmeöffnung kann bspw. kostengünstig in Form eine Bohrung realisiert werden. Des Weiteren können das Vorspannelement und der Stift vor der Montage des Deckels in die erste Aufnahmeöffnung einfach in der ersten Aufnahmeöffnung angeordnet werden, so dass eine kostengünstige Montage herbeigeführt ist.
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Mit Hilfe einer Fase am Außenumfang einer dem Stift zugewandt ausgebildeten Elementstirnfläche des Deckels ist der Deckel für eine vereinfachte Montage ausgebildet. Die Fase verhilft einer erleichterten Einführung des Deckels in das Reglergehäuse.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils ist der Deckel mit Hilfe von mindestens einem Klemmelement am Reglergehäuse gesichert.
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Zur bevorzugten Sicherung des Deckels am Reglergehäuse mit Hilfe des Klemmelementes ist eine vom Kolben abgewandt ausgebildete Elementstirnfläche des Deckels abgerundet ausgebildet. Der Vorteil ist ein vereinfachtes Eingreifen des Klemmelementes im Deckel, insbesondere sofern der Deckel an der vom Kolben abgewandt ausgebildete Elementstirnfläche eine Aufnahmeöffnung aufweist.
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Das vorliegende erfindungsgemäße elektromagnetische Druckregelventil weist somit, unabhängig davon, ob der Anschlag in Form einer bspw. mit dem Reglergehäuse stoffschlüssig verbundener Wandung oder in Form des kraftschlüssig mit einem Presssitz ausgebildeten Deckels ausgeführt ist, eine erhöhte Lebensdauer auf, da eine Beschleunigung des Stiftes und somit ein mögliches Aufprallen auf den Anschlag vermieden wird.
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Die vorliegende Erfindung verhindert neben dem harten Aufschlagen auch ein Abheben des Stiftes, da der Bewegungsimpuls des Stiftes in beide Richtungen mit Hilfe der Vorspannkraft unterbunden wird. Effekte durch dynamische Störungen und Druckschwingungsüberlagerungen werden somit effektiv in beide Richtungen eliminiert. Somit wird die Ursache eines Ausfalls des elektromagnetischen Druckregelventils schon im Ansatz verhindert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:
- 1 in einem Längsschnitt ein elektromagnetisches Druckregelventil gemäß dem Stand der Technik,
- 2 in einem Längsschnitt ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Druckregelventil in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 in einem Längsschnitt eine Hydraulikeinheit des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils gem. 2,
- 4 in einem Längsschnitt das erfindungsgemäße elektromagnetische Druckregelventil in einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
- 5 in einem Längsschnitt das erfindungsgemäße elektromagnetische Druckregelventil in einem dritten Ausführungsbeispiel.
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Ein elektromagnetisches Druckregelventil 10 gemäß dem Stand der Technik für eine nicht näher dargestellte Kupplung eines Automatikgetriebes eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs ist gemäß 1 ausgebildet. Das Druckregelventil 10 ist in 1 in einer ersten Position dargestellt, welche sich durch eine Nichtbestromung eines elektromagnetischen Stellers 12 des Druckregelventils 10 auszeichnet.
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Das Druckregelventil 10 weist ein Reglergehäuse 14 auf, welches zur Anbindung an hydraulische Anschlüsse, einem Versorgungsanschluss P, einem Verbraucheranschluss A und einem Tankanschluss T, ausgestaltet ist. In einer im Reglergehäuse 14 ausgebildeten ersten Aufnahmeöffnung 16 ist ein entlang einer Längsachse 18 des Reglergehäuses 14 axial verschiebbarer Kolben 20 bewegbar aufgenommen. Das Reglergehäuse 14 ist rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse 18 ausgestaltet.
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Der Kolben 20 ist zur regelbaren Durchströmung der hydraulischen Anschlüsse P, A, T ausgestaltet. Er weist zwei über seinem Umfang ausgebildete Steuernuten auf, eine erste Steuernut 22 und eine zweite Steuernut 24. Die erste Steuernut 22 ist zur Herstellung einer durchströmbaren Verbindung zwischen dem Versorgungsanschluss P und dem Verbraucheranschluss A ausgeführt. Die zweite Steuernut 24 dient der Herstellung einer durchströmbaren Verbindung zwischen dem Verbraucheranschluss A und dem Tankanschluss T.
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Zur Bereitstellung der durchströmbaren Verbindungen weist das Reglergehäuse 14 entlang der Längsachse 18 seriell angeordnete, das Reglergehäuse 14 vollständig durchdringende Durchströmöffnungen auf, wobei eine erste Durchströmöffnung 26 dem Versorgungsanschluss P, eine zweite Durchströmöffnung 28 dem Verbraucheranschluss A und eine dritte Durchströmöffnung 30 dem Tankanschluss T zugeordnet ist. In der ersten Durchströmöffnung 26 ist ein Filtersieb 32 aufgenommen, welches dem Filtern eines das Druckregelventil 10 durchströmenden Hydraulikfluids dient, das über den Versorgungsanschluss P dem Druckregelventil 10 zugeführt wird.
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Zur Positionierung des Kolbens 20 ist der elektromagnetische Steller 12 mit einem axial bewegbaren Stempel 34 ausgestaltet, der entsprechend einer Bestromung des elektromagnetischen Stellers 12 seine axiale Position einnimmt. 1 zeigt den elektromagnetischen Steller 12 im unbestromten Zustand und der Stempel 34 befindet sich in einer Ruheposition. An seinem dem Kolben 20 zugewandt ausgebildeten Stempelende 36 steht er mit dem Kolben 20, diesen berührend, in Verbindung. Somit führt der Kolben 20 bei einer Bewegung des Stempels 34 ebenfalls eine axiale Bewegung aus.
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In einer nicht näher dargestellten zweiten Position des Druckregelventils 10 erfolgt eine Beaufschlagung des Verbraucheranschlusses A mit Hydraulikfluid aus dem Versorgungsanschluss P. Der Kolben 20 ist dann mit Hilfe des Stempels 34 so positioniert, dass die erste Steuernut 22 die erste Durchströmöffnung 26 und die zweite Durchströmöffnung 28 freigibt. Eine erste Steuerkante 38 der ersten Steuernut 22, welche der zweiten Durchströmöffnung 28 zugewandt ausgebildet ist, ist soweit axial in Richtung eines vom elektromagnetischen Steller 12 abgewandt ausgebildeten Gehäuseendes 40 des Reglergehäuses 14 verschoben, dass eine Durchströmung der zweiten Durchströmöffnung 28 erfolgen kann, da eine der ersten Steuerkante 38 gegenüberliegende zweite Steuerkante 72 der ersten Steuernut 22 die erste Durchströmung 26 freigebend positioniert ist.
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Der Kolben 20 weist an seiner dem Gehäuseende 40 zugewandten Stirnfläche 42 einen zylinderförmigen Stift 44 auf, der in einer im Kolben 20 ausgebildeten zweiten Aufnahmeöffnung 46 aufgenommen ist. Der Stift 44 ist in der zweiten Aufnahmeöffnung 46, insbesondere relativ zum Kolben 20, in diesem bewegbar und ist koaxial mit dem Kolben 20 in der zweiten Aufnahmeöffnung 46 positioniert. Der Stift 44 ist durch einen seiner Stiftstirnfläche 45 gegenüberliegend ausgestalteten Deckel 48 in seiner Bewegung in eine vom Kolben 20 abgewandt ausgebildeten axialen Richtung begrenzt. In Abhängigkeit der am Druckregelventil 10 anliegenden Druckverhältnissen weist der Stift 44 eine Beschleunigung auf.
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Zwischen der zweiten Aufnahmeöffnung 46 und dem Stift 44 ist ein veränderbares erstes Volumen V1 ausgebildet, welches einer Dämpfung der Kolbenbewegung dient. Zur Versorgung des ersten Volumens V1 mit Hydraulikfluid, weist der Kolben 20 an einem dem Stift 44 gegenüberliegenden Endbereich 62 der zweiten Aufnahmeöffnung 46 Zulaufsöffnungen 66 auf. Die Zulaufsöffnungen 66 sind so im Kolben 20 ausgebildet, dass eine Ver- und Entsorgung des ersten Volumens V1 mit Hydraulikfluid über den Verbraucheranschluss A herbeiführbar ist. Insgesamt sind über einem Umfang des Kolbens 20 zwei Zulaufsöffnungen 66 regelmäßig angeordnet. Ebenso könnten auch mehr Zulaufsöffnungen 66 oder nur eine einzige Zulaufsöffnung 66 ausgebildet sein.
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Der Stift 44 stützt sich an dem als Anschlag ausgebildeten Deckel 48 ab, wobei er in einer dem Deckel 48 zugeordneten dritten Aufnahmeöffnung 50, welche koaxial mit der Längsachse 18 ausgebildet ist, eingreifend ausgestaltet ist. Der Deckel 48 dient neben der Aufnahme des Stiftes 44 einem Schließen der ersten Aufnahmeöffnung 16 am Gehäuseende 40. Das heißt mit anderen Worten, dass der Deckel 48 zur Herbeiführung einer im Wesentlichen dichten Abdeckung des Reglergehäuses 14 ausgestaltet ist.
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Von der dritten Aufnahmeöffnung 50, welche an einer ersten Elementstirnfläche 80 des rotationssymmetrischen Deckels 48 ausgebildet ist, weist der Deckel 48 an seiner von der ersten Elementstirnfläche 80 abgewandt ausgebildeten zweiten Elementstirnfläche 82 eine vierte Aufnahmeöffnung 52 auf.
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Der Deckel 48 ist semi-hohlzylindrisch ausgebildet und besitzt entlang seiner koaxial mit der Längsachse 18 ausgebildeten Deckelachse 60 einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser D1 und einen weiteren Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser D2 auf, wobei der erste Durchmesser D1 größer ausgebildet ist als der zweite Durchmesser D2. Der erste Durchmesser D1 entspricht im Wesentlichen einem Innendurchmesser DI der ersten Aufnahmeöffnung 16. Bevorzugt ist der erste Durchmesser D1 zur Herbeiführung einer Presspassung zwischen dem Reglergehäuse 14 und dem Deckel 48 ausgebildet. Eine zusätzliche Sicherung gegen ein Lösen des Deckels 48 ist in Form von Klemmelementen 54 ausgestaltet, die ausgehend vom Reglergehäuse 14 in die vierte Aufnahmeöffnung 52 eingreifend ausgeführt sind.
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Mit Hilfe der beiden Durchmesser D1, D2 weist der Deckel 48 einen Absatz 56 mit einer Absatzfläche 84 auf. Zwischen dem Absatz 56, welcher dem Kolben 20 zugewandt angeordnet ist, dem Kolben 20 und dem Reglergehäuse 14 ist ein komprimierbares zweites Volumen V2 ausgebildet. Zur kontrollierten Bewegung des Kolbens 20 bei einer Verschiebung desselben sowie zur Rückstellung des Kolbens 20 in die Richtung des elektromagnetischen Stellers 12, ist zwischen dem Kolben 20 und dem Deckel 48 ein Vorspannelement 64 angeordnet, welches in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Spiralfeder ausgeführt ist.
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Das Vorspannelement 64 stützt sich einenends am Absatz 56 und anderenends am Kolben 20 ab. Zur gesicherten Positionierung ist das Vorspannelement 64 anderenends in der zweiten Aufnahmeöffnung 46 aufgenommen, wobei es sich dort an einem weiteren Absatz 65, welcher im Kolben 20 ausgebildet ist, anliegend abstützt.
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Der weitere Absatz 65 dient neben einer Abstützung des Vorspannelementes 64 einer Begrenzung der axialen Kolbenbewegung, da der weitere Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser D2 in die zweite Aufnahmeöffnung 46 hineinragend und an dem weiteren Absatz 65 anschlagbar ausgebildet ist.
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Die Vermeidung des Abhebens des Stiftes 44 vom Deckel 48 unterstützend, weist das erfindungsgemäße Druckregelventil 10 zur Dämpfung der Bewegung des Stiftes 44 in Richtung des Deckels 48 eine hydraulische Endlagendämpfung 68 auf. Die hydraulische Endlagendämpfung 68 zeichnet sich dadurch aus, dass der Stift 44 an seinem vom Kolben 20 abgewandt ausgebildeten Ende hydraulisch gelagert ist. Die hydraulische Lagerung ist derart ausgebildet, dass mit Hilfe von zwischen der dem Deckel 48 zugewandt ausgebildeten Stiftstirnfläche 45 und dem Deckel 48 vorliegenden Hydraulikfluid eine Kraft ausgebildet wird, die der Bewegung des Stiftes 44 entgegenwirkt und dadurch die Bewegung des Stiftes 44 dämpft.
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Zur Entlastung des zweiten Volumens V2 ist im Reglergehäuse 14 eine Entlastungsöffnung 70 ausgestaltet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel im Reglergehäuse 14 neben dem Tankanschluss T als durchströmbare Bohrung ausgeführt ist. Die Entlastungsöffnung 70 stellt eine durchströmbare Verbindung zwischen dem zweiten Volumen V2 und dem Tankanschluss T her.
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Die Entlastungsöffnung 70 ist so am Druckregelventil 10 auszubilden, dass das zweite Volumen V2 vollständig mit Hydraulikfluid befüllt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die dargestellte waagrechte Lage des Druckregelventils 10 seiner Einbaulage. Somit ist zur gesicherten Befüllung des zweiten Volumens V2 die Entlastungsöffnung 70 über dem Stift 44 und dem Deckel 48 liegend in einem Winkel von 90° zur Längsachse 18 angeordnet.
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In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist zur unabhängigen Positionierung der Entlastungsöffnung 70 diese mit einer weiteren Anbindung an den Tankanschluss T durchströmbar verbunden. Das heißt mit anderen Worten, dass die Montage des Druckregelventils 10 unabhängig von einer lageorientierten Ausrichtung der Entlastungsöffnung 70 möglich ist, bei gleichzeitiger Sicherung der vollständigen Befüllung des zweiten Volumen V2.
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Der Deckel 48 besitzt zur schnellen Montage am Außenumfang der Absatzfläche 84 eine Fase 76, sodass eine vereinfachte Einführung des Deckels 48 erfolgen kann. Die zweite Elementstirnfläche 82 ist zur einfachen und sicheren Aufnahme der Klemmelemente 54 in deren Richtung gebogen ausgeführt.
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Das erfindungsgemäße Druckregelventil 10, welches gemäß 2 ausgebildet ist, weist zur gesicherten Vermeidung einer Abhebung des Stiftes 44 vom Anschlag 48 ein am Stift 44 angreifendes Vorspannelement 64 auf. Somit wird mit Hilfe der dem Vorspannelement 64 inhärenten Vorspannung der Stift 44 unter allen, am Druckregelventil 10 anliegenden Druckverhältnissen gegen den Deckel 48 gedrückt, wobei das Vorspannelement 64 gemäß den maximal möglichen Druckverhältnissen auszulegen ist.
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Zur verbesserten Erläuterung ist eine Hydraulikeinheit 200 des elektromagnetischen Druckregelventils 10 gemäß 2, umfassend das Reglergehäuse 14, den Kolben 20, den Stift 44 sowie den Deckel 48, in 3 vergrößert dargestellt.
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Das Vorspannelement 64 ist somit sich am Kolben 20, an dessen dem Deckel 48 zugewandt ausgebildeten weiteren Absatz 65, sowie am Stift 44 abstützend ausgeführt. Demgemäß besteht weiterhin die Zurückstellung des Kolbens 20 mit Hilfe des Vorspannelementes 64, wobei gleichzeitig, aufgrund der Vorspannkraft, der Stift 44 gegen den Deckel 48 gedrückt wird. Das heißt mit anderen Worten, dass sich bei einer Zurückstellung des Kolbens 20 in die vom Deckel 48 abgewandte Richtung, das Vorspannelement 64 beidseitig ausdehnen kann, wobei es aufgrund seiner Vorspannkraft einenends gegen den Kolben 20 und anderenends gegen den Stift 44 drückt.
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Der Stift 44 des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils 10 im ersten Ausführungsbeispiel weist einen zylindrischen Stiftabschnitt 86 mit einem Stiftdurchmesser DS und einen mit dem Stiftabschnitt 86 einstückig ausgebildeten Stiftkopf 88 mit einem Kopfdurchmesser DK auf, wobei der Kopfdurchmesser DK größer ausgeführt ist als der Stiftdurchmesser DS.
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Der Stiftkopf 88 ist dem Deckel 48 zugewandt sphärisch ausgeführt. Das heißt mit anderen Worten, dass eine dem Deckel 48 zugewandt ausgebildete Kopffläche 90 sphärisch ausgebildet ist. Ebenso könnte der Stiftkopf 88 auch konvex oder ballig ausgebildet sein. Die Kopffläche 90 ist die am Deckel 48 anliegende Fläche des Stiftes 44, entsprechend der Stiftstirnfläche 45.
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Der Stift 44 weist dem Stiftkopf 88 zugewandt einen Stiftabsatz 92 auf, welcher einer radialen Abstützung des den Stiftabschnitt 86 aufnehmenden Vorspannelementes 64 dient, welches sich an einer von der Kopffläche 90 abgewandt ausgebildeten Stützfläche 94 des Stiftkopfes 88 abstützt. Somit ist der Stift 44 zur Abstützung des Vorspannelementes 64 in axialer Richtung und radialer Richtung ausgebildet.
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Ein Durchmesser DV des Vorspannelementes 64 ist kleiner als der Durchmesser DK und größer als der Durchmesser DS, damit eine gesicherte und freie Bewegbarkeit des Vorspannelementes 64 erfolgen kann, welches in diesem Ausführungsbeispiel kostengünstig in Form einer Spiralfeder ausgeführt ist.
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Der Stiftkopf 88 ist zur Anlage am Deckel 48 ausgebildet. Hierzu ist der Deckel 48 semi-hohlzylindrisch ausgebildet, wobei seine erste Elementstirnfläche 80 eben, sich über den gesamten ersten Durchmesser D1 erstreckend ausgebildet ist. Dies führt zu einer kostengünstigen Herstellung des Deckels 48 im Vergleich zum Deckel 48 des Standes der Technik, welcher zwei Durchmesser D1, D2 aufweisend, sowie zwei Aufnahmeöffnungen 50, 52 aufweisend, ausgeführt ist.
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Mit Hilfe des sphärisch ausgebildeten Stiftkopfes 88 ist ein Punktkontakt zur optimalen Kraftübertragung zwischen dem Deckel 48 und dem Stift 44 ausgebildet. Ebenso könnte der Stiftkopf 88 auch zur Herbeiführung eines Linienkontaktes ausgebildet sein. Auch könnte die erste Elementstirnfläche 80, welche in Kontakt mit dem Stift 44 steht konvex gekrümmt sein, ballig oder sphärisch ausgebildet sein, wobei in diesem Fall bevorzugt die Kopffläche 90 eben ausgebildet ist.
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Ein hierzu vergleichbar ausgebildetes zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Druckregelventils 10, ist in 4 illustriert. Der Deckel 48 ist zumindest den Stiftkopf 88 mit dem sich am Stiftkopf 88 abstützenden Vorspannelement 64 aufnehmbar ausgebildet. Die Kopffläche 90 ist eben ausgeführt und liegt an einem konvex ausgebildeten Innenabsatz 96 des Deckels 48, welcher in der Aufnahmeöffnung 50 ausgebildet ist, an. Der Deckel 48 weist die Entlastungsöffnung 70 auf, wobei eine mit dem zweiten Volumen V2 durchströmbar verbundene Entlastungsöffnung ausgebildet ist.
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Im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 48 kostengünstig in einem Tiefziehverfahren hergestellt, wobei sich auf einfache Weise der Innenabsatz 96 unter Herbeiführung der zur Aufnahme der Klemmelemente 54 ausgebildete Aufnahmeöffnung 52 ausbilden lässt.
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Der Deckel 48 des gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildeten Druckregelventils 10 weist die Entlastungsöffnung 70 auf, welche eine durchströmbare Verbindung der ersten Aufnahmeöffnung 16 mit einem Leckagetankanschluss TL ist. Die Entlastungsströmöffnung 70 dient dem Abfluss von Leckagefluid, insbesondere bei einer Bewegung des Kolbens 20 zur Herbeiführung einer Strömungsverbindung zwischen dem Tankanschluss P und dem Versorgungsanschluss A.
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Das Vorspannelement 64 ist im zweiten Ausführungsbeispiel sich an einem an einer Mantelfläche 100 des Kolbens 20 ausgebildeten Absatz 102 abstützend ausgeführt. Der Absatz 102 ist bei einer Verschiebung des Kolbens 20 in Richtung des Deckels 48, in dessen dem Stift 44 zugewandt ausgebildeten Aufnahmeöffnung 50 aufnehmbar.
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5 zeigt einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Stift 44 zylinderförmig ohne Stiftkopf oder Stiftabsatz ausgebildet und liegt mit seiner Stirnfläche 45 an dem Anschlag 48 an. Der Stift 44 weist mit anderen Worten einen einzigen Durchmesser DS auf. An seiner Elementstirnfläche 80 weist der Anschlag 48 einen beispielsweise konvex ausgebildeten Vorsprung 89 an.
Der Vorsprung 89 kann einteilig an dem Anschlag 48 ausgebildet sein. Denkbar ist jedoch ebenso, beispielsweise eine Kugel in den Anschlag 48 bzw. einen Vorsprung des Anschlages 48 einzupressen, um einen Punkt- oder Linienkontakt zwischen dem Stift 44 und dem Anschlag 48 herzustellen und so Hystereseeinflüsse durch bspw. Winkelfehler zwischen dem Anschlag 48 und dem Stift 44 zu reduzieren.
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Wie aus 5 ersichtlich, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Stift 44 in der zweiten Aufnahmebohrung 46 axial verschieblich geführt. Als weiteren Unterschied ist das zur Vorspannung des Stiftes 44 vorgesehene Vorspannelement 64 nicht den Stift 44 umfassend ausgebildet, sondern dieses ist zwischen dem Kolben 20 und dem Stift 44 in der zweiten Ausnahmebohrung 46 positioniert. Dabei liegt das Vorspannelement 64 an einer dem Anschlag 48 abgewandten, weiteren Stiftstirnfläche 91 und einem Boden 93 der zweiten Aufnahmebohrung 46 an.
Zusätzlich zur Vorspannung des Stiftes 44 bewegt das Vorspannelement 64 den Kolben 20 in unbestromten Zustand des elektromagnetischen Stellers 12 in seine Null- oder Ausgangsstellung.
Ein weiteres, hier nicht dargestelltes Federelement kann vorgesehen sein, welches direkt oder indirekt zwischen Kolben 20 und Anschlag 48 angeordnet den Kolben 20 in seine Ausgangsstellung vorspannt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10241449 A1 [0002]
- EP 1762765 A2 [0002]
