DE102021214013A1 - Directional control valve for a motor vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Wegeventil (1) für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs. Das Wegeventil (1) umfasst ein Ventilgehäuse (2) und einen Ventilschieber (3), wobei das Ventilgehäuse (2) einen Zulauf-Anschluss (8.2) und einen Arbeits-Anschluss (8.3) bildet, und wobei der Ventilschieber (3) in seinem Inneren einen Hohlraum (19), eine erste Öffnung (20.1) und eine zweite Öffnung (20.2) bildet. Der Hohlraum (19) ist über die zweite Öffnung (20.2) mit dem Arbeits-Anschluss (8.3) verbunden. Der Ventilschieber (3) kann in eine erste Schaltstellung und in eine zweite Schaltstellung verstellt werden. Das Ventilgehäuse (2) verschließt eine Verbindung zwischen dem Hohlraum (19) und dem Zulauf-Anschluss (8.2) über die erste Öffnung (20.1), wenn sich der Ventilschieber (3) in seiner ersten Schaltstellung befindet. Der Hohlraum (19) ist über die erste Öffnung (20.1) mit dem Zulauf-Anschluss (8.2) verbunden, wenn sich der Ventilschieber (3) in seiner zweiten Schaltstellung befindet.The invention relates to a directional valve (1) for a transmission of a motor vehicle. The directional control valve (1) comprises a valve housing (2) and a valve slide (3), the valve housing (2) forming an inlet connection (8.2) and a working connection (8.3), and the valve slide (3) in its Inside a cavity (19), a first opening (20.1) and a second opening (20.2) forms. The cavity (19) is connected to the working connection (8.3) via the second opening (20.2). The valve spool (3) can be moved into a first switching position and into a second switching position. The valve housing (2) closes a connection between the cavity (19) and the inlet connection (8.2) via the first opening (20.1) when the valve slide (3) is in its first switching position. The cavity (19) is connected to the inlet connection (8.2) via the first opening (20.1) when the valve slide (3) is in its second switching position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Wegeventil für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a directional control valve for a transmission of a motor vehicle.
Strömungskräfte an einem Ventilschieber eines Wegeventils können Regelabweichungen verursachen und für Regelinstabilitäten verantwortlich sein. Die genannten Strömungskräfte treten insbesondere bei Ventilschiebern mit hohen Volumenströmen und hohen Druckdifferenzen auf. Stark vereinfacht erzeugt dabei die Strömungskraft zwischen dem Ventilgehäuse und dem Ventilschieber eine auf den Ventilschieber in Schließrichtung wirkende Kraft, welche zu Druckabweichungen führt, die abhängig von einem Volumenstrom sind, der durch das Wegeventil geleitet wird. Zudem muss der Volumenstrom im Wegeventil mehrfach umgelenkt werden, wodurch sich im instationären Zustand (Volumenstromänderung) Impulskräfte auf den Ventilschieber auswirken, was zu Instabilitäten in der Regelung führen kann. Aus dem Stand der Technik sind Geometrien an Ventilschiebern bekannt, die beispielsweise über definierte Winkel-Geometrien und Kegel-Geometrien den störenden Einfluss der Strömungskraft reduzieren sollen.Flow forces on a valve spool of a directional control valve can cause control deviations and be responsible for control instabilities. The flow forces mentioned occur in particular in the case of valve slides with high volume flows and high pressure differences. To put it simply, the flow force between the valve housing and the valve slide generates a force that acts on the valve slide in the closing direction, which leads to pressure deviations that are dependent on a volume flow that is conducted through the directional control valve. In addition, the volume flow in the directional control valve has to be deflected several times, which means that in the transient state (change in volume flow), impulse forces act on the valve spool, which can lead to instabilities in the control system. From the state of the art, geometries on valve slides are known which, for example, are intended to reduce the disruptive influence of the flow force via defined angle geometries and cone geometries.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, ein Wegeventil bereitzustellen, bei dem Reaktionskräfte, die durch den stationären und instationäre Anteil der Strömungskraft verursacht werden, auf alternative Weise neutralisiert bzw. reduziert werden.An object of the present invention can be seen as providing a directional control valve in which reaction forces caused by the stationary and non-stationary component of the flow force are neutralized or reduced in an alternative manner.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.
Die vorliegende Erfindung schlägt eine optimierte Ventilgeometrie vor, die bewirkt, dass sich die Reaktionskräfte, die durch den stationären und instationäre Anteil der Strömungskraft verursacht werden, innerhalb der Ventilkolbengeometrie weitestgehend „neutralisieren“ und sich nicht nach „außen hin“ auf die Stellung des Ventilschiebers relativ zu dem Ventilgehäuse auswirken.The present invention proposes an optimized valve geometry that has the effect that the reaction forces caused by the stationary and non-stationary part of the flow force are largely “neutralized” within the valve piston geometry and are not “outward” relative to the position of the valve slide to the valve body.
Umgesetzt wird dies insbesondere über Varianten verschiedener Hohlkörper-Geometrien des Ventilschiebers des Wegeventils. Der Ventilschieber formt dabei in seinem Inneren einen Hohlraum, durch den das Öl geleitet werden kann, das durch das Wegeventil fließt. Somit kann eine Strömungsumlenkung durch den Hohlraum des Ventilschiebers erfolgen. Durch die in den Hohlraum verlagerte Strömungsumlenkung wird ein Großteil der störenden Strömungskräfte nach „außen“ eliminiert, da sich die resultierenden Kräfte im Inneren des Ventilschiebers nur auf den Ventilschieber selbst auswirken, aber nicht in Bezug auf die Stellung des Ventilschiebers relativ zu dem Ventilgehäuse.This is implemented in particular via variants of different hollow body geometries of the valve slide of the directional control valve. The valve slide forms a cavity inside through which the oil that flows through the directional control valve can be routed. A flow deflection can thus take place through the cavity of the valve slide. The flow deflection shifted into the cavity eliminates a large part of the disruptive flow forces to the "outside", since the resulting forces inside the valve spool only affect the valve spool itself, but not in relation to the position of the valve spool relative to the valve housing.
In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein Wegeventil für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Das Wegeventil umfasst ein Ventilgehäuse und einen Ventilschieber.In this sense, according to a first aspect of the invention, a directional control valve for a transmission of a motor vehicle is provided. The directional control valve includes a valve housing and a valve spool.
Das Ventilgehäuse bildet einen Zulauf-Anschluss und einen Arbeits-Anschluss. Über den Zulauf-Anschluss kann dem Wegeventil Hydraulikflüssigkeit zugeführt werden, insbesondere Öl, wobei die Hydraulikflüssigkeit unter einem Systemdruck stehen kann, der durch eine Hydraulikpumpe des Automatikgetriebes erzeugt werden kann. Der Arbeits-Anschluss kann beispielsweise mit einer Kupplung eines Automatikgetriebes verbunden sein, innerhalb welchem das erfindungsgemäße Wegeventil verbaut sein kann, sodass im Bereich des Arbeits-Anschlusses ein geregelter Arbeitsdruck vorherrschen kann, welcher einem Kupplungsdruck entspricht.The valve housing forms an inlet connection and a working connection. Hydraulic fluid, in particular oil, can be supplied to the directional control valve via the inlet connection, with the hydraulic fluid being able to be under a system pressure which can be generated by a hydraulic pump of the automatic transmission. The working port can be connected, for example, to a clutch of an automatic transmission, within which the directional control valve according to the invention can be installed, so that a regulated working pressure can prevail in the area of the working port, which corresponds to a clutch pressure.
Der Ventilschieber bildet in seinem Inneren einen Hohlraum, eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung. Die erste Öffnung und die zweite Öffnung erstrecken sich insbesondere in einer radialen Richtung des Ventilschiebers. Der Hohlraum ist über die zweite Öffnung mit dem Arbeits-Anschluss verbunden. Somit kann Hydraulikflüssigkeit einerseits aus dem Hohlraum des Ventilschiebers über die zweite Öffnung in den Arbeits-Anschluss gelangen. Andererseits kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeits-Anschluss und über die zweite Öffnung in den Hohlraum gelangen und diesen füllen. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Öl, von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt. Unter dem Merkmal „getrennt“ oder „nicht verbunden“ hingegen kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweils voneinander getrennten Elemente nicht hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass kein Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.The valve spool defines a cavity, a first opening and a second opening therein. In particular, the first opening and the second opening extend in a radial direction of the valve spool. The cavity is connected to the working port via the second opening. Thus, on the one hand, hydraulic fluid can get from the cavity of the valve slide via the second opening into the working connection. On the other hand, hydraulic fluid can get out of the working connection and through the second opening into the cavity and fill it. The term "connected" means in particular that the elements connected to one another are connected to one another in a hydraulically conductive manner, i.e. that hydraulic fluid, in particular oil, can flow from one element to the other element and, if necessary, vice versa. The feature "separate" or "not connected", on the other hand, can be understood in particular to mean that the elements that are separated from one another are not hydraulically connected to one another, i.e. that no oil can flow from one element to the other element and, if necessary, vice versa.
Der Ventilschieber kann in eine erste Schaltstellung und in eine zweite Schaltstellung verstellt werden. Wenn sich der Ventilschieber in seiner ersten Schaltstellung befindet, dann verschließt das Ventilgehäuse eine Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Zulauf-Anschluss über die erste Öffnung. In diesem Fall kann keine Hydraulikflüssigkeit aus dem Zulauf-Anschluss über die erste Öffnung, den Hohlraum und die zweite Öffnung in den Arbeits-Anschluss gelangen und über diesen aus dem Wegeventil abfließen. Allerdings bleibt der Arbeits-Anschluss - unabhängig davon, in welcher Schaltstellung sich der Ventilschieber befindet - stets über die zweite Öffnung mit dem Hohlraum verbunden, sodass ein Austausch von Hydraulikflüssigkeit zwischen dem Hohlraum und dem Arbeits-Anschluss gewährleistet ist.The valve slide can be moved into a first switching position and into a second switching position. When the valve slide is in its first switching position, the valve housing closes a connection between the cavity and the inflow connection via the first opening. In this case, no hydraulic fluid can get from the inflow connection via the first opening, the hollow space and the second opening into the working connection and flow out of the directional valve via this. However, he stays The working connection—regardless of the switch position in which the valve spool is located—is always connected to the cavity via the second opening, so that an exchange of hydraulic fluid between the cavity and the working connection is ensured.
Wenn sich der Ventilschieber hingegen in seiner zweiten Schaltstellung befindet, dann ist der Zulauf-Anschluss über die erste Öffnung mit dem Hohlraum verbunden. Weiterhin ist der Hohlraum auch in der zweiten Schaltstellung des Ventilschiebers über die zweite Öffnung mit dem Arbeits-Anschluss verbunden. In diesem Fall kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Zulauf-Anschluss ausschließlich über die erste Öffnung, den Hohlraum und die zweite Öffnung in den Arbeits-Anschluss gelangen und über den Arbeits-Anschluss aus dem Wegeventil abfließen, z.B. in Richtung der Kupplung. Wenn an dem Zulauf-Anschluss der Systemdruck anliegt, so kann dieser in der zweiten Schaltstellung beispielsweise zum Betätigen der Kupplung genutzt werden, die mit dem Arbeits-Anschluss verbunden sein kann. Somit kann eine Umlenkung der ÖIströmung ausschließlich über den Hohlraum und die Öffnungen des Ventilschiebers erfolgen. Eine Umlenkung der Ölströmung über entbehrliche Kolben des Ventilschiebers entfällt samt der damit verbundenen Regelungsprobleme.If, on the other hand, the valve slide is in its second switching position, then the inflow connection is connected to the cavity via the first opening. Furthermore, the cavity is also connected to the working port via the second opening when the valve slide is in the second switching position. In this case, hydraulic fluid from the inflow port can reach the working port exclusively via the first opening, the cavity and the second opening and can flow out of the directional control valve via the working port, e.g. in the direction of the clutch. If the system pressure is present at the inflow connection, this can be used in the second switching position, for example, to actuate the clutch, which can be connected to the working connection. Thus, the oil flow can be deflected exclusively via the cavity and the openings of the valve slide. A deflection of the oil flow via the dispensable piston of the valve slide is eliminated, along with the associated control problems.
In einer Ausführungsform bildet das Ventilgehäuse einen Vorbefüll-Anschluss und der Ventilschieber bildet in seinem Inneren eine dritte Öffnung. Der Ventilschieber kann dabei in eine dritte Schaltstellung verstellt werden. Die erste Schaltstellung befindet sich in der Längsrichtung des Ventilschiebers insbesondere zwischen der zweiten Schaltstellung und der dritten Schaltstellung. Der Ventilschieber kann somit aus der mittleren ersten Schaltstellung entweder in die eine Richtung verstellt werden, um in die zweite Schaltstellung zu gelangen, oder in die entgegengesetzte Richtung, um in die dritte Schaltstellung zu gelangen.In one embodiment, the valve housing forms a pre-charge port and the valve spool forms a third opening therein. The valve slide can be adjusted to a third switching position. The first switching position is located in the longitudinal direction of the valve slide, in particular between the second switching position and the third switching position. The valve spool can thus be moved from the middle first switching position either in one direction in order to reach the second switching position, or in the opposite direction in order to reach the third switching position.
Wenn sich der Ventilschieber in seiner dritten Schaltstellung befindet, dann ist der Hohlraum über die dritte Öffnung mit dem Vorbefüll-Anschluss verbunden. Weiterhin ist der Arbeitsanschluss über die zweite Öffnung des Ventilschiebers mit dem Hohlraum verbunden, wenn sich der Ventilschieber in seiner dritten Schaltstellung befindet. Somit kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeits-Anschluss, der mit der Kupplung verbunden sein kann, ausschließlich über die zweite Öffnung, den Hohlraum und die dritte Öffnung in den Vorbefüll-Anschluss gelangen und über diesen aus dem Wegeventil abfließen. Die zweite Schaltstellung des Ventilschiebers kann eine Ausgangsstellung des Ventilschiebers darstellen. Der Kupplungsdruck kann dabei mit dem Vorbefülldruck verbunden werden, wobei die Druckzuführung über den Ventilschieber abgedichtet wird. Der Vorbefülldruck, der am Vorbefüll-Anschluss anliegt, kann beispielsweise 0,4 bar betragen und ausreichen, um ein Leerlaufen von Leitungen des Getriebes und der Kupplung zu vermeiden. Wenn sich der Ventilschieber hingegen in der ersten Schaltstellung oder in der zweiten Schaltstellung befindet, dann verschließt das Ventilgehäuse eine Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Vorbefüll-Anschluss über die dritte Öffnung. Somit kann keine Hydraulikflüssigkeit aus dem Hohlraum über die zweite dritte Öffnung in den Vorbefüll-Anschluss gelangen und über diesen aus dem Wegeventil abfließen.When the valve spool is in its third switching position, the cavity is connected to the pre-filling connection via the third opening. Furthermore, the working port is connected to the cavity via the second opening of the valve slide when the valve slide is in its third switching position. Hydraulic fluid from the working connection, which can be connected to the clutch, can thus reach the pre-filling connection exclusively via the second opening, the cavity and the third opening and can flow out of the directional control valve via this connection. The second switching position of the valve slide can represent an initial position of the valve slide. The clutch pressure can be connected to the pre-filling pressure, with the pressure supply being sealed off via the valve slide. The pre-filling pressure present at the pre-filling connection can be 0.4 bar, for example, and can be sufficient to prevent the lines of the transmission and the clutch from running empty. If, on the other hand, the valve slide is in the first switching position or in the second switching position, then the valve housing closes a connection between the cavity and the pre-filling connection via the third opening. Thus, no hydraulic fluid can get from the cavity via the second, third opening into the pre-filling connection and flow out of the directional control valve via this.
Das Wegeventil kann weiterhin ein Rückstellelement umfassen, wobei das Rückstellelement eine Vorspannkraft erzeugt, welche den Ventilschieber in der dritten Schaltstellung vorspannt. Durch die Vorspannkraft tendiert der Ventilschieber dazu, sich in die dritte Schaltstellung zu bewegen oder in seiner Schließstellung zu verbleiben. Insbesondere kann durch die Vorspannkraft der Ventilschieber in seiner dritten Schaltstellung verbleiben, solange eine Stellkraft unterhalb der Vorspannkraft liegt. Auf diese Weise kann eine sichere Vorbefüllung von Leitungen und Kupplung(en) des Getriebes gewährleistet werden.The directional control valve can also include a restoring element, the restoring element generating a prestressing force which prestresses the valve slide in the third switching position. Due to the biasing force, the valve spool tends to move to the third switching position or to remain in its closed position. In particular, the valve slide can remain in its third switching position as a result of the prestressing force as long as an actuating force is below the prestressing force. In this way, a safe pre-filling of lines and clutch(es) of the transmission can be guaranteed.
Das Wegeventil kann ferner ein elektromechanisches Regelelement umfassen. Das elektromechanische Regelelement (z.B. ein linear verstellbarer Stößel des elektromechanischen Regelelements), kann eine Stellkraft auf den Ventilschieber ausüben, wobei die Stellkraft des elektromechanischen Regelelements der Vorspannkraft des Rückstellelements entgegenwirkt. Der Ventilschieber kann mittels der Stellkraft des elektromechanischen Regelelements entgegen der Vorspannkraft des Rückstellelements aus der dritten Schaltstellung in die erste Schaltstellung verstellt werden, in welcher sich das Wegeventil in seinem Regelzustand befindet. Weiterhin kann der Ventilschieber mittels der Stellkraft des elektromechanischen Regelelements entgegen der Vorspannkraft des Rückstellelements aus der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung verstellt werden, in welcher der Zulauf-Anschluss mit dem Arbeitsanschluss verbunden ist.The directional valve can also include an electromechanical control element. The electromechanical control element (e.g. a linearly adjustable tappet of the electromechanical control element) can exert an actuating force on the valve spool, with the actuating force of the electromechanical control element counteracting the prestressing force of the restoring element. The valve slide can be adjusted by means of the actuating force of the electromechanical control element against the biasing force of the restoring element from the third switching position to the first switching position, in which the directional control valve is in its control state. Furthermore, the valve spool can be adjusted by the actuating force of the electromechanical control element against the biasing force of the restoring element from the first switching position to the second switching position, in which the inlet port is connected to the working port.
In einer Ausführungsform ist der Ventilschieber gestuft ausgeführt, sodass eine Druckrückführung über eine Differenzfläche möglich ist. Auf eine der Stirnflächen des Ventilschiebers wirkt die Stellkraft auf den Ventilschieber, erzeugt beispielsweise durch das elektromechanische Regelelement. Für eine Regelfunktion muss dieser Stellkraft eine rückmeldende Kraft entgegenwirken, was über eine Stufe am Ventilschieber umgesetzt wird. Die Stufe befindet sich insbesondere in einer Ventiltasche des geregelten Arbeitsdrucks, insbesondere der Kupplungsdruck. Die Vorspannkraft des Rückstellelements ist lediglich ein „Offset“-Wert und liefert keinen Beitrag zur Druckregelung. In diesem Sinne weist der Ventilschieber in einer weiteren Ausführungsform an seinem äußeren Umfang eine in radialer Richtung verlaufende Stufe auf, wobei die Stufe im Bereich des Arbeits-Anschlusses angeordnet ist, sodass der an dem Arbeitsanschluss anliegende Druck im Sinne einer Druckrückführung eine Rückstellkraft auf die Stufe ausübt, wobei die Rückstellkraft dem Stelldruck des elektromechanischen Regelelements entgegenwirkt.In one embodiment, the valve slide has a stepped design, so that pressure feedback is possible via a differential area. The actuating force acts on one of the end faces of the valve slide, generated for example by the electromechanical control element. For a control function, this actuating force must be counteracted by a feedback force, which is implemented via a step on the valve spool. The stage is in particular in a valve pocket of the regulated working pressure, in particular the clutch pressure. The biasing force of the restoring element is only an "offset" value and makes no contribution to pressure control. In this sense, in a further embodiment, the valve slide has a step running in the radial direction on its outer circumference, the step being arranged in the area of the working port, so that the pressure present at the working port exerts a restoring force on the step in the sense of a pressure return exerts, the restoring force counteracts the actuating pressure of the electromechanical control element.
Beispielsweise kann das Rückstellelement auf einen hohl ausgestalteten Stopfen wirken, der in den Ventilschieber eingepresst ist. Der Stopfen kann einen Innenraum und eine innere Fläche, z.B. eine kreisförmige Fläche bilden. Die innere Fläche kann senkrecht zu einer möglichen Verstellrichtung des Ventilschiebers verlaufen. Das Rückstellelement kann beispielsweise eine Feder umfassen. Die Feder kann z.B. innerhalb des Innenraums des Stopfens angeordnet sein und eine Rückstellkraft in Form einer Federkraft erzeugen, die axial in Richtung der Anschlüsse auf die innere Fläche wirkt. In diesem Sinne umfasst der Ventilschieber in einer weiteren Ausführungsform einen Stopfen. Der Stopfen ist unbeweglich innerhalb des Ventilschiebers angeordnet, wobei der Stopfen eine in der Längsrichtung des Ventilschiebers verlaufende Stopfen-Längsbohrung aufweist, welche einen Teil des Rückstellelements aufnimmt.For example, the restoring element can act on a hollow plug that is pressed into the valve slide. The plug may define an interior space and an inner surface, e.g., a circular surface. The inner surface can run perpendicular to a possible adjustment direction of the valve slide. The restoring element can comprise a spring, for example. For example, the spring may be located within the interior of the plug and generate a restoring force in the form of a spring force acting axially towards the ports on the inner surface. In this sense, in a further embodiment, the valve slide comprises a plug. The plug is immovably arranged inside the valve slide, the plug having a plug longitudinal bore which runs in the longitudinal direction of the valve slide and which accommodates a part of the restoring element.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Rückstellkraft im Inneren des Ventilschiebers über einen Druck gebildet werden, der auf eine innere Differenzfläche des Ventilschiebers wirkt. Die Differenzfläche entsteht dadurch, dass sich die Druckkraft innerhalb des Hohlraums nach allen Seiten gleich ausbreitet. Eine Stirnfläche auf der Seite des elektromagnetischen Regelelements wird dabei teilweise, jedoch nicht komplett durch eine Ringfläche kompensiert, die sich auf der dem elektromechanischen Regelelement abgewandten Seite befindet. Somit entsteht die Differenzfläche, die insbesondere der Querschnittsfläche eines innerhalb des Ventilschiebers aufgenommenen, beweglichen Stößels entspricht und eine Rückstellkraft erzeugt, die in der gleichen Richtung wirkt wie die Vorspannkraft des Rückstellelements. In diesem Sinne ist in einer weiteren Ausführungsform ein Stößel des Wegeventils in einer axialen Richtung des Ventilschiebers beweglich innerhalb des Ventilschiebers aufgenommen, wobei der an dem Arbeitsanschluss anliegende Druck im Sinne einer Druckrückführung eine Rückstellkraft in dem Hohlraum des Ventilschiebers erzeugt. Diese Rückstellkraft wirkt auf eine innere Differenzfläche des Ventilschiebers und dem Stelldruck des elektromechanischen Regelelements entgegen.In an alternative embodiment, the restoring force inside the valve slide can be formed by a pressure that acts on an inner differential area of the valve slide. The differential area arises from the fact that the compressive force within the cavity spreads equally to all sides. An end face on the side of the electromagnetic control element is partially, but not completely, compensated by an annular surface that is located on the side facing away from the electromechanical control element. The differential area thus arises, which corresponds in particular to the cross-sectional area of a movable tappet accommodated within the valve slide and generates a restoring force which acts in the same direction as the pretensioning force of the restoring element. In this sense, in a further embodiment, a tappet of the directional control valve is accommodated within the valve slide so that it can move in an axial direction of the valve slide, with the pressure present at the working connection generating a restoring force in the cavity of the valve slide in the sense of a pressure return. This restoring force counteracts an inner differential area of the valve slide and the control pressure of the electromechanical control element.
In diesem Zusammenhang kann auf eine radiale Stufe an dem äußeren Umfang verzichtet werden, sodass der äußere Umfang des Ventilschiebers im Bereich des Arbeits-Anschlusses zylindrisch ausgeführt sein kann, was beispielsweise den Fertigungsaufwand für den Ventilschieber mindert. Das Rückstellelement kann in dieser Ausführungsform innerhalb des Hohlraums angeordnet sein und sich einerseits an dem beweglichen Stößel und andererseits an einem Stopfen abstützen. Der Stopfen kann dabei den Hohlraum auf einer dem beweglichen Stößel abgewandten Seite verschließen und in der axialen Richtung unbeweglich innerhalb des Ventilschiebers aufgenommen sein.In this context, a radial step on the outer circumference can be dispensed with, so that the outer circumference of the valve slide can have a cylindrical design in the area of the working connection, which reduces the manufacturing costs for the valve slide, for example. In this embodiment, the restoring element can be arranged inside the cavity and can be supported on the one hand on the movable tappet and on the other hand on a stopper. The plug can close the cavity on a side facing away from the movable tappet and can be accommodated inside the valve slide so that it cannot move in the axial direction.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt. Das Getriebe umfasst ein Wegeventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Getriebe umfasst weiterhin insbesondere eine Kupplung, wobei an dem ersten Anschluss des Wegeventils ein Systemdruck des Getriebes anliegt, und wobei der zweite Anschluss des Wegeventils mit der Kupplung des Getriebes verbunden ist. Bei dem Getriebe handelt es sich insbesondere um ein Automatikgetriebe.According to a second aspect of the invention, a transmission for a motor vehicle is provided. The transmission includes a directional control valve according to the first aspect of the invention. The transmission also includes, in particular, a clutch, with a system pressure of the transmission being present at the first connection of the directional control valve, and with the second connection of the directional control valve being connected to the clutch of the transmission. The transmission is in particular an automatic transmission.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt
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1 eine Längsschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wegeventils, -
2 eine Längsschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wegeventils und -
3 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe, in demein Wegeventil nach 1 oder 2 verbaut ist.
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1 a longitudinal sectional view of a first embodiment of a directional control valve according to the invention, -
2 a longitudinal sectional view of a second embodiment of a directional valve according to the invention and -
3 a side view of a motor vehicle with a transmission in which adirectional control valve 1 or2 is installed.
Der Ventilschieber 3 weist fünf entlang der Längsachse L angeordnete Ventilbünde 5.1 bis 5.5 auf. Die Ventilbünde 5.1 bis 5.5 sind damit axial - d.h. bezüglich der Längsachse L - aneinander anschließende, zumindest teilweise axial beabstandete Abschnitte des Ventilschiebers 3. Unter einer axialen Anordnung ist in diesem Zusammenhang eine Anordnung in Richtung der Längsachse L zu verstehen.The
In dem Ventilgehäuse 2 sind zwei zur Längsachse L konzentrische, abgestufte Längsbohrungen 7.1 und 7.2 ausgebildet. Diese werden radial von mehreren, als Hohlräumen im Ventilgehäuse 2 ausgebildeten Ventiltaschen 6.1 bis 6.5 durchdrungen. Die Ventiltaschen 6.1 bis 6.5 sind axial voneinander beabstandet sind und erstrecken sich in einer radialen Richtung r des Wegeventils 1 weiter nach außen als die Längsbohrungen 71. und 7.2. Die Ventilbünde 5.1 bis 5.5 trennen je nach axialer Stellung des Ventilschiebers 3 die im Ventilgehäuse 2 ausgebildeten und axial hintereinander angeordneten Ventiltaschen 6.1 bis 6.5 voneinander ab. Das Ventilgehäuse 2 weist weiterhin im Bereich jeder der Ventiltaschen 6.1 bis 6.5 jeweils einen Anschluss 8.1 bis 8.5 auf, welcher jeweils in eine der betreffenden Ventiltaschen 6.1 bis 6.5 mündet und damit mit der jeweils betreffenden Ventiltasche 6.1 bis 6.5 verbunden ist.In the
Im Bereich der ersten Stirnseite S1 sind der erste Ventilbund 5.1, die erste Ventiltasche 6.1 und der erste Anschluss 8.1 angeordnet. Der erste Anschluss 8.1 kann beispielsweise mit einem drucklosen Öltank verbunden werden, sodass im Bereich des Federelements 4 ein Umgebungsdruck herrscht. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt. Unter dem Merkmal „getrennt“ oder „nicht verbunden“ hingegen kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweils voneinander getrennten Elemente nicht hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass kein Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.The first valve collar 5.1, the first valve pocket 6.1 and the first connection 8.1 are arranged in the area of the first end face S1. The first connection 8.1 can be connected, for example, to an unpressurized oil tank, so that there is an ambient pressure in the area of the
Benachbart zu der ersten Ventiltasche 6.1 und dem ersten Anschluss 8.1 und mit Abstand zu den genannten Elementen 6.1 und 8.1 in der zweiten Richtung x2 sind die zweite Ventiltasche 6.2 und der zweite Anschluss 8.2 (Zulauf-Anschluss) angeordnet. An dem zweiten Anschluss 8.2 liegt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein geregelter Zulaufdruck an, welcher einem Systemdruck des Getriebes entspricht, innerhalb welchem das Wegeventil 1 verbaut ist.The second valve pocket 6.2 and the second connection 8.2 (inlet connection) are arranged adjacent to the first valve pocket 6.1 and the first connection 8.1 and at a distance from the named elements 6.1 and 8.1 in the second direction x2. In the exemplary embodiment shown, a regulated inlet pressure is present at the second connection 8.2, which corresponds to a system pressure of the transmission in which the
Benachbart zu der zweiten Ventiltasche 6.2 und dem zweiten Anschluss 8.2 und mit Abstand zu den genannten Elementen 6.2 und 8.2 in der zweiten Richtung x2 sind der zweite und dritte Ventilbund 5.2 und 5.3, die dritte Ventiltasche 6.3 und der dritte Anschluss 8.3 (Arbeits-Anschluss) angeordnet. In der dritten Ventiltasche 6.3 und im Bereich des dritten Anschlusses 8. 3 herrscht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein geregelter Arbeitsdruck vor, welcher dem Druck einer Kupplung des Getriebes entspricht.The second and third valve collars 5.2 and 5.3, the third valve pocket 6.3 and the third port 8.3 (working port) are adjacent to the second valve pocket 6.2 and the second port 8.2 and at a distance from the named elements 6.2 and 8.2 in the second direction x2. arranged. In the exemplary embodiment shown, there is a regulated working pressure in the third valve pocket 6.3 and in the area of the third connection 8.3, which pressure corresponds to the pressure of a clutch of the transmission.
Benachbart zu dem dritten Ventilbund 5.3, der dritten Ventiltasche 6.3 und dem dritten Anschluss 8.3 und mit Abstand zu den genannten Elementen 5.3, 6.3, 8.3 in der zweiten Richtung x2 sind der vierte Ventilbund 5.4, die vierte Ventiltasche 6.4 und der vierte Anschluss 8.4 (Vorbefüll-Anschluss) angeordnet. In der vierten Ventiltasche 6.4 und am vierten Anschluss 8.4 liegt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Vorbefülldruck an (z.B. 0,4 bar), welcher der Vermeidung eines Leerlaufens von Leitungen und der Kupplung des Getriebes dient, innerhalb welchem das Wegeventil 1 verbaut ist. Schließlich sind im Bereich einer zweiten Stirnseite S2 des Wegeventils 1 benachbart zu dem vierten Ventilbund 5.4, der vierten Ventiltasche 6.4 und dem vierten Anschluss 8.4 und mit Abstand zu den genannten Elementen 5.4, 6.4, 8.4 in der zweiten Richtung x2 der fünfte Ventilbund 5.5, die fünfte Ventiltasche 6.5 und der fünfte Anschluss 8.5 angeordnet.The fourth valve collar 5.4, the fourth valve pocket 6.4 and the fourth connection 8.4 (prefill connection) arranged. In the exemplary embodiment shown, there is a pre-filling pressure (e.g. 0.4 bar) in the fourth valve pocket 6.4 and at the fourth connection 8.4, which serves to prevent lines and the clutch of the transmission from emptying, within which the
Über den fünften Anschluss 8.5 kann Hydraulikflüssigkeit in die fünfte Ventiltasche 6.5 gelangen, die fünfte Ventiltasche 6.5 ausfüllen und in der ersten axialen Richtung x1 auf ein stirnseitiges Ende 9 des Ventilschiebers 3 wirken, um den Ventilschieber 3 entgegen der Federkraft des Federelements 4 in die erste axiale Richtung x1 zu bewegen. Alternativ kann ein Stößel eines elektromagnetischen Regelelements eine Stellkraft erzeugen, die auf das stirnseitige Ende 9 des Ventilschiebers 3 wirkt, um den Ventilschieber 3 entgegen der Federkraft (Vorspannkraft) des Federelements 4 in die erste axiale Richtung x1 zu bewegen (vgl.
Für eine Regelfunktion kann dieser Stellkraft eine rückmeldende Kraft entgegenwirken, was über eine Stufe 21 am Ventilschieber 3 umgesetzt wird. Die Stufe 21 befindet sich in dem durch
Der strömungsleitende Ventilschieber 3 weist keine strömungsleitenden Kolben auf, die in der radialen Richtung r von dem Ventilschieber 3 abstehen. Verbindungen zwischen den Anschlüssen 8.2 bis 8.4 werden nicht durch Zwischenräume einander benachbarter Kolben und Ventiltaschen bzw. Anschlüssen hergestellt. Abgesehen von etwaigen Leckageströmen zwischen der Außenfläche des Ventilschiebers 3 und der durch die Längsbohrungen 7.1, 7.2 definierten Ventilschieber-Lauffläche des Ventilgehäuses 2 wird kein Öl über die Außenfläche des Ventilschiebers 3 umgelenkt. Stattdessen ist der Ventilschieber 3 hohl ausgestaltet, sodass Verbindungen zwischen den Anschlüssen 8.2 bis 8.4 ausschließlich über eine im Folgenden näher beschriebene Hohlkörpergeometrie des Ventilschiebers 3 hergestellt werden können.The flow-guiding
Der Ventilschieber 3 weist eine Längsbohrung 10 auf. Die Längsbohrung 10 erstreckt sich in der Längsrichtung L des Wegeventils 1 von einer äußeren Stirnfläche 11 des Ventilschiebers 3 auf der ersten Stirnseite S1 bis zu einer inneren Stirnfläche 12, die sich im Inneren des Ventilschiebers 3 befindet.The
Ein Stopfen 13 verschließt die Längsbohrung 10 in Richtung der äußeren Stirnfläche 11. Der Stopfen 13 ist unbeweglich innerhalb der Längsbohrung 10 aufgenommen, z.B. verpresst. Der Stopfen 13 ist ebenfalls hohl ausgestaltet und weist eine Stopfen-Längsbohrung 14 auf. Die Stopfen-Längsbohrung 14 erstreckt sich in der Längsrichtung L von einer ersten äußeren Stirnfläche 15 des Stopfens 13 auf der ersten Stirnseite S1 bis zu einer inneren Stirnfläche 16, die sich im Inneren des Stopfens 13 befindet. Die erste äußere Stirnfläche 15 des Stopfens 13 verläuft dabei bündig und in einer Ebene mit der äußeren Stirnfläche 11 des Ventilschiebers 3.A
Das Federelement 4 ragt in die Längsbohrung 14 des Stopfens 13 hinein. Ein erstes Ende des Federelements 4 stützt sich an einer Wand 17 ab, die durch das Ventilgehäuse 2 im Bereich des ersten Kanals 8.1 gebildet wird. Ein entgegengesetztes zweites Ende des Federelements 4 stützt sich an der inneren Stirnfläche 16 des Stopfens 13 ab. Das Federelement 4 übt eine Druckkraft senkrecht auf die innere Stirnfläche 16 des Stopfens 13 aus. Der Stopfen 13 tendiert dadurch, sich in die zweite axiale Richtung x2 zu bewegen. Weil der Ventilschieber 3 fest mit dem Stopfen 13 verbunden ist, tendiert auch der Ventilschieber 3 dazu, sich in die zweite axiale Richtung x2 zu bewegen, wenn das Federelement 4 die Druckkraft senkrecht auf die innere Stirnfläche 16 des Stopfens 13 ausübt.The
Der Stopfen 13 weist eine zweite äußere Stirnfläche 18 auf, die in Richtung der zweiten Stirnseite S2 orientiert ist. Die zweite äußere Stirnfläche 18 begrenzt und verschließt die Längsbohrung 10 des Ventilschiebers 3 in Richtung der ersten Stirnseite S 1. In Richtung der zweiten Stirnseite S2 wird die Längsbohrung 10 des Ventilschiebers 3 durch die innere Stirnfläche 12 des Ventilschiebers 3 begrenzt und verschlossen. Auf diese Weise begrenzen die Längsbohrung 10, die innere Stirnfläche 12 des Ventilschiebers 3 und die zweite äußere Stirnfläche 18 des Stopfens 13 einen Hohlraum 19 innerhalb des Ventilschiebers 3.The
Wie bereits erwähnt, wird dieser Hohlraum 19 in der Längsrichtung L durch die innere Stirnfläche 12 des Ventilschiebers 3 und die zweite äußere Stirnfläche 18 des Stopfens 13 verschlossen. In der radialen Richtung r hingegen kann der Hohlraum 19 über drei in der radialen Richtung r verlaufende Öffnungen 20.1 bis 20.3 mit der äußeren Umgebung des Ventilschiebers 3 verbunden werden. Eine erste radiale Öffnung 20.1 ist dabei am meisten in Richtung der ersten Stirnseite S1 orientiert. Benachbart zu der ersten radialen Öffnung 20.1 und in der zweiten Richtung x2 beabstandet zu der ersten radialen Öffnung 20.1 ist eine zweite radiale Öffnung 20.2 angeordnet. Benachbart zu der zweiten radialen Öffnung 20.2 und in der zweiten Richtung x2 beabstandet zu der zweiten radialen Öffnung 20.2 ist eine dritte radiale Öffnung 20.3 angeordnet, die am meisten in Richtung der zweiten Stirnseite S2 orientiert ist.As already mentioned, this
Lediglich die dritte Ventiltasche 6.3 und der dritte Anschluss 8.3 sind in der durch
Der Ventilschieber 3 kann aus der durch
Diese Schaltstellung („rechter Anschlag“) entspricht einer maximalen Zulauföffnung, in welcher der genannte Stößel des elektromagnetischen Regelelements insbesondere komplett ausgefahren ist. In dieser Schaltstellung ist das Wegeventil sozusagen „übersteuert“, d.h. die durch den Stößel aufgebrachte Stellkraft ist höher als die Rückstellkraft und das Ventil gibt den maximalen Querschnitt des zweiten Anschlusses 8.2 (Zulaufdruck) zum dritten Anschluss 8.3 (Arbeitsdruck) hin frei.This switching position (“right stop”) corresponds to a maximum inlet opening, in which the named plunger of the electromagnetic control element is, in particular, fully extended. In this switching position, the directional valve is "overridden", so to speak, i.e. the actuating force applied by the tappet is higher than the restoring force and the valve releases the maximum cross-section of the second port 8.2 (inlet pressure) to the third port 8.3 (working pressure).
Alternativ kann der Ventilschieber 3 aus der durch
Diese Schaltstellung („linker Anschlag“) kann einer Ausgangsstellung des Ventilschiebers 3 entsprechen. Ein Regelmagnet des elektromagnetischen Regelelements kann dabei unbestromt sein, sodass der Stößel keine Kraft auf den Ventilschieber 3 ausübt. Das Federelement 4 drückt den Ventilschieber 3 dabei an den gemäß
Der Ventilschieber 103 weist fünf entlang der Längsachse L angeordnete Ventilbünde 105.1 bis 105.5 auf. Die Ventilbünde 105.1 bis 105.5 sind damit axial aneinander sich anschließende, zumindest teilweise axial beabstandete Abschnitte des Ventilschiebers 103. Unter einer axialen Anordnung ist in diesem Zusammenhang, wie bereits unter
Das Ventilgehäuse 102 weist weiterhin im Bereich jeder der Ventiltaschen 106.1 bis 106.5 jeweils einen Anschluss 108.1 bis 108.5 auf, welcher jeweils in eine der betreffenden Ventiltaschen 106.1 bis 106.5 mündet und damit mit der jeweils betreffenden Ventiltasche 106.1 bis 106.5 verbunden ist.The
Im Bereich der ersten Stirnseite S1 sind der erste Ventilbund 105.1, die erste Ventiltasche 106.1 und der erste Anschluss 108.1 angeordnet. Der erste Anschluss 108.1 kann beispielsweise mit einem drucklosen Öltank verbunden werden, sodass im Bereich des Federelements 104 ein Umgebungsdruck herrscht. Unter dem Merkmal „verbunden“ ist insbesondere zu verstehen, dass die jeweils miteinander verbundenen Elemente hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt. Unter dem Merkmal „getrennt“ oder „nicht verbunden“ hingegen kann insbesondere verstanden werden, dass die jeweils voneinander getrennten Elemente nicht hydraulisch leitend miteinander verbunden sind, d.h. dass kein Öl von dem einen Element zu dem anderen Element fließen kann und ggfs. umgekehrt.The first valve collar 105.1, the first valve pocket 106.1 and the first connection 108.1 are arranged in the area of the first end face S1. The first connection 108.1 can be connected to an unpressurized oil tank, for example, so that there is an ambient pressure in the area of the
Benachbart zu der ersten Ventiltasche 106.1 und dem ersten Anschluss 108.1 und mit Abstand zu den genannten Elementen 106.1 und 108.1 in der zweiten Richtung x2 sind die zweite Ventiltasche 106.2 und der zweite Anschluss 108.2 (Zulauf-Anschluss) angeordnet. An dem zweiten Anschluss 108.2 liegt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein geregelter Zulaufdruck an, welcher einem Systemdruck des Getriebes (vgl.
Benachbart zu der zweiten Ventiltasche 106.2 und dem zweiten Anschluss 108.2 und mit Abstand zu den genannten Elementen 106.2 und 108.2 in der zweiten Richtung x2 sind der zweite und dritte Ventilbund 105.2 und 105.3, die dritte Ventiltasche 106.3 und der dritte Anschluss 108.3 (Arbeits-Anschluss) angeordnet. In der dritten Ventiltasche 106.3 und im Bereich des dritten Anschlusses 108.3 herrscht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein geregelter Arbeitsdruck vor, welcher dem Druck einer Kupplung des Getriebes entspricht (vgl.
Benachbart zu dem dritten Ventilbund 105.3, der dritten Ventiltasche 106.3 und dem dritten Anschluss 108.3 und mit Abstand zu den genannten Elementen 105.3, 106.3, 108.3 in der zweiten Richtung x2 sind der vierte Ventilbund 105.4, die vierte Ventiltasche 106.4 und der vierte Anschluss 108.4 (Vorbefüll-Anschluss) angeordnet. In der vierten Ventiltasche 106.4 und am vierten Anschluss 108.4 liegt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Vorbefülldruck an (z.B. 0,4 bar), welcher der Vermeidung eines Leerlaufens von Leitungen und der Kupplung des Getriebes dient, innerhalb welchem das Wegeventil 101 verbaut ist.The fourth valve collar 105.4, the fourth valve pocket 106.4 and the fourth connection 108.4 (prefill connection) arranged. In the exemplary embodiment shown, there is a pre-filling pressure (e.g. 0.4 bar) in the fourth valve pocket 106.4 and at the fourth connection 108.4, which serves to prevent the lines and the clutch of the transmission in which the
Schließlich sind im Bereich einer zweiten Stirnseite S2 des Wegeventils 101 benachbart zu dem vierten Ventilbund 105.4, der vierten Ventiltasche 106.4 und dem vierten Anschluss 108.4 und mit Abstand zu den genannten Elementen 105.4, 106.4, 108.4 in der zweiten Richtung x2 der fünfte Ventilbund 105.5, die fünfte Ventiltasche 106.5 und der fünfte Anschluss 108.5 angeordnet. Ein Stößel 121 eines nicht weiter dargestellten elektromagnetischen Regelelements erzeugt eine Stellkraft, die auf der zweiten Stirnseite des Ventilschiebers 103 auf ein stirnseitiges Ende 109 des Ventilschiebers 103 wirkt, um den Ventilschieber 103 entgegen der Federkraft (Vorspannkraft) des Federelements 104 in die erste axiale Richtung x1 zu bewegen.Finally, in the area of a second end face S2 of the
Der Ventilschieber 103 weist keine strömungsleitenden Kolben auf, die in der radialen Richtung r von dem Ventilschieber 103 abstehen. Verbindungen zwischen den Anschlüssen 108.2 bis 108.4 werden nicht durch Zwischenräume einander benachbarter Kolben und Ventiltaschen bzw. Anschlüssen hergestellt. Abgesehen von etwaigen Leckageströmen zwischen der äußeren Oberfläche des Ventilschiebers 103 und der durch die Längsbohrung 107 definierten Ventilschieber-Lauffläche des Ventilgehäuses 102 wird kein Öl über die äußere Oberfläche des Ventilschiebers 103 umgelenkt. Stattdessen ist der Ventilschieber 103 hohl ausgestaltet, sodass Verbindungen zwischen den Anschlüssen 108.2 bis 108.4 ausschließlich über eine im Folgenden näher beschriebene Hohlkörpergeometrie des Ventilschiebers 103 hergestellt werden können.The
Der Ventilschieber 103 weist eine Längsbohrung 110.1, 110.2 auf, die durch einen ersten Bohrungsabschnitt 110.1 mit einem kleineren erste Durchmesser d1 sowie einen zweiten Bohrungsabschnitt 110.2 mit einem größeren zweiten Durchmesser d2 gebildet wird. Der erste Bohrungsabschnitt 110.1 der Längsbohrung erstreckt sich in der Längsrichtung L des Wegeventils 101 von einer stirnseitigen ersten Ringfläche 111.1 des Ventilschiebers 103 auf der ersten Stirnseite S1 bis zu einer inneren Ringfläche 112, die sich im Inneren des Ventilschiebers 103 befindet und der zweiten Stirnseite S2 zugewandt ist. Der zweite Bohrungsabschnitt 110.2 der Längsbohrung schließt sich unmittelbar an den ersten Bohrungsabschnitt 110.1 an. Der zweite Bohrungsabschnitt 110.2 der Längsbohrung erstreckt sich in der Längsrichtung L des Wegeventils 101 von der ersten inneren Ringfläche 112.1 des Ventilschiebers 103 bis zu einer zweiten äußeren Ringfläche 111.2 des Ventilschiebers 103 auf der zweiten Stirnseite S2.The
Ein Stößel 113 ist beweglich innerhalb des ersten Bohrungsabschnitts 110.1 aufgenommen. Der kleinere erste Durchmesser d1 des ersten Bohrungsabschnitts 110.1 ist derart bemessen, dass der Stößel 113 in der ersten axialen Richtung x1 und in der zweiten axialen Richtung x2 verschoben werden kann. Der Stößel 113 füllt den gesamten ersten Bohrungsabschnitt 110.1 aus. Ein erstes Ende 114 des Stößels 113 ragt aus dem ersten Bohrungsabschnitt 110.1 in Richtung der ersten Stirnseite S1 heraus. Ein zweites Ende 115 des Stößels 112 ragt aus dem ersten Bohrungsabschnitt 110.1 in Richtung der zweiten Stirnseite S2 heraus und erstreckt sich in den zweiten Bohrungsabschnitt 110.2 hinein. An dem zweiten Ende 115 des Stößels 113 ist eine Anschlagscheibe 116 befestigt, der in der radialen Richtung r von der äußeren Oberfläche des Stößels 113 absteht.A
In Richtung der zweiten Stirnseite S2 verschließt ein Stopfen 117 den zweiten Bohrungsabschnitt 110.2 der Längsbohrung des Ventilschiebers 103. Dazu bildet der Stopfen 117 eine erste äußere Stirnfläche 118.1, die innerhalb des zweiten Bohrungsabschnitts 110.2 näher an der zweiten Stirnseite S2 angeordnet ist als die erste innere Stirnfläche 112.1 des Ventilschiebers 103 und die der ersten Stirnseite S1 zugewandt ist. Der Stopfen 117 ist unbeweglich innerhalb des zweiten Bohrungsabschnitts 110.2 der Längsbohrung aufgenommen, z.B. verpresst. Der Stopfen 117 bildet eine zweite äußere Stirnfläche 118.2, die bündig mit der zweiten äußeren Stirnfläche 111.2 des Ventilschiebers 3 verläuft.A
Somit begrenzt und verschließt die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 den ersten Bohrungsabschnitt 110.2 der Längsbohrung des Ventilschiebers 103 in Richtung der zweiten Stirnseite S2. In Richtung der ersten Stirnseite S1 wird der zweite Bohrungsabschnitt 110.2 der Längsbohrung des Ventilschiebers 3 durch die innere Ringfläche 112 des Ventilschiebers 103 sowie durch den Stößel 113 begrenzt und verschlossen. Auf diese Weise begrenzen der zweite Bohrungsabschnitt 110.2, die innere Ringfläche 112 des Ventilschiebers 103, die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 und der Stößel 113 einen Hohlraum 119 innerhalb des Ventilschiebers 103.Thus, the first outer end face 118.1 of the
Das Federelement 104 ist innerhalb des Hohlraums 119 angeordnet. In Richtung der ersten Stirnseite S1 stützt sich ein erstes Ende des Federelements 114 an der Anschlagscheibe 116 des beweglichen Stößels 113 ab. In Richtung der zweiten Stirnseite S2 stützt sich ein zweites Ende des Federelements 114 an der ersten äußeren Stirnfläche 118.1 des unbeweglichen Stopfens 117 ab. Das Federelement 114 übt eine Druckkraft senkrecht auf die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 aus. Der Stopfen 117 tendiert dadurch, sich in die zweite axiale Richtung x2 zu bewegen. Weil der Ventilschieber 103 lose mit dem Stößel 113 und fest mit dem Stopfen 117 verbunden ist, tendiert auch der Ventilschieber 103 durch die Federkraft dazu, sich in die zweite axiale Richtung x2 zu bewegen, wenn das Federelement 104 die Druckkraft senkrecht auf die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 ausübt.The
Wie bereits erwähnt wird dieser Hohlraum 119 in der Längsrichtung L durch die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 einerseits und die innere Ringfläche 112 des Ventilschiebers 103 verschlossen. In der radialen Richtung r hingegen kann der Hohlraum 119 über drei in der radialen Richtung r verlaufende Öffnungen 120.1 bis 120.3 mit der äußeren Umgebung des Ventilschiebers 103 verbunden werden. Eine erste radiale Öffnung 120.1 ist dabei am meisten in Richtung der ersten Stirnseite S1 orientiert. Benachbart zu der ersten radialen Öffnung 120.1 und in der zweiten Richtung x2 beabstandet zu der ersten radialen Öffnung 120.1 ist eine zweite radiale Öffnung 120.2 angeordnet. Benachbart zu der zweiten radialen Öffnung 120.2 und in der zweiten Richtung x2 beabstandet zu der zweiten radialen Öffnung 120.2 ist eine dritte radiale Öffnung 120.3 angeordnet, die am meisten in Richtung der zweiten Stirnseite S2 orientiert ist.As already mentioned, this
Lediglich die dritte Ventiltasche 106.3 und der dritte Anschluss 108.3 sind in der durch
Für eine Regelfunktion muss der durch den Stößel 121 erzeugten Stellkraft eine rückmeldende Kraft entgegenwirken. Eine solche Rückstellkraft wird im inneren des Ventilschiebers 103 über einen Druck gebildet, der auf einen Teil (Differenzfläche 112) der ersten äußeren Stirnfläche 118.1 des unbeweglichen Stopfens 117 wirkt. Die Differenzfläche 122 entsteht dadurch, dass sich die Druckkraft innerhalb des Hohlraums 119 nach allen Seiten gleich ausbreitet. Die erste äußere Stirnfläche 118.1 des Stopfens 117 wird dabei jedoch nicht komplett über die erste innere Ringfläche 112.1 des Ventilschiebers 103 kompensiert. Somit entsteht die Differenzfläche 122, die der Querschnittsfläche des beweglichen Stößels 113 entspricht und eine Rückstellkraft erzeugt, die in der gleichen Richtung wirkt wie die Vorspannkraft des Federelements 104. Mit anderen Worten ergibt sich die Größe der Differenzfläche 122 aus der Querschnittsfläche des linken Stopfens 117 (mit dem Durchmesser d2) abzüglich der ersten inneren Ringfläche 112.1 des Ventilschiebers 103 (Durchmesser d2 - d1). Diese Fläche entspricht der Querschnittsfläche des beweglichen Stößels 114 (mit dem Durchmesser d1).For a control function, the actuating force generated by the
Der Ventilschieber 103 kann aus der durch
Die dritte Ventiltasche 106.3 und der dritte Anschluss 108.3 bleiben dabei über die zweite radiale Öffnung 120.2 mit dem Innenraum 119 des Ventilschiebers 3 verbunden. Auf diese Weise wird insbesondere der zweite Anschluss 18.2 des Ventilgehäuses 102 über die erste radiale Öffnung 120.1, den Hohlraum 119 sowie die zweite radiale Öffnung 120.2 des Ventilschiebers 103 mit dem dritten Anschluss 108.3 des Ventilgehäuses 102 verbunden. In dieser Schaltstellung des Ventilschiebers 103 verschließt das Ventilgehäuse 102 die dritte radiale Öffnung 120.3 des Ventilschiebers 103, sodass die dritte radiale Öffnung 120.3 insbesondere nicht mit dem in der Nähe befindlichen vierten Anschluss 108.4 des Ventilgehäuses 102 verbunden ist. Wenn die erste radiale Öffnung 120.1 vollständig geöffnet ist, dann hat der Ventilschieber eine Schaltstellung eingenommen, die einer maximalen Zulauföffnung entspricht, in welcher der Stößel 121 des elektromagnetischen Regelelements insbesondere komplett ausgefahren ist. In dieser Schaltstellung („rechter Anschlag“) ist das Wegeventil 101 sozusagen „übersteuert“, d.h. die durch den Stößel 121 aufgebrachte Stellkraft ist höher als die Rückstellkraft und das Wegeventil 101 gibt den maximalen Querschnitt des zweiten Anschlusses 108.2 (Zulaufdruck) zum dritten Anschluss 108.3 (Arbeitsdruck) hin frei.The third valve pocket 106.3 and the third connection 108.3 remain connected to the
Alternativ kann der Ventilschieber 103 aus der durch
Diese Schaltstellung („linker Anschlag“) kann einer Ausgangsstellung des Ventilschiebers 103 entsprechen. Ein Regelmagnet des elektromagnetischen Regelelements kann dabei unbestromt sein, sodass der Stößel 121 keine Kraft auf den Ventilschieber 103 ausübt. Das Federelement 104 drückt den Ventilschieber 103 dabei an den gemäß
BezugszeichenlisteReference List
- d1d1
- kleinerer erster Durchmesser Längsbohrung Ventilschiebersmaller first diameter longitudinal bore valve spool
- d2d2
- größerer zweiter Durchmesser Längsbohrung Ventilschieberlarger second diameter longitudinal bore valve spool
- LL
- Längsrichtung WegeventilLongitudinal direction valve
- rright
- radiale Richtungradial direction
- S1S1
- erste Stirnseite Wegeventilfirst face directional control valve
- S2S2
- zweite Stirnseite Wegeventilsecond face directional control valve
- x1x1
- erste axiale Richtungfirst axial direction
- x2x2
- zweite axiale Richtung second axial direction
- 11
- Wegeventildirectional valve
- 22
- Ventilgehäusevalve body
- 33
- Ventilschiebervalve spool
- 44
- Federelementspring element
- 5.15.1
- erster Ventilbundfirst valve collar
- 5.25.2
- zweiter Ventilbundsecond valve collar
- 5.35.3
- dritter Ventilbundthird valve collar
- 5.45.4
- vierter Ventilbundfourth valve collar
- 5.55.5
- fünfter Ventilbundfifth valve collar
- 6.16.1
- erste Ventiltaschefirst valve pocket
- 6.26.2
- zweite Ventiltaschesecond valve pocket
- 6.36.3
- dritte Ventiltaschethird valve pocket
- 6.46.4
- vierte Ventiltaschefourth valve pocket
- 6.56.5
- fünfte Ventiltaschefifth valve pocket
- 7.17.1
- erste Längsbohrung (kleinerer Durchmesser)first longitudinal bore (smaller diameter)
- 7.27.2
- zweite Längsbohrung (größerer Durchmesser)second longitudinal bore (larger diameter)
- 8.18.1
- erster Anschlussfirst connection
- 8.28.2
- zweiter Anschluss (Zulauf-Anschluss)second connection (inlet connection)
- 8.38.3
- dritter Anschluss (Arbeits-Anschluss)third connection (working connection)
- 8.48.4
- vierter Anschluss (Vorbefüll-Anschluss)fourth port (priming port)
- 8.58.5
- fünfter Anschlussfifth connection
- 99
- stirnseitiges Ende Ventilschieberface end valve spool
- 1010
- Längsbohrung VentilschieberLongitudinal bore valve spool
- 1111
- äußere Stirnfläche Ventilschieberouter face valve spool
- 1212
- innere Stirnfläche Ventilschieberinner face valve spool
- 1313
- StopfenPlug
- 1414
- Stopfen-LängsbohrungPlug longitudinal bore
- 1515
- erste äußere Stirnfläche Stopfenfirst outer face plug
- 1616
- innere Stirnfläche Stopfeninner face plug
- 1717
- WandWall
- 1818
- zweite äußere Stirnfläche Stopfensecond outer face plug
- 1919
- Hohlraum Ventilschiebercavity valve slide
- 20.120.1
- erste radiale Öffnungfirst radial opening
- 20.220.2
- zweite radiale Öffnungsecond radial opening
- 20.320.3
- dritte radiale Öffnungthird radial opening
- 2121
- Stufe Step
- 101101
- Wegeventildirectional valve
- 102102
- Ventilgehäusevalve body
- 103103
- Ventilschiebervalve spool
- 104104
- Federelementspring element
- 105.1105.1
- erster Ventilbundfirst valve collar
- 105.2105.2
- zweiter Ventilbundsecond valve collar
- 105.3105.3
- dritter Ventilbundthird valve collar
- 105.4105.4
- vierter Ventilbundfourth valve collar
- 105.5105.5
- fünfter Ventilbundfifth valve collar
- 106.1106.1
- erste Ventiltaschefirst valve pocket
- 106.2106.2
- zweite Ventiltaschesecond valve pocket
- 106.3106.3
- dritte Ventiltaschethird valve pocket
- 106.4106.4
- vierte Ventiltaschefourth valve pocket
- 106.5106.5
- fünfte Ventiltaschefifth valve pocket
- 107.1107.1
- erste Längsbohrung (kleinerer Durchmesser)first longitudinal bore (smaller diameter)
- 107.2107.2
- zweite Längsbohrung (größerer Durchmesser)second longitudinal bore (larger diameter)
- 108.1108.1
- erster Anschlussfirst connection
- 108.2108.2
- zweiter Anschluss (Zulauf-Anschluss)second connection (inlet connection)
- 108.3108.3
- dritter Anschluss (Arbeits-Anschluss)third connection (working connection)
- 108.4108.4
- vierter Anschluss (Vorbefüll-Anschluss)fourth port (priming port)
- 108.5108.5
- fünfter Anschlussfifth connection
- 109109
- stirnseitiges Ende Ventilschieberface end valve spool
- 110.1110.1
- erster Bohrungsabschnitt Längsbohrung Ventilschieberfirst bore section longitudinal bore valve spool
- 110.2110.2
- zweiter Bohrungsabschnitt Längsbohrung Ventilschiebersecond bore section longitudinal bore valve spool
- 111.1111.1
- erste äußere Ringfläche Ventilschieberfirst outer annular surface valve spool
- 111.2111.2
- zweite äußere Ringfläche Ventilschiebersecond outer annular surface valve spool
- 112112
- innere Ringfläche Ventilschieberinner annular surface valve slide
- 113113
- Stößelpestle
- 114114
- erstes Ende Stößelfirst end ram
- 115115
- zweites Ende Stößelsecond end ram
- 116116
- Anschlagscheibestop washer
- 117117
- StopfenPlug
- 118.1118.1
- erste Stirnfläche Stopfenfirst face plug
- 118.2118.2
- zweite Stirnfläche Stopfensecond face plug
- 119119
- Hohlraum Ventilschiebercavity valve slide
- 120.1120.1
- erste radiale Öffnungfirst radial opening
- 120.2120.2
- zweite radiale Öffnungsecond radial opening
- 120.3120.3
- dritte radiale Öffnungthird radial opening
- 121121
- Stößelpestle
- 122122
- Differenzfläche differential area
- 301301
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 302302
- Motorengine
- 303303
- Getriebetransmission
- 304304
- Kupplungcoupling
- 305305
- Wegeventildirectional valve
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021214013.0A DE102021214013A1 (en) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Directional control valve for a motor vehicle transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021214013.0A DE102021214013A1 (en) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Directional control valve for a motor vehicle transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021214013A1 true DE102021214013A1 (en) | 2023-06-15 |
Family
ID=86498202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021214013.0A Pending DE102021214013A1 (en) | 2021-12-09 | 2021-12-09 | Directional control valve for a motor vehicle transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021214013A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19615789A1 (en) | 1996-04-20 | 1997-10-23 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Pilot operated 3-way pressure control valve |
DE102009002105A1 (en) | 2009-04-01 | 2010-10-14 | Zf Friedrichshafen Ag | Hydraulic transmission control |
EP3604875A1 (en) | 2017-03-27 | 2020-02-05 | Nabtesco Corporation | Electromagnetic proportional valve |
US20210070329A1 (en) | 2017-12-15 | 2021-03-11 | Faiveley Transport Amiens | Braking system for a railway vehicle |
-
2021
- 2021-12-09 DE DE102021214013.0A patent/DE102021214013A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19615789A1 (en) | 1996-04-20 | 1997-10-23 | Rexroth Mannesmann Gmbh | Pilot operated 3-way pressure control valve |
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Legal Events
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