DE102022202370A1 - Pressure reducing valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Druckreduzierventil (1) zur Regelung eines Systemdrucks, umfassend ein Ventilgehäuse (2), in welchem ein Ventilschieber (12) verschiebbar geführt ist und das eine zulaufseitige Kammer (4) und eine ablaufseitige Kammer (5) definiert. Die zulaufseitige Kammer (4) und die ablaufseitige Kammer (5) sind im Ventilgehäuse (2) über einen Durchgang (19) miteinander verbindbar. Der Ventilschieber (12) ist mit einer Schließkante (21) versehen, die in Zusammenspiel mit dem Drosselspalt (20) eine Drosselstelle (22) bildet, an welcher in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position des Ventilschiebers (12) im Ventilgehäuse (2) ein aus der zulaufseitigen Kammer (4) in die ablaufseitige Kammer (5) strömendes Fluid drosselbar ist. Zudem ist mindestens eine Strömungsgeometrie (26) vorgesehen, welche eine turbulente Strömung des Fluids hervorruft. Um ein Druckreduzierventil (1) zu schaffen, bei welchem akustische Störungen im Betrieb möglichst weitestgehend reduziert sind und über das zudem eine möglichst zuverlässige Regelung eines Systemdrucks darstellbar ist, ist die mindestens eine Strömungsgeometrie (26) nach der Drosselstelle (22) vorgesehen und ruft eine zumindest teilweise Strömungsumlenkung des Fluids in Richtung eines Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer (4) hervor.The invention relates to a pressure reducing valve (1) for regulating a system pressure, comprising a valve housing (2) in which a valve slide (12) is slidably guided and which defines an inlet-side chamber (4) and an outlet-side chamber (5). The inlet-side chamber (4) and the outlet-side chamber (5) can be connected to one another in the valve housing (2) via a passage (19). The valve slide (12) is provided with a closing edge (21) which, in conjunction with the throttle gap (20), forms a throttle point (22) at which a throttle point (22) is activated depending on the current position of the valve slide (12) in the valve housing (2). The fluid flowing from the inlet-side chamber (4) into the outlet-side chamber (5) can be throttled. In addition, at least one flow geometry (26) is provided, which causes a turbulent flow of the fluid. In order to create a pressure reducing valve (1) in which acoustic disturbances during operation are reduced as much as possible and which can also be used to regulate a system pressure as reliably as possible, the at least one flow geometry (26) is provided after the throttle point (22) and calls for one at least partial flow deflection of the fluid in the direction of a transition from the inlet-side chamber (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckreduzierventil zur Regelung eines Systemdrucks, insbesondere eines in einem Fluidsystem eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse vorherrschenden Systemdrucks, umfassend ein Ventilgehäuse, in welchem ein Ventilschieber verschiebbar geführt ist und das eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert, wobei die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer im Ventilgehäuse über einen Durchgang miteinander verbunden sind, welcher einen Drosselspalt bildet, wobei der Ventilschieber mit einer Schließkante versehen ist, die in Zusammenspiel mit dem Drosselspalt eine Drosselstelle bildet, an welcher in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse ein aus der zulaufseitigen Kammer in die ablaufseitige Kammer strömendes Fluid drosselbar ist, und wobei mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen ist, welche eine turbulente Strömung des Fluids hervorruft. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Fluidsystem mit mindestens einem vorgenannten Druckreduzierventil.The invention relates to a pressure reducing valve for regulating a system pressure, in particular a system pressure prevailing in a fluid system of a vehicle transmission or an electric vehicle drive axle, comprising a valve housing in which a valve slide is slidably guided and which defines an inlet-side chamber and an outlet-side chamber, the inlet-side chamber and the outlet-side chamber in the valve housing are connected to one another via a passage which forms a throttle gap, the valve slide being provided with a closing edge which, in interaction with the throttle gap, forms a throttle point at which, depending on the current position of the valve slide in the valve housing Fluid flowing from the inlet-side chamber into the outlet-side chamber can be throttled, and at least one flow geometry is provided which causes a turbulent flow of the fluid. The invention further relates to a fluid system with at least one aforementioned pressure reducing valve.
Druckreduzierventile kommen in Fluidsystemen zumeist zum Einsatz, um in dem jeweiligen Fluidsystem einen jeweils geforderten Systemdruck einzuregeln. Hierbei wird der Druck stromabwärts des Druckreduzierventils geregelt, indem der Druck nach dem Druckreduzierventil beispielsweise auf eine Rückmeldefläche eines Ventilschiebers des Druckreduzierventils wirkt. Dieses Einregeln wird dabei üblicherweise durch Drosselung des Fluids an einer Drosselstelle vorgenommen, wobei ein Grad der Drosselung in dem jeweiligen Druckreduzierventil hierbei häufig anhand einer Position des Ventilschiebers in einem Ventilgehäuse eingestellt wird. Die Drosselung des Fluids hat allerdings aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten im Querschnitt der Drosselstelle teilweise eine Entwicklung von akustischen Störungen in Form von Strömungsgeräuschen zur Folge. Teilweise werden daher zusätzliche Maßnahmen getroffen, um diese Geräuschentwicklungen möglichst gering zu halten.Pressure reducing valves are mostly used in fluid systems to regulate the required system pressure in the respective fluid system. Here, the pressure downstream of the pressure reducing valve is regulated by the pressure downstream of the pressure reducing valve acting, for example, on a feedback surface of a valve slide of the pressure reducing valve. This adjustment is usually carried out by throttling the fluid at a throttle point, with a degree of throttling in the respective pressure reducing valve often being adjusted based on a position of the valve slide in a valve housing. However, due to the high flow velocities in the cross section of the throttle point, the throttling of the fluid sometimes results in the development of acoustic disturbances in the form of flow noise. In some cases, additional measures are taken to keep these noise levels as low as possible.
Aus der
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckreduzierventil zu schaffen, bei welchem im Betrieb akustische Störungen möglichst weitestgehend reduziert sind und mittels dem zudem eine möglichst zuverlässige Regelung eines Systemdrucks darstellbar ist.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to create a pressure reducing valve in which acoustic disturbances are reduced as much as possible during operation and by means of which the most reliable control of a system pressure can also be achieved.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Fluidsystem, in welchem mindestens ein erfindungsgemäßes Druckreduzierventil vorgesehen ist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 11.This task is solved based on the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims each reflect advantageous developments of the invention. A fluid system in which at least one pressure reducing valve according to the invention is provided is also the subject of
Gemäß der Erfindung umfasst ein Druckreduzierventil ein Ventilgehäuse, in welchem ein Ventilschieber verschiebbar geführt ist und das eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert. Dabei sind die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer im Ventilgehäuse in bestimmten Stellungen des Ventilschiebers über einen Durchgang miteinander verbindbar. Der Ventilschieber ist mit einer Schließkante versehen, die in Zusammenspiel mit einem Drosselspalt eine Drosselstelle bildet, an welcher in Abhängigkeit einer jeweils aktuellen Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse ein aus der zulaufseitigen Kammer in die ablaufseitige Kammer strömendes Fluid gedrosselt wird. Zudem ist mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen, welche eine turbulente Strömung des Fluids hervorruft.According to the invention, a pressure reducing valve comprises a valve housing in which a valve slide is slidably guided and which defines an inlet-side chamber and an outlet-side chamber. The inlet-side chamber and the outlet-side chamber in the valve housing can be connected to one another via a passage in certain positions of the valve slide. The valve slide is provided with a closing edge which, in conjunction with a throttle gap, forms a throttle point at which a fluid flowing from the inlet-side chamber into the outlet-side chamber is throttled depending on the current position of the valve slide in the valve housing. In addition, at least one flow geometry is provided which causes a turbulent flow of the fluid.
Das erfindungsgemäße Druckreduzierventil weist also ein Ventilgehäuse auf, in welchem eine zulaufseitige Kammer und eine ablaufseitige Kammer definiert sind. Die beiden Kammern sind dabei über einen Durchgang im Ventilgehäuse abhängig von der Stellung des Ventilschiebers miteinander verbindbar, so dass Fluid aus der zulaufseitigen Kammer über den Durchgang in die ablaufseitige Kammer gelangen kann. Die zulaufseitige Kammer steht insbesondere zudem mit einem Zulauf in Verbindung, welcher bevorzugt als Anschluss am Ventilgehäuse ausgestaltet ist und über den Fluid in die zulaufseitige Kammer geleitet werden kann. Im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils in einem Fluidsystem ist an dem Zulauf insbesondere eine Zuführleitung angeschlossen. Ebenso ist auch die ablaufseitige Kammer bevorzugt mit einem Ablauf verbunden, der insbesondere als Anschluss am Ventilgehäuse vorliegt und für ein Ableiten von Fluid aus der ablaufseitigen Kammer vorgesehen ist. An dem Ablauf ist im verbauten Zustand des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils in einem Fluidsystem dann besonders bevorzugt eine Abführleitung angeschlossen. Die Kammern und auch Kanäle, welche diese mit den entsprechenden Anschlüssen am Ventilgehäuse verbinden, sind insbesondere als im Ventilgehäuse ausgestaltete Ausnehmungen verwirklicht. Das Ventilgehäuse kann als eigenständiges Gehäuse vorliegen, welches bei Montage des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils an der entsprechenden Stelle montiert wird, oder aber durch ein anderes Gehäuse gebildet sein, wie beispielsweise ein Getriebegehäuse oder ein Gehäuse einer Fahrzeugachse.The pressure reducing valve according to the invention therefore has a valve housing in which an inlet-side chamber and an outlet-side chamber are defined. The two chambers can be connected to one another via a passage in the valve housing depending on the position of the valve slide, so that fluid from the inlet-side chamber can reach the outlet-side chamber via the passage. The inlet chamber is in particular also connected to an inlet, which is preferably designed as a connection on the valve housing and via which fluid can be guided into the inlet-side chamber. When the pressure reducing valve according to the invention is installed in a fluid system, in particular a supply line is connected to the inlet. Likewise, the outlet-side chamber is also preferably connected to a drain, which is present in particular as a connection on the valve housing and is intended for draining fluid from the outlet-side chamber. When the pressure reducing valve according to the invention is installed in a fluid system, a discharge line is then particularly preferably connected to the drain. The chambers and channels that connect them to the corresponding connections on the valve housing are realized in particular as recesses designed in the valve housing. The valve housing can be present as an independent housing, which is mounted at the appropriate location when the pressure reducing valve according to the invention is installed, or can be formed by another housing, such as a transmission housing or a housing of a vehicle axle.
In dem Ventilgehäuse ist ein Ventilschieber verschiebbar geführt, wobei in dem Ventilgehäuse hierfür bevorzugt eine Aufnahmebohrung eingebracht ist, in welcher der im wesentlichen zylindrische Ventilschieber axial verschoben werden kann und die dabei auch den Durchgang zwischen der zulaufseitigen Kammer und der ablaufseitigen Kammer definiert. Weiter bevorzugt weist der Ventilschieber mindestens einen zylindrischen Führungsabschnitt auf, an dessen jeweiligem Außendurchmesser der Ventilschieber an einem korrespondierenden Innendurchmesser der Aufnahmebohrung des Ventilgehäuses geführt ist. Insbesondere sind bei dem Ventilschieber aber mehrere Führungsabschnitte vorgesehen, die axial beabstandet zueinander liegen. Weiter bevorzugt ist die Schließkante des Ventilschiebers an einem axialen Ende eines der Führungsabschnitte ausgestaltet, wobei die Schließkante hierbei insbesondere als Kante in Form eines Übergangs von dem jeweiligen Außendurchmesser des Führungsabschnitts in eine Flanke ausgestaltet ist, die im Wesentlichen radial verläuft. Besonders bevorzugt weist die Flanke neben einem radialen Verlauf auch eine axiale Erstreckung in Richtung des die Schließkante aufweisenden Führungsabschnitts auf, so dass in diesem Bereich eine Hinterschneidung gebildet wird.A valve slide is slidably guided in the valve housing, a receiving hole preferably being made in the valve housing for this purpose, in which the essentially cylindrical valve slide can be axially displaced and which also defines the passage between the inlet-side chamber and the outlet-side chamber. Further preferably, the valve slide has at least one cylindrical guide section, at the respective outer diameter of which the valve slide is guided on a corresponding inner diameter of the receiving bore of the valve housing. In particular, a plurality of guide sections are provided in the valve slide, which are axially spaced apart from one another. Further preferably, the closing edge of the valve slide is designed at an axial end of one of the guide sections, the closing edge being designed in particular as an edge in the form of a transition from the respective outer diameter of the guide section into a flank which runs essentially radially. Particularly preferably, in addition to a radial course, the flank also has an axial extension in the direction of the guide section having the closing edge, so that an undercut is formed in this area.
Zwischen der Schließkante des Ventilschiebers und dem Drosselspalt, welcher am Durchgang zwischen der zulaufseitigen Kammer und der ablaufseitigen Kammer im Ventilgehäuse ausgestaltet ist, wird die Drosselstelle definiert. Dabei wird die Stärke der Drosselung des Fluids, welches aus der zulaufseitigen Kammer über den Durchgang in die ablaufseitige Kammer strömt, durch die Stellung der Schließkante zum Drosselspalt definiert, was wiederum von der Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse abhängt. Bevorzugt wird die Position des Ventilschiebers im Ventilgehäuse dabei durch eine jeweilige Druckbeaufschlagung mindestens einer Stirnseite des Ventilschiebers mit je einem Steuerdruck vorgenommen, wobei der Ventilschieber weiter bevorzugt über mindestens ein Federelement in eine axiale Richtung vorgespannt ist.The throttle point is defined between the closing edge of the valve slide and the throttle gap, which is designed at the passage between the inlet-side chamber and the outlet-side chamber in the valve housing. The strength of the throttling of the fluid, which flows from the inlet-side chamber via the passage into the outlet-side chamber, is defined by the position of the closing edge in relation to the throttle gap, which in turn depends on the position of the valve slide in the valve housing. The position of the valve slide in the valve housing is preferably carried out by pressurizing at least one end face of the valve slide with a control pressure, the valve slide further preferably being biased in an axial direction via at least one spring element.
„Axial“ bedeutet im Rahmen der Erfindung eine Orientierung in Richtung einer Längsmittelachse des Ventilschiebers, während mit „radial“ eine Orientierung in Durchmesserrichtung des Ventilschiebers gemeint ist.In the context of the invention, “axial” means an orientation in the direction of a longitudinal central axis of the valve slide, while “radial” means an orientation in the diameter direction of the valve slide.
Das erfindungsgemäße Druckreduzierventil ist für die Regelung eines Systemdrucks stromabwärts, d.h. in Durchströmungsrichtung nach dem Druckreduzierventil, ausgestaltet, wobei dieser Systemdruck dabei insbesondere in einem Fluidsystem wirksam ist. Bei dem Fluid handelt es sich hierbei besonders bevorzugt um eine Hydraulikflüssigkeit und hierbei insbesondere um Öl. Des Weiteren ist das Druckreduzierventil bevorzugt für die Regelung eines Systemdrucks in einem Fluidsystem eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse konzipiert.The pressure reducing valve according to the invention is designed to regulate a system pressure downstream, i.e. in the flow direction after the pressure reducing valve, this system pressure being effective in particular in a fluid system. The fluid is particularly preferably a hydraulic fluid and in particular oil. Furthermore, the pressure reducing valve is preferably designed for regulating a system pressure in a fluid system of a vehicle transmission or an electric vehicle drive axle.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckreduzierventil ist zudem mindestens eine Strömungsgeometrie vorgesehen, die dabei der Darstellung einer turbulenten Strömung des Fluid dient. Es ist also bei dem Druckreduzierventil mindestens eine Geometrie ausgestaltet, welche das Strömen des Fluid beeinflusst und hierbei für Turbulenzen des Fluids sorgt. Dabei ist im Rahmen der Erfindung unter Turbulenzen insbesondere eine Verwirbelung des Fluids zu verstehen.In the pressure reducing valve according to the invention, at least one flow geometry is also provided, which serves to represent a turbulent flow of the fluid. At least one geometry is designed in the pressure reducing valve, which influences the flow of the fluid and thereby ensures turbulence of the fluid. In the context of the invention, turbulence is to be understood in particular as a turbulence of the fluid.
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie nach der Drosselstelle vorgesehen ist und eine zumindest teilweise Strömungsumlenkung des Fluids in Richtung eines Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer hervorruft. Mit anderen Worten ist die mindestens eine Strömungsgeometrie in Strömungsrichtung des Fluids der Drosselstelle nachgeschaltet. Dabei sorgt die mindestens eine Strömungsgeometrie aufgrund ihrer jeweiligen Gestaltung dafür, dass eine Strömung des Fluids nach einem Strömen über die Drosselstelle als turbulente Strömung zumindest zum Teil in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer umgelenkt wird.The invention now includes the technical teaching that the at least one flow geometry is provided after the throttle point and causes an at least partial flow deflection of the fluid in the direction of a transition from the inlet-side chamber. In other words, the at least one flow geometry is connected downstream of the throttle point in the flow direction of the fluid. Due to their respective design, the at least one flow geometry ensures that a flow of the fluid after flowing over the throttle point is at least partially deflected as a turbulent flow in the direction of the transition from the inlet-side chamber.
Eine derartige Ausgestaltung eines Druckreduzierventils hat dabei den Vorteil, dass durch die Strömungsumlenkung des Fluid über die mindestens eine Strömungsgeometrie in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer starke Turbulenzen erzeugt werden können. Versuche haben hierbei gezeigt, dass diese starken Turbulenzen dann eine vermehrte Beseitigung akustischer Störungen zur Folge haben. Dadurch, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie nach der Drosselstelle vorgesehen ist, wird hierdurch zudem in vorteilhafter Weise eine Druck-Durchfluss-Charakteristik des Druckreduzierventils nicht oder nur in sehr geringem Maße beeinträchtigt. Insgesamt lässt sich hierdurch ein Druckreduzierventil schaffen, über welches zum einen eine zuverlässige Regelung eines Systemdrucks darstellbar ist und das zum anderen im Betrieb nur für eine geringe Geräuschentwicklung sorgt.Such a design of a pressure reducing valve has the advantage that the Flow deflection of the fluid via the at least one flow geometry in the direction of the transition from the inlet-side chamber strong turbulence can be generated. Experiments have shown that these strong turbulences result in an increased elimination of acoustic disturbances. Because the at least one flow geometry is provided after the throttle point, this also advantageously does not affect a pressure-flow characteristic of the pressure reducing valve or only to a very small extent. Overall, this makes it possible to create a pressure reducing valve which, on the one hand, can be used to reliably regulate system pressure and, on the other hand, ensures only a low level of noise during operation.
Zwar werden auch bei dem Druckreduzierventil der
Wesentlich für die Erfindung ist, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie die Strömung des Fluids nach dem Übergang über die Drosselstelle derartig beeinflusst, dass es zumindest zu einem teilweisen Umlenken der Strömung des Fluids in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer kommt. Hierbei ist explizit nicht gemeint, dass das Fluid wieder in die zulaufseitige Kammer zurückströmt, sondern nur, dass die Strömung des Fluids stromabwärts der Drosselstelle zumindest zum Teil in Richtung der zulaufseitigen Kammer umgelenkt wird. Dabei wird dieses Umlenken der Strömung durch die jeweilige Gestaltung der mindestens einen Strömungsgeometrie hervorgerufen.What is essential to the invention is that the at least one flow geometry influences the flow of the fluid after the transition over the throttle point in such a way that the flow of the fluid is at least partially redirected in the direction of the transition from the inlet-side chamber. This explicitly does not mean that the fluid flows back into the inlet-side chamber, but only that the flow of the fluid downstream of the throttle point is at least partially deflected in the direction of the inlet-side chamber. This redirection of the flow is caused by the respective design of the at least one flow geometry.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Strömungsgeometrie mit einem dreieckähnlichen Querschnitt ausgeführt. Insbesondere ist eine Spitze dieses dreieckähnlichen Querschnitts dabei in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer orientiert. In vorteilhafter Weise kann durch einen derartigen Querschnitt eine Strömungsumlenkung des Fluids problemlos als turbulente Strömung und in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer realisiert werden. Insbesondere ist bei dem dreieckähnlichen Querschnitt dabei eine Seite kurvenförmig gestaltet, wobei diese Seite bei dem dreieckähnlichen Querschnitt dem Übergang aus der zulaufseitigen Kammer zugewandt liegt. Hierdurch lässt sich ein finnenähnlicher Querschnitt verwirklichen, bei welchem über die kurvenförmige Seite die erfindungsgemäße Strömungsumlenkung des Fluids erreicht wird. Besonders bevorzugt ist die kurvenförmige Seite des Querschnitts dabei durch mindestens einen Radius definiert.According to one embodiment of the invention, the at least one flow geometry is designed with a triangle-like cross section. In particular, a tip of this triangle-like cross section is oriented in the direction of the transition from the inlet-side chamber. Advantageously, with such a cross section, a flow deflection of the fluid can be easily realized as a turbulent flow and in the direction of the transition from the inlet-side chamber. In particular, one side of the triangular-like cross-section is designed to be curved, with this side facing the transition from the inlet-side chamber in the triangular-like cross-section. This makes it possible to achieve a fin-like cross section, in which the flow deflection of the fluid according to the invention is achieved via the curved side. The curved side of the cross section is particularly preferably defined by at least one radius.
Gemäß einer Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist die mindestens eine Strömungsgeometrie an dem Ventilschieber an einem Abschnitt ausgestaltet, mit welchem der Ventilschieber die ablaufseitige Kammer des Ventilgehäuses durchdringt. In diesem Fall ist die mindestens eine Strömungsgeometrie also an dem Ventilschieber ausgestaltet, wobei sie konkret an einem Abschnitt des Ventilschiebers vorgesehen ist, mit welchem der Ventilschieber in seinen unterschiedlichen Positionen in der ablaufseitigen Kammer liegt. Hierdurch kann die Strömungsumlenkung des Fluid nach der Drosselstelle vorgenommen werden, indem das Fluid nach einem Eintreten in die ablaufseitige Kammer auf die mindestens eine, am Abschnitt des Ventilschiebers ausgestaltete Strömungsgeometrie trifft und hierdurch in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer umgeleitet wird.According to one possible embodiment of the invention, the at least one flow geometry on the valve slide is designed at a section with which the valve slide penetrates the outlet-side chamber of the valve housing. In this case, the at least one flow geometry is designed on the valve slide, being specifically provided on a section of the valve slide with which the valve slide lies in its different positions in the outlet-side chamber. As a result, the flow diversion of the fluid can be carried out after the throttle point in that the fluid, after entering the outlet-side chamber, hits the at least one flow geometry designed on the section of the valve slide and is thereby redirected in the direction of the transition from the inlet-side chamber.
In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist die mindestens eine Strömungsgeometrie umlaufend an dem Ventilschieber ausgestaltet. Alternativ oder ergänzend dazu ist die mindestens eine Strömungsgeometrie zudem rotationssymmetrisch ausgebildet. Dadurch wird jeweils sichergestellt, dass eine Lage des Ventilschiebers in Drehrichtung zu dem Ventilgehäuse unerheblich ist, da die mindestens eine Strömungsgeometrie in jeder Drehrichtungslage des Ventilschiebers entsprechend zu der Drosselstelle positioniert ist.In a further development of the aforementioned design option, the at least one flow geometry is designed to be circumferential on the valve slide. Alternatively or in addition to this, the at least one flow geometry is also designed to be rotationally symmetrical. This ensures that a position of the valve slide in the direction of rotation relative to the valve housing is irrelevant, since the at least one flow geometry is positioned in each direction of rotation of the valve slide corresponding to the throttle point.
Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche hierbei alternativ oder ergänzend zu den vorgenannten Varianten verwirklicht sein kann, dass die mindestens eine Strömungsgeometrie an dem Ventilgehäuse an einer Innenwand ausgestaltet ist, welche die ablaufseitige Kammer definiert. In diesem Fall wird durch entsprechende Gestaltung des Ventilgehäuses die erfindungsgemäße Strömungsumlenkung des Fluids herbeigeführt.It is a further embodiment of the invention, which can be implemented as an alternative or in addition to the aforementioned variants, that the at least one flow geometry on the valve housing is designed on an inner wall which defines the outlet-side chamber. In this case, the flow deflection of the fluid according to the invention is brought about by appropriate design of the valve housing.
In Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Strömungsgeometrien vorgesehen. Hierdurch kann eine Verwirbelung des Fluids beim Übergang aus der zulaufseitigen Kammer weiter erhöht werden, indem mehrere Geometrien für entsprechende Turbulenzen sorgen. Diese mehreren Strömungsgeometrien können dabei im Einzelnen an dem Ventilschieber und/oder an dem Ventilgehäuse ausgestaltet sein. Dabei können die Geometrien von ihrer Gestaltung her einander entsprechen, wobei sie besonders bevorzugt abweichend voneinander gestaltet sind. Bei Platzierung mehrerer Strömungsgeometrien an dem Ventilschieber sind diese bevorzugt axial aufeinanderfolgend ausgestaltet.In a further development of the invention, several flow geometries are provided. As a result, turbulence of the fluid during the transition from the inlet-side chamber can be further increased by multiple geometries ensuring corresponding turbulence. These multiple flow geometries can be designed specifically on the valve slide and/or on the valve housing. The geometries can correspond to one another in terms of their design, although they are particularly preferably designed differently from one another. When placing several streams mung geometries on the valve slide, these are preferably designed axially one after the other.
Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilschieber stufenlos in unterschiedlichen Positionen im Ventilgehäuse positionierbar. In diesem Fall ist das Druckreduzierventil also nach Art eines Proportionalventils ausgebildet, wodurch auch eine stufenlose Drosselung des Fluids möglich wird. Alternativ dazu könnten bei dem erfindungsgemäßen Druckreduzierventil aber auch diskrete Positionen des Ventilschiebers im Ventilgehäuse vorgesehen sein, zwischen denen der Ventilschieber axial im Ventilgehäuse bewegbar ist und hierbei keine Zwischenpositionen einnehmen kann.According to one embodiment of the invention, the valve slide can be positioned continuously in different positions in the valve housing. In this case, the pressure reducing valve is designed in the manner of a proportional valve, which also enables continuous throttling of the fluid. Alternatively, in the pressure reducing valve according to the invention, discrete positions of the valve slide could also be provided in the valve housing, between which the valve slide can be moved axially in the valve housing and cannot assume any intermediate positions.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Ventilgehäuse eine Aufnahmebohrung auf, in welcher der Ventilschieber verschiebbar geführt ist, wobei die zulaufseitige Kammer und die ablaufseitige Kammer jeweils ringförmig um die Aufnahmebohrung ausgestaltet und jeweils mit der Aufnahmebohrung verbunden sind. Hierdurch wird ein geeigneter Aufbau des erfindungsgemäßen Druckreduzierventils erreicht.In a further development of the invention, the valve housing has a receiving bore in which the valve slide is slidably guided, the inlet-side chamber and the outlet-side chamber each being designed in a ring shape around the receiving bore and each being connected to the receiving bore. This achieves a suitable structure for the pressure reducing valve according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Fluidsystem, in welchem mindestens ein Druckreduzierventil nach einer oder mehreren der vorgenannten Varianten vorgesehen ist. Dabei handelt es sich bei diesem Fluidsystem insbesondere um ein System eines Fahrzeuggetriebes oder einer elektrischen Fahrzeugantriebsachse, wobei dieses Fluidsystem hierbei bevorzugt als Hydrauliksystem in Form eines Hydraulikkreises vorliegt.The invention also relates to a fluid system in which at least one pressure reducing valve is provided according to one or more of the aforementioned variants. This fluid system is in particular a system of a vehicle transmission or an electric vehicle drive axle, with this fluid system preferably being present as a hydraulic system in the form of a hydraulic circuit.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. There are also possibilities to combine individual features with one another, even if they emerge from the claims, the following description of a preferred embodiment of the invention or directly from the drawings. Reference in the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.
Eine vorteilhafte Ausführungsform, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine Schnittansicht eines Druckreduzierventils entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und -
2 ein Detail des Druckreduzierventils aus1 .
-
1 a sectional view of a pressure reducing valve according to a preferred embodiment of the invention; and -
2 a detail of the pressure reducing valve1 .
Aus
Die zulaufseitige Kammer 4 ist mit einem Zulauf 8 des Druckreduzierventils 1 verbunden, über welchen Hydraulikflüssigkeit in die zulaufseitige Kammer 4 geführt werden kann, die letztendlich von einer Druckquelle wie einer Pumpe in das Hydrauliksystem gefördert wird. Bei der ablaufseitigen Kammer 5 ist eine Verbindung zu einem Ablauf 9 hergestellt, welcher für ein Abführen von Hydraulikflüssigkeit aus der ablaufseitigen Kammer 5 vorgesehen ist. Hingegen sind die beiden Druckräume 6 und 7 jeweils mit je einem Druckanschluss 10 bzw. 11 verbunden. Zur Regelung des im Ablauf herrschenden Systemdrucks muss dessen Rückmeldung auf das Druckreduzierventil 1 und damit den Ventilschieber 12 erfolgen. Hierzu weist das Druckreduzierventil 1 einen Rückmeldeanschluss 32 auf, welcher mit dem Ablauf verbunden ist und durch den der Systemdruck in einer Rückmeldedruckkammer 31 wirksam ist.The inlet-
Der Ventilschieber 12 ist mit mehreren Führungsabschnitten 14, 15 und 16 ausgestattet, an denen jeweils eine Führung des Ventilschiebers 12 in der umliegenden Aufnahmebohrung 3 stattfindet. Dabei nimmt der einzelne Führungsabschnitt 14 bzw. 15 bzw. 16 an einem jeweiligen Außendurchmesser die Führung des Ventilschiebers 12 an einem jeweiligen, korrespondierenden Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 3 vor. Zwischen den Führungsabschnitten 15 und 16 ist eine Rückmeldefläche 30 an dem Ventilschieber 12 ausgebildet, welche sich in axialer Projektion, d.h. in Richtung der Längsmittelachse 13, als ringförmige Differenzfläche aus den Außendurchmessern der Führungsabschnitte 15 und 16 errechnet. Die Rückmeldefläche 30 liegt in einer Ebene senkrecht zur Längsmittelachse 13.The
Im Bereich des Führungsabschnitts 14 ist in den Ventilschieber 12 zudem von einem axialen Ende her eines Sackbohrung 17 eingebracht, in welche ein Federelement 18 eingeführt ist. Dieses Federelement 18, welches vorliegend als Schraubenfeder ausgeführt ist, stützt sich zudem axial an dem Ventilgehäuse 2 ab und spannt den Ventilschieber 12 axial in Richtung des Druckraumes 7 vor.In the area of the
Der Ventilschieber 12 kann in dem Ventilgehäuse 2 stufenlos in unterschiedlichen axialen Positionen angeordnet und zwischen diesen Positionen verschoben werden. Dabei wird die jeweilige Position durch das Federelement 18 in Zusammenspiel mit in den Druckräumen 6 und 7 jeweils eingestellten Steuerdrücken sowie den in der Rückmeldedruckkammer 31 auf die Rückmeldefläche 30 des Ventilschiebers 12 wirkenden Systemdruck eingestellt. Die Kraft aus dem Systemdruck auf die Rückmeldefläche 30 wirkt entgegen der Kraft des Federelements 18.The
Die Regelung des Systemdrucks in dem Hydraulikkreis wird über das Druckreduzierventil 1 durch Drosselung der Hydraulikflüssigkeit beim Übergang aus der zulaufseitigen Kammer 4 in die ablaufseitige Kammer 5 vorgenommen. Zu diesem Zweck bildet ein Durchgang 19, der durch die Aufnahmebohrung 3 gebildet ist und über welchen die Kammern 4 und 5 im Ventilgehäuse 2 miteinander verbunden sind, einen Drosselspalt 20, an welchem im Zusammenspiel mit einer Schließkante 21 am Ventilschieber 12 und in Abhängigkeit der axialen Position des Ventilschiebers 12 im Ventilgehäuse 2 eine jeweilige Drosselung zur Einstellung des Systemdrucks vorgenommen wird. Insofern definieren der Drosselspalt 20 und die Schließkante 21 gemeinsam eine Drosselstelle 22 des Druckreduzierventils 1.The system pressure in the hydraulic circuit is regulated via the pressure reducing valve 1 by throttling the hydraulic fluid during the transition from the inlet-
Während der Drosselspalt 20 an dem Durchgang 19 ausgestaltet ist, ist die Schließkante 21 an einem axialen Ende des Führungsabschnitts 14 ausgestaltet, mit welchem der Führungsabschnitt 14 axial in Richtung der ablaufseitigen Kammer 5 weist. Wie insbesondere in einer Detailansicht des entsprechenden Bereichs in
Als Besonderheit ist der Ventilschieber 12 an einem Abschnitt 25, der axial zwischen dem Führungsabschnitt 14 und dem Führungsabschnitt 15 verläuft und mit dem der Ventilschieber 12 die ablaufseitige Kammer 5 axial durchdringt, mit einer Strömungsgeometrie 26 versehen. Diese Strömungsgeometrie 26 ist hierbei dafür vorgesehen, die Hydraulikflüssigkeit hinter der Drosselstelle 22 durch Erzeugung einer turbulenten Strömung zu verwirbeln. Zu diesem Zweck wird über die Strömungsgeometrie 26 eine zumindest teilweise Strömungsumlenkung der Hydraulikflüssigkeit nach dem Übertritt über die Drosselstelle 22 in Richtung des Übergangs aus der zulaufseitigen Kammer 4 hervorgerufen.As a special feature, the
Wie in
Durch die zumindest teilweise Strömungsumlenkung und die hierdurch hervorgerufene turbulente Strömung der Hydraulikflüssigkeit im Anschluss an die Drosselstelle 22 werden akustische Störungen im Bereich der Drosselstelle 22 minimiert, welche ihre Ursache in Strömungsgeräuschen der Hydraulikflüssigkeit haben. Gleichzeitig kann über das Druckreduzierventil 1 eine zuverlässige Regelung eines Systemdrucks vorgenommen werden.The at least partial flow deflection and the resulting turbulent flow of the hydraulic fluid following the
BezugszeichenReference symbols
- 11
- DruckreduzierventilPressure reducing valve
- 22
- VentilgehäuseValve housing
- 33
- Aufnahmebohrunglocation hole
- 44
- zulaufseitige Kammerinlet chamber
- 55
- ablaufseitige Kammerdrain-side chamber
- 66
- DruckraumPressure room
- 77
- DruckraumPressure room
- 88th
- ZulaufIntake
- 99
- AblaufSequence
- 1010
- DruckanschlussPressure connection
- 1111
- DruckanschlussPressure connection
- 1212
- Ventilschiebervalve slide
- 1313
- LängsmittelachseLongitudinal center axis
- 1414
- FührungsabschnittLeadership section
- 1515
- FührungsabschnittLeadership section
- 1616
- FührungsabschnittLeadership section
- 1717
- SackbohrungenBlind holes
- 1818
- FederelementSpring element
- 1919
- Durchgangpassage
- 2020
- Drosselspaltthrottle gap
- 2121
- SchließkanteClosing edge
- 2222
- DrosselstelleThrottle point
- 2323
- Außendurchmesserouter diameter
- 2424
- FlankeFlank
- 2525
- AbschnittSection
- 2626
- StrömungsgeometrieFlow geometry
- 2727
- Querschnittcross-section
- 2828
- SpitzelSpy
- 2929
- SeitePage
- 3030
- RückmeldeflächeFeedback area
- 3131
- RückmeldedruckkammerFeedback pressure chamber
- 3232
- RückmeldeanschlussFeedback connection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1384926 A2 [0003, 0015]EP 1384926 A2 [0003, 0015]
Claims (11)
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PCT/EP2023/053612 WO2023169779A1 (en) | 2022-03-10 | 2023-02-14 | Pressure-reducing valve |
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DE102022202370.6A DE102022202370A1 (en) | 2022-03-10 | 2022-03-10 | Pressure reducing valve |
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IT1299508B1 (en) * | 1998-06-10 | 2000-03-16 | Otis Elevator Co | IMPROVED VALVE FOR HYDRAULIC CONTROL UNIT, PARTICULARLY FOR ELEVATORS, HOISTS AND SIMILAR |
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-
2022
- 2022-03-10 DE DE102022202370.6A patent/DE102022202370A1/en active Pending
-
2023
- 2023-02-14 WO PCT/EP2023/053612 patent/WO2023169779A1/en unknown
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EP1384926A2 (en) | 2002-07-16 | 2004-01-28 | Theodor Heimeier Metallwerk GmbH & Co KG | Radiator valve for a heating system |
Also Published As
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---|---|
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