-
Stand der
Technik
-
Die
Erfindung geht von einem Druckregler gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 näher
definierten Art aus.
-
Ein
derartiger Druckregler ist aus der Praxis allgemein bekannt und
wird insbesondere bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges
zur Einstellung eines auf ein Stellglied wirkenden Fluiddrucks eingesetzt.
Beispielsweise kann über
die Einstellung des Fluiddrucks ein Schaltelement, wie eine Kupplung,
zur Durchführung
eines Schaltvorgangs betätigt werden.
Der Druckregler ist hierbei einerseits mit einem als Aktuator für das Schaltelement
dienenden Hydraulikzylinder und andererseits mit einer Druckversorgung
verbunden.
-
Ein
Druckregler der einleitend genannten Art ist beispielsweise aus
der
DE 100 24 700
A1 bekannt und umfaßt
eine Magnetbaugruppe, welche über eine
elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist und ein zumindest bereichsweise
metallisches Gehäuse, eine
Magnetspule, einen Polkern und einen Anker aufweist, der durch Bestromung
der Magnetspule axial verschiebbar ist. Des weiteren umfaßt der Druckregler
eine Ventilbaugruppe, die sich an die Magnetbaugruppe anschließt und einen
aus Kunststoff gefertigten Ventilflansch umfaßt, in der eine metallische
Führungshülse zur
Ausrichtung und Befestigung der Magnetbaugruppe und eine spanend
bearbeitete Sitzplatte eingespritzt sind. An der Sitzplatte ist
ein Ventilsitz ausgebildet, der mit einem mittels der Magnetbaugruppe
betätigten
Ventilschließglied
zusammenwirkt, das in Schließstellung
eine Rücklaufseite
des Druckreglers von einer Druckseite des Druckreglers trennt. Die
Rücklaufseite
führt zu
einem Tankanschluß,
der mit einem Vorratstank für
Druckmittel verbunden ist. Die Druckseite ist einerseits über einen
Zulaufanschluß mit
dem Versorger und andererseits über
einen Verbraucheranschluß mit dem
Verbraucher verbunden.
-
Um
hinreichend geringe Toleranzen an dem Ventilsitz zu erreichen, die
beispielsweise im Bereich von 5/100 mm liegen, ist die Sitzplatte
spanend bearbeitet. Sie stellt beispielsweise ein Drehteil dar und
ist ein Einlegeteil, das mit dem Kunststoff des Ventilflansches
umspritzt ist.
-
Bei
der hydraulischen Steuerung von Automatgetrieben ist des weiteren
ein bestimmter Hydraulikdruck erforderlich, um den entsprechenden Verbraucher
zu betätigen.
Der Druckreg ler regelt diesen Hydraulikdruck ein, indem er einen
Förderdruck eines
Druckversorgungssystems, das zumindest aus einer Hydraulikpumpe
und einem Druckbegrenzungsventil besteht, unter Einwirkung eines
elektrischen Signals eines elektronischen Steuergeräts moduliert.
Der Druck am Arbeitsanschluß des
Druckreglers wird durch den Abstand zwischen dem Ventilschließglied und
dem Ventilsitz bestimmt.
-
Materialbedingt
hat der aus Kunststoff bestehende Ventilflansch einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als das in der Regel aus Stahl bestehende Ventilschließglied.
Mit steigenden Betriebstemperaturen vergrößert sich daher der Abstand
zwischen dem Ventilschließglied
und dem Ventilsitz, was einen Druckabfall am Arbeitsanschluß zur Folge
hat. Dies kann bei Einsatz des Druckreglers bei einer Kupplung als
Verbraucher zu einem Schlupfverhalten der Kupplung mit hoher Reibbelastung
führen,
so daß die
Gefahr besteht, daß Kupplungsbeläge verbrennen.
-
Ferner
ist aus der
DE 100
47 399 A1 ein Elektromagnetventil bekannt, das ein metallisches Ventilgehäuse aufweist,
das einen Magnetkern umschließt
und mit einem metallischen Ventilsitzaufnahmekörper verbunden ist. Der Ventilsitzaufnahmekörper ist
in einen Ventilträger
eingesetzt und darin befestigt, wobei zur Abdichtung des Ventilsitzaufnahmekörpers vom
Ventilträger
ein Filtertopf vorgesehen ist. Ein ähnlich aufgebautes Elektromagnetventil
ist weiterhin aus der
DE
102 12 040 A1 bekannt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckregler der einleitend
genannten Art zu schaffen, bei dem der Druckabfall am Verbraucheranschluß bei höheren Temperaturen
gering ausfällt.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Der
Druckregler nach der Erfindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1, bei welchem Druckregler die Sitzplatte über eine
metallische und/oder formschlüssige
Verbindung mit der Führungshülse verbunden
ist, hat den Vorteil, daß auch
mit steigenden Temperaturen ein definierter Abstand zwischen dem
Ventilsitz und der eine Metallbaugruppe darstellenden Magnetbaugruppe
vorliegt. Damit ist auch bei einem sogenannten "Arbeiten", d. h. bei einer Ausdehnung bzw. bei einer
Kontraktion, des als Kunststoffspritzteil ausgeführten Ventilflansches ein definierter
Fluidstrom zwischen der Druckseite und der Rücklaufseite der Ventilbaugruppe
gewährleistet.
Eine erhöhte
Ausdehnung des Kunststoffes des Ventilflansches wirkt sich nicht
auf den axialen Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilschließglied aus.
-
Insbesondere
bei Einsatz des Druckreglers bei einem Automatgetriebe eines Antriebsstranges eines
Kraftfahrzeuges kann durch die erfindungsgemäße Auslegung erreicht werden,
daß es
bei hohen Betriebstemperaturen zu keinem die Funktion beeinträchtigenden
Schlupf eines mittels des Druckreglers angesteuerten Schaltelements
kommen kann.
-
Bei
einer einfach herzustellenden Ausführungsform des Druckreglers
nach der Erfindung umfaßt
die metallische Verbindung zwischen der Sitzplatte und der Führungshülse eine
Schweißverbindung.
-
Bei
einer speziellen Ausführungsform
des Druckreglers ist die Führungshülse an ihrer
der Sitzplatte zugewandten Stirnseite mit der Sitzplatte verschweißt. In diesem
Fall wird mithin die Führungshülse, über die
die Magnetbaugruppe mit der Ventilbaugruppe verbunden ist, bis an
die planar ausgeführte Sitzplatte
herangeführt
und dort mit dieser verschweißt.
Alternativ kann die Führungshülse die
Sitz platte an deren Mantelfläche
umgreifen und an letzterer verschweißt sein.
-
Bei
einer alternativen Ausführungsform
des Druckreglers nach der Erfindung geht die Sitzplatte in mindestens
einen parallel zur Achse des Ventilschließglieds ausgerichteten Wandanschnitt über, der
mit der Führungshülse verschweißt ist und
vorzugsweise einstückig
mit der Sitzplatte gefertigt ist. Die Sitzplatte stellt dann zusammen
mit den beispielsweise drei Wandabschnitten einen sogenannten Sitzflächenkäfig dar,
der vorzugsweise ein Dreh-/Frästeil
ist und spezifische Durchbrüche
hat, die einen Fluidfluß von
dem Ventilsitz zu der Rücklaufseite
zulassen.
-
Der
Sitzflächenkäfig ist
bei dieser Ausführungsform
in einem definierten Abstand von einer Montagereferenzfläche beispielsweise über Laserschweißpunkte
mit der Führungshülse verschweißt. Die
Montagereferenzfläche
ist in der Regel von der der Ventilbaugruppe zugewandten Stirnseite
der Magnetbaugruppe gebildet.
-
Die
Sitzscheibe kann metallisch oder nichtmetallisch sein. In einer
vorteilhaften Ausführung kann
die Sitzscheibe spanend bearbeitet sein, jedoch kann diese hiervon
abweichend z. B. auch ein Sinterteil darstellen.
-
Insbesondere
bei Einsatz eines Sinterteils als Sitzplatte kann eine formschlüssige Verbindung zwischen
der Führungshülse und
der Sitzplatte durch eine Verbördelung
gebildet sein.
-
Bei
dem Druckregelventil nach der Erfindung ist es möglich, als Werkstoff für das Ventilschließglied ein
Metall mit einem im Vergleich zu ferritischem Stahl höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten,
wie beispielsweise Messing, Aluminium oder austenitischen Stahl,
einzusetzen. Damit kann der durch eine Viskositätsänderung des zu regelnden Fluids,
beispielsweise eines Hydrauliköls,
verursachte Temperaturgang des Druckreglers zurückgenommen werden.
-
Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung und den
Patentansprüchen.
-
Zeichnung
-
Vier
Ausführungsbeispiele
des Druckreglers nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch
vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es
zeigen
-
1 einen
Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
eines Druckreglers gemäß der Erfindung
mit einem Sitzflächenkäfig;
-
2 eine
Aufsicht auf den Sitzflächenkäfig des
Druckreglers nach 1;
-
3 einen
Schnitt durch den Sitzflächenkäfig nach 2 entlang
der Linie III-III in 2;
-
4 einen
Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
eines Druckreglers nach der Erfindung,
-
5 eine
Verbindung zwischen einer Führungshülse und
einer Sitzplatte bei einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckreglers;
und
-
6 eine
Verbindung zwischen einer Sitzplatte einer Führungshülse und einer Sitzplatte bei
einer vierten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Druckreglers.
-
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
-
In 1 ist
ein Druckregler 10 dargestellt, der zum Einsatz bei einem
Automatgetriebe eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges ausgelegt
ist und bei einem hydraulischen Verteiler bzw. einer Stellplatte
zur hydraulischen Betätigung
eines Schaltelements wie einer Kupplung oder einer Bremse einsetzbar
ist. Der Druckregler 10 umfaßt eine Magnetbaugruppe 12,
die zur Steuerung einer Ventilbaugruppe 14 dient, die zur
Regelung eines Hydraulikstroms ausgelegt ist.
-
Die
Magnetbaugruppe 12 umfaßt ein Metallgehäuse 16,
eine Magnetspule 18, einen Magnetkern bzw. Polkern 20 sowie
einen hier nicht näher
dargestellten Magnetanker, der zur Betätigung eines Stößels 22 dient,
der axial verschiebbar geführt
ist.
-
In
axialer Richtung schließt
sich an die Magnetbaugruppe 12 die Ventilbaugruppe 14 an,
die einen ein Kunststoffspritzteil darstellenden Ventilflansch 24 umfaßt, der
in einem ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Ventilgehäuse 26 angeordnet
ist. Der Ventilflansch 24 hat einen an der axialen Stirnseite
der Ventilbaugruppe 14 mündenden und mit einer Druckquelle
verbundenen Versorgungsanschluß 28, einen
Steuerraum 30, von dem ein radial und hier rechtwinklig
zur Zeichenebene ausgerichteter Verbraucheranschluß abzweigt,
und einen ebenfalls radial austretenden Tankanschluß 32.
Der Versorgungsanschluß 28 und
der Steuerraum 30 sind einer Druckseite des Druckreglers 10 zugeordnet.
Der Tankanschluß 32 ist
einer Rücklaufseite
des Druckreglers 10 zugeordnet.
-
Am
Umfang des Ventilgehäuses 26 sind
zwei O-Ring-Dichtungen 34 und 36 in korrespondierenden Nuten 38 und 40 angeordnet.
-
Die
Ventilbaugruppe 14 und die Magnetbaugruppe 12 sind über eine
gestuft ausgebildete Führungshülse 42 miteinander
verbunden, die das Metallgehäuse 16 der
Magnetbaugruppe 12 umgreift, ein Tiefziehteil ist und in
den Ventilflansch 24 eingespritzt ist.
-
Zur
Verankerung in dem Ventilflansch 24 weist die Führungshülse 42 axial
ausgerichtete kreisförmige
Kunststoffverankerungsöffnungen 44 auf. Die
Führungshülse 42 hat
acht derartige Öffnungen, von
denen drei von in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Lüftungsöffnungen 46 durchgriffen sind,
die zu einem Membranraum 48 führen, in dem eine ringscheibenförmige Membran 50 angeordnet ist.
-
Die
Membran 50 ist zwischen der Magnetbaugruppe 12 und
der Ventilbaugruppe 14 eingespannt und an ihrer Innenseite
mit einem kolbenartigen Ventilschließglied 52 verbunden,
das mittels des Stößels 22 betätigbar ist
und mittels eines Schiebesitzes zwischen dem Ventilschließglied 52 und
dem Stößel 22 radial
geführt
wird.
-
Das
kolbenartige Ventilschließglied 52 wirkt mit
einem Ventilsitz 56 zusammen, der an einer Sitzplatte 58 eines
sogenannten Sitzflächenkäfigs 60 ausgebildet
ist.
-
Der
Sitzflächenkäfig 60,
der in den 2 und 3 in Alleinstellung
dargestellt ist, ist ein Dreh-/Frästeil, das neben der Sitzplatte 58 drei
stegartige, einstückig
mit der Sitzplatte 58 gefertigte Wandabschnitte 62A, 62B und 62C aufweist,
die parallel zu der Achse des Ventilschließglieds ausgerichtet sind und
in ihren Endbereichen jeweils über
eine Schweißverbindung 64 mit
der Außenseite
der Führungshülse 42 verschweißt sind.
Der Sitzflächenkäfig 60 bildet
ein Einlegeteil des Kunststoffventilflansches 24.
-
Der
mittels des Magnetankers betätigte
Stößel 22 wirkt
des weiteren auf einen Steuerstößel 66, der
eine Bohrung 68 der Sitzplatte 58 des Sitzflächenkäfigs 60 durchgreift
und auf eine Ventilkugel 70 wirkt, die einen Fluidstrom
von dem Versorgungsanschluß 28 zu
dem mit dem Verbraucheranschluß in Verbindung
stehenden Steuerraum 30 regelt.
-
Über das Öffnungsverhalten
des Ventilschließglieds 52 ist
ein zwischen dem der Druckseite zugeordneten Steuerraum 30 und
dem der Rücklaufseite
zugeordneten Tankanschluß 32 steuerbar, so
daß ein
an dem Arbeitsanschluß anliegender Druck
einstellbar ist.
-
In 4 ist
eine alternative Ausführungsform eines
Druckreglers 80 dargestellt, dessen Aufbau im wesentlichen
demjenigen des Druckreglers nach 1 entspricht.
-
Der
Druckregler 80 unterscheidet sich jedoch von dem Druckregler
nach 1 dadurch, daß er
ein plattenartiges Einlegeteil 82 aufweist, welches eine
als Drehteil ausgeführte
Sitzplatte darstellt und an dem der Ventilsitz 56 ausgebildet
ist, welcher mit dem Ventilschließglied 52 zusammenwirkt.
-
Des
weiteren umfaßt
der Druckregler 80 eine wiederum als Tiefziehteil ausgebildete
Führungshülse 84,
die zur Verbindung der Ventilbaugruppe 14 mit der Magnetbaugruppe 12 dient
und deren der Magnetbaugruppe 12 abgewandtes Ende bis an
die Sitzplatte 82 herangeführt ist und dort über eine
Laserschweißverbindung 86 mit
dieser verbunden ist.
-
Die
Tiefziehhülse 84 weist
in dem axial ausgerichteten Bereich, der in dem Ventilflansch 24 eingespritzt
ist, eine radiale Abströmbohrung 88 auf,
so daß ein
Fluidstrom zwischen dem Ventilsitz 56 und dem Tankanschluß 32 gewährleistet
ist.
-
In 5 ist
eine alternative Anbindung einer Sitzplatte 82' an eine wiederum
als Tiefziehteil ausgebildete Führungshülse 84', die zur Verbindung
einer Ventilbaugruppe mit einer Magnetbaugruppe eines Druckreglers
dient, der weitgehend entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach 4 ausgebildet
ist und daher im folgenden nur hinsichtlich seiner Unterschiede
zu diesem beschrieben wird. Die Füh rungshülse 84' umgreift in ihrem Endbereich die Sitzplatte 82' an deren Mantelfläche und
ist dort über eine
Schweißverbindung 86' mit dieser
verbunden. Die Sitzplatte 82',
die von einem Steuerstößel 66 durchgriffen
ist, stellt ein Dreh-/Frästeil,
mithin ein spanend bearbeitetes Bauteil dar.
-
In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Anbindung einer als Tiefziehteil ausgebildeten Führungshülse 84'' an eine Sitzplatte 82'' bei einem Druckregler der in Verbindung
mit 4 näher
beschriebenen Art dargestellt. Die Führungshülse 84'' dient
wiederum zur Verbindung einer Ventilbaugruppe mit einer Magnetbaugruppe.
An ihrem der Magnetbaugruppe abgewandten Ende umgreift die Führungshülse 87'' die Sitzplatte 82'' und ist mit dieser über eine
Verbördelung 90 formschlüssig verbunden. Die
Sitzplatte 82'' kann im vorliegenden
Fall aus einem keramischen Sinterbauteil gebildet sein.