DE19716185A1

DE19716185A1 - Elektromagnetisch betätigtes Druckregelventil

Info

Publication number: DE19716185A1
Application number: DE1997116185
Authority: DE
Inventors: Bernhard Fesler; Karlheinz Mayr; Hubert Remmlinger; Bernhard Sich
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch betätig tes Druckregelventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Elektromagnetisch betätigte Druckregelventile werden u. a. in Steuerungen für Kraftfahrzeugautomatgetriebe, Bau maschinen, Regelanlagen mit hydraulischen Stelleinrichtun gen usw. verwendet. Sie bestehen in der Regel aus einem Ventilgehäuse mit einem Druckmittelanschluß, Abflußbohrun gen und einem Abströmquerschnitt, der mit einem Schließkör per zusammenwirkt und den abströmenden Druckmittelstrom regelt. Der Schließkörper ist mit einer Ankerstange verbun den, auf dem ein Anker eines Elektromagneten sitzt. Die Ankerstange ist auf beiden Seiten des Ankers im Ventilge häuse oder in einem Kern des Elektromagneten gelagert. Als Druckmittel wird üblich Hydrauliköl oder Schmieröl verwen det.

Ein Ankerraum, in dem sich der Anker in axialer Rich tung bewegt, ist mit Öl gefüllt. Wird der Elektromagnet betätigt, findet über die Lagerspalte ein Ölaustausch des Ankerraums statt. Je nach Betriebsdauer enthält das Öl, in der Regel Schmieröl, mehr oder wenig magnetisierbare Ab riebspartikel, die den Magnetkreis des Druckregelventils und somit auch seine Kennlinie beeinflußt, so daß sie sich während der Lebensdauer nachteilig verändert. Die Abriebs partikel erhöhen ferner den Verschleiß in der Lagerung des Druckreglers, wodurch die Anzahl der Schaltspiele während der Lebensdauer verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektroma gnetisch betätigte Druckregelventile zu schaffen, die ein besseres Kennlinienverhalten über der Lebensdauer aufweisen und eine größere Anzahl von Schaltspielen zulassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Oxydkeramik als Lagerpaarung erzielt man folgende Vorteile:

- Die Lebensdauer und damit die Anzahl der Schaltspiele wird erhöht, da die Abrasionsfestigkeit und damit die Verschleißfestigkeit der Oxydkeramik sehr hoch ist.
- Durch eine hohe Oberflächengüte der Gleitflächen und die dadurch erreichte geringe Reibung können Kenn linien mit einer geringen Hysterese erzielt werden.
- Wegen des geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Oxydkeramik können selbst bei hohen Betriebstempe raturen und großen Temperaturveränderungen geringe La gerspiele realisiert werden, wodurch nur sehr kleine und sehr wenige magnetisierbare Abriebspartikel in den Ankerraum gelangen können.
- Schließlich werden wegen der guten chemischen Bestän digkeit weder die Lager ausgewaschen noch verändert sich der Lagerwerkstoff während der Lebensdauer.

In einfacher Weise kann die Ankerstange selbst aus Oxydkeramik bestehen und unmittelbar in Lagerschalen aus Oxydkeramik laufen. Es kann jedoch aus fertigungstechni schen und magnettechnischen Gründen zweckmäßig sein, die Ankerstange aus Stahl zu fertigen. In diesem Fall trägt die Ankerstange im Bereich der Gleitlager Lagerbuchsen aus Oxydkeramik. Diese Lagerbuchsen können in beliebiger Weise, z. B. durch Pressen oder Kleben auf der Ankerstange, befe stigt werden.

Der Anker wird von zwei Druckfedern in einer Gleichge wichtslage gehalten, die die Grundeinstellung des Druckre gelventils bestimmen. Zweckmäßigerweise ist diese Lage mit tels einer Einstellschraube veränderbar.

Weitere Einzelheiten ergeben aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Be schreibung und in den Ansprüchen sind zahlreiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrieben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmäßigerweise im Sinne der zu lösenden Aufgaben auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines Druck regelventils mit einer Ankerstange aus Oxydkeramik und

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführung mit einer Ankerstange aus einem magnetisierbaren Werkstoff, insbesondere Stahl.

Ein Druckregelventil 1 besitzt ein Ventilgehäuse 2 mit einem Anschlußstutzen 3, der am äußeren Umfang eine Dich tung 4 trägt. Der Anschlußstutzen 3 weist eine Anschlußöff nung 5 auf, durch die Druckmittel, in der Regel Schmieröl, einströmt und über einen Abströmquerschnitt 7 zu Abflußboh rungen 8 gelangt. In der Anschlußöffnung 5 ist ein Feinfil ter montiert, um grobe Verunreinigungen aus dem Öl zu fil tern.

Ein Schließkörper 10, der mit einer Ankerstange 9 ein stückig ausgebildet ist und einen kegeligen Ventilsitz hat, wirkt mit dem Abströmquerschnitt 7 zusammen und regelt den Durchfluß des Öls.

Die Ankerstange 9 trägt einen Anker 12, der in einem Ankerraum 13 axial durch einen Elektromagneten bewegt wer den kann. Der Elektromagnet wird von einer Spule 20 und zwei Magnetkernen 21, 22 gebildet. Zu beiden Seiten des Ankers 12 ist die Ankerstange 9 mittels Gleitlager 14, 15 im Ventilgehäuse 2 bzw. einem Magnetkern 21 gelagert.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, bei dem die An kerstange 9 aus Oxydkeramik besteht, bildet die Ankerstan ge 9 unmittelbar mit Lagerschalen aus Oxydkeramik die Gleitlager 14 und 15, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, bei dem die Ankerstange 9 aus einem magneti sierbaren Werkstoff, insbesondere Stahl, besteht, auf der Ankerstange 9 im Bereich der Gleitlager 14, 15 Lagerbuch sen 23, 24, z. B. aufgeschrumpft, aufgepreßt, geklebt oder sonst in geeigneter Weise befestigt sind. Durch die Gleit lager 14, 15 aus Oxydkeramik können Gleitflächen mit einer hohen Oberflächengüte und geringen Lagerspielen erzielt werden. Hierdurch wird der Schmutzeintrag in den Anker raum 13 verringert und die Regelgüte des Druckregelven tils 1 und insbesondere das Kennlinienverhalten über der Lebensdauer verbessert.

Der Anker 12 wird mittels zweier Druckfedern 16, 17 in einer Gleichgewichtslage, der Ausgangslage, gehalten. Über eine Einstellschraube 19 kann die Gleichgewichtslage ver ändert werden. Wenn die Spule 20 erregt wird, wirken auf den Anker 12 zusätzlich zu den Federkräften magnetische Kräfte, die den Anker 12 mit der Ankerstange 9 und den an geformten Schließkörper 10 in Abhängigkeit von geeigneten Regelparametern axial verstellen.

Bezugszeichenliste

1

Druckregelventil

2

Ventilgehäuse

3

Anschlußstutzen

4

Dichtung

5

Anschlußöffnung

6

Feinfilter

7

Abströmquerschnitt

8

Abflußbohrungen

9

Ankerstange

10

Schließkörper

11

Ventilsitz

12

Anker

13

Ankerraum

14

Gleitlager

15

Gleitlager

16

Druckfeder

17

Druckfeder

18

Federraum

19

Einstellschraube

20

Spule

21

Magnetkern

22

Magnetkern

23

Lagerbuchse

24

Lagerbuchse

Claims

1. Elektromagnetisch betätigtes Druckregelventil (1) mit einer Spule (20), die einen auf einer Ankerstange (9) befestigten Anker (12) umgibt, der über Druckfedern (16, 17) in einer Gleichgewichtslage gehalten und durch Magnet kräfte verstellt wird, wobei ein mit der Ankerstange (9) verbundener Schließkörper (10) einen Abströmquerschnitt (7) steuert und die Ankerstange (9) neben dem Anker (12) in einem Magnetkern (21) bzw. Ventilgehäuse (2) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung der Ankerstange (9) Gleitlager (14, 15) aus Oxydkeramik verwendet werden.

2. Druckregelventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstange (9) aus Oxydkeramik besteht.

3. Druckregelventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstange (9) aus Stahl ist und im Bereich der Gleitlager (14, 15) Lagerbuch sen (23, 24) aus Oxydkeramik trägt.

4. Druckregelventil (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerstange (9) an dem vom Schließkörper (10) abgewandten Ende einen Federraum (18) für eine Druckfeder (17) auf weist, die sich an einer Einstellschraube (19) im Magnet kern (21) abstützt.