DE3226696A1

DE3226696A1 - Durchsatzregelventil fuer hydraulische kreislaeufe

Info

Publication number: DE3226696A1
Application number: DE19823226696
Authority: DE
Inventors: Giulio 20100 Mailand Dotti; Bruno 14020 Cinaglio Roggero
Original assignee: Fiat Auto SpA
Current assignee: Fiat Auto SpA
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE3226696C2; GB2101772A; US4527592A; IT8167989A0; IT1144393B; FR2509830A1; FR2509830B1; GB2101772B

Description

Anwaltsakte: P + G 832 FIAT AUTO S.p.A.

Torino, Italien

Durchsatzregelventil für hydraulische Kreisläufe

Die Erfindung betrifft ein elektro-magnetisch geregeltes oder gesteuertes Durchsatzventil für hydraulische Kreisläufe, das sowohl den Durchsatz eines Mediums regeln kann, das von einer Druckquelle einem Verbraucher zugeführt wird, als auch die Abgabemenge vom Verbraucher zu einem Auslaß.

Das Ventil gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zufuhrkammer aufweist, die mittels eines Zufuhrkanales mit der genannten Quelle kommuniziert, daß ferner eine Verbraucherkammer vorgesehen ist, die über einen W*braucherkanal mit dem genannten Verbraucher kommuniziert, daß eine Abgabekammer vorgesehen ist, die über einen ersten Abgabekanal mit

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dem genannten Auslaß in Verbindung steht, und daß die genannten Kammern hintereinander liegen und in einem Ventilgehäuse eingeformt sind. Ein Ventilschieber ist axial innerhalb der genannten Kammern verschiebbar und umfaßt im wesentliehen einen ersten und einen zweiten zylindrischen Endbereich gleichen Durchmessers, ferner einen zylindrischen Zentralbereichkleineren Durchmessers als die Endbereiche. Zwischen beiden genannten Endbereichen (stirnseitigen Abschnitten) und dem genannten Zentralbereich ist Jewell ein erstes und ein zweites Ventilelement, das derart wirkt, daß es die öffnung eines ersten Durchlaßkanales zwischen der genannten Zufuhrkammer und der Verbraucherkammer kontrolliert, ferner ein zweiter Durchflußkanal zwischen der genannten Verbraucherkammer und der genannten Abgabekammer; dabei wirkt die Kraft einer Feder auf die erste Stirnseite des Ventilschiebers in dem Sinne, daß sie den Ventilschieber normalerweise in seiner Endhubposition gegen das andere Ende gedrückt hält. Im Gehäuse ist ferner.eine Kontrollkammer ein^eformt, in welche das Ende des zweiten Endbereiches des Ventilschiebers hineinragt und die über einen Kontrollkanal mit einer Bohrung vorgegebener Abmessungen sowohl mit der Quelle als auch, über einen zweiten Abgabekanal, mit der Auslaßöffnung kommuniziert. Ein Unterbrecherorgan ist im zweiten Abgabekanal angeordnet und mittels einer elektro-magnetischen Vorrichtung betreibbar; dieser Unterbrecher arbeitet derart, daß er die Größe der Querschnittsöffnung entlang dem genannten zweiten Abgabekanal verändert, um in kontrollierbarer Weise den Druck des fließfähigen Mediums in der genannten Kontrollkammer verändert, um die Verschiebung des genannten Ventilschiebers zu kontrollieren, indem er die von der genannten Feder ausgeübte Kraft überwindet.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen hydraulischen Kreis.

Die Figuren 2 und 3 sind schematische Schnittansichten des Ventiles in zwei verschiedenen Betriebsstellungen.

Pig. 4 ist eine Variante des Ventilorganes.

Das erfindungsgemäß Ventil 1 in Pig. I ist derart gestaltet, daß .es sich in einen hydraulischen Kreis der in Pig. I veranschaulichten Art einbauen läßt, um den Durchsatz fließfähigen Mediums, aus einer unter Druck stehenden Quelle fließfähigen Mediums, kontrollieren zu können, das beispielsweise einen hydraulischen Akkumulator 2 durchströmt und zu einem Verbraucher 3 geleitet wird. Das Ventil vermag auch den Durchsatz des fließfähigen Mediums zu kontrollieren, das aus dem letztgenannten zu einem Abgabereservoir 4 geleitet wird.

Das Ventil läßt sich insbesondere bei einer Vorrichtung zum Regeln und/oder Steuern eines automatischen Getriebes verwenden, so wie in der von der Anmelderin am selben Tage hinterlegten Anmeldung beschrieben.

Das in den Pig. 2und 3 schematisch wiedergegebene Ventil umfaßt ein Gehäuse 7 mit einer Ausnehmung, in der ein Ventilschieber 8 verschiebbar ist. Der Schieber 8 hat zwei zylindrische Endabschnitte 8a, 8b gleichen Durchmessers, ferner einen zylindrischen Zentralabschnitt 8c kleineren Durchmessers als die beiden Endabschnitte. Jede der beiden Endabschnitte weist eine Sackbohrung 9 auf. Die Mantelflächen des Ventilschiebers definieren zusammen mit den Innenflächen der genannten Ausnehmung oder Bohrung im wesentlichen drei Kammern, nämlich eine Zufuhrkammer 10, eine Verbraucherkammer 11 und eine Abgabekammer 12. Jede Kammer kommuniziert mit entsprechenden Kanälen, nämlich einem Zufuhrkanal 13* einem Verbraucherkanal 14 und einem Abgabekanal 15. Der erste dieser Kanäle läßt sich an den hydraulischen Akkumulator 2 mittels eines Rohrleitungsabschnittes 16 (Pig. 1) anschließen; der zweite läßt sich mit dem Ver-

braucher 3 mittels eines Rohrleitungsabschnittes 17 zusammenschalten, und der dritte kann an das Reservoir 4 mittels· der Rohrleitung 18 angeschlossen werden.

Die Zufuhrkammer 10 und die Verbraucherkammer 11 lassen sich miteinander über einen Übergang 21 zusammenschließen, dessen öffnung mittels eines Ventilelementes 22 kontrolliert wird. Das Ventilelement 22 ist auf dem Ventilschieber 8 zwischen dem Endbereich 8b und dem Zentralbereich 8c gebildet (im Falle der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 ist dies eine konische Fläche). Die Verbraucherkammer 11 und die Abgabekammer 12 lassen sich miteinander in Verbindung bringen mit einem weiteren Übergang oder Durchlaß 23 (siehe Fig. 3), dessen Öffnungsgröße mittels eines Ventilelementes 24 kontrolliert wird, das ebenfalls auf dem Ventilschieber 8 zwischen dem Sndbereich 8a und dem Zentralbereich 8c gebildet ist. Auch das in der Zeichnung links vorhandene (stirnseitige) Ende des Ventilschiebers 8 - siehe Figuren 2 und 3 - wirkt die von einer schraubenlinienförmigen Feder 25 ausgeübte Kraft; die Feder ist in eine Bohrung 26 eingelassen, die am einen Ende des Gehäuses 1 eingeformt ist. Sie wird zwischen einem Ring, der an einer Schulter des Ventilschiebers selbst anliegt, und eine|n Endpiropfen oder Deckel 27 zusammengedrückt. '

Der Endabschnitt des Ventilschiebers 8, in den Fig. 2 und 3 ·; rechts erkennbar, ragt in einer Ausnehmung oder Bohrung 28 hinein, die mittels einer Buchse 29 abgesperrt ist und über einen Kanal 30 mit dem zugeführten Medium kommuniziert. Innerhalb des Kanales 30 ist eine Buchse 31 eingeschraubt. Diese hat eine Bohrung vorbestimmten Durchmessers, der in Bezug auf Jene des Kanales klein ist. Die Bohrung 28 kommuniziert ferner mit dem Auslaß über einen Kanal 32, innerhalb welchem eine Kugel 33 oder ein ähnliches Organ eingelassen ist, das mit einem entsprechenden Sitz zusammenarbeitet, um die Querschnittsfläche im Kanal selbst einzustellen. Diese Kugel kann gegen den Sitz mittels eines Stiftes 34 angedrückt werden, der seinerseits

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an den beweglichen Anker 35 eines Elektromagneten angeschlossen oder mit diesem verbunden ist.

Kanal 32 besteht aus einer Axialbohrung in Buchse 29, einer Bohrung 37, gebildet zwischen Buchse 29 und Anker 35 des Elektromagneten 36, zur Axialbohrung in der Buchse parallel verlaufenden Bohrungen und einer Ringnut 38> die ebenfalls .der Buchse 29 eingeformt ist.

Befindet sich Ventilschieber 8 in der in Fig. 2 veranschaulichten Position, so kann fließfähiges Medium zwischen Bohrung 28 und Kanal 32 über die Nuten 39 strömen, die im ringförmigen Teil des Endbereiches 37 des Ventilschiebers selbst vorgesehen sind.

Das Ventil arbeitet in folgender Weise:

Nimmt man an, daß die Durchsatzmenge des zwischen Akkumulator 2 und Verbraucher 3 strömenden Mediums reguliert wird, und nimmt man ferner an, daß dieser Durchsatz den durch das Ventil maximal zulässigen Wert erreicht, so wird Elektromagnet 36 in einer Stellung gehalten, in welcher der Stift 3^ zum rechten Ende des Hubes verschoben wird. Deshalb bleibt der Durchgang durch Kanal 32, durch Kugel 33 kontrolliert, vollständig offen. In diesem Zustand tritt die herangeführte Flüssigkeit (oder das fließfähige Medium, ganz allgemein gesprochen), das am Ventil ankommt, ebenfalls durch Kanal 30 (Fig. 2) und gelangt durch Hindurchtreten durch die in Buchse 3I befindliche Bohrung in Ausnehmung 28, und von hier aus frei in den Abgabekanal 32. Der sich in dieser Ausnehmung aufbauende Druck ist praktisch null, und zwar wegen des Drosseins des Mediums, das beim Durchqueren der genannten Bohrung in der Buchse 31 stattfindet, als auch durch das freie Ausströmen durch Kanal 32. Da der auf den Ventilschieber 8 ausgeübte, resultierende Druck des Mediums praktisch null ist (wegen der Gleichheit der Durchmesser der Endebereiche 36 und 37 des Ventilschiebers selbst), wird dieser

in die in Pig. 2 dargestellte Position unter der Einwirkung der Schraubenfeder 25 verschoben. Der Übergang oder der Auslaß 21 zwischen Zufuhrkammer 10 und Verbraucherkammer 11 ist vollständig offen, so daß das Medium vom ersten zum zweiten Ende und von dort zum Verbraucher durch Kanal 14 des Ventiles selbst frei strömen kann.

Ist der Durchsatz des herangeführten fließfähigen Mediums zu drosseln, so wird dies durch Einwirkung auf den "Elektromagneten 36 erreicht, und zwar dadurch, daß der zugeordnete Stift 34 in Fig. 2 nach links verschoben und damit Kanal 32 mittels Kugel in gewünschtem Maße äagesperrt wird. Es versteht sich, daß durch Verringern der Öffnungsgröße der Durchlaßfläche durch Kanal der Druck in Bogen 28 ansteigt und demgemäß der resultierende Druck, der auf Ventilschieber 8 lastet, die Verschiebung nach links in Pig. 2 gesehen des Ventilschiebers selbst kontrolliert, wobei die Federkraft der Schraubenfeder 25 überwunden wird. Demgemäß entspricht jeder Grad des Drosseins dieser Durchlaß-Öffnung in Kanal 32 einer wohl definierten Öffnungsgröße des Überganges oder Auslasses 21, und daher auch einem wohl definierten Durchsatz durch das Ventil.

Soll das Ventil den Durchsatz der Abgabe kontrollieren, so wird die durch AbgabekanaL32 ausströmende Menge mittels Einwirkens auf den Elektromagneten 36 in genügendem Maße geschlossen, um den Druck in Kammer 28 anzuheben und Ventilschieber 8 beispielsweise in die in Pig. 3 dargestellte Stellung zu verschieben. In dieser Stellung öffnet das Ventilelement 24 den Kanal 23 zwischen der Verbraucherkammer 11 und der Abgabekammer 12. In Fig. 3 ist der Ventilschieber am Ende seines Hubes zu sehen. Hierbei ist die Auslaßöffnung vollständig offen. Wie sich aus Fig. 3 erkennen läßt, schließt der Ventilschieber in dieser Stellung Übergang oder Auslaß 21 (in Fig. 2) zwischen Zufuhrkammer 10 und Verbraucherkammer 11.

Die Einstellung der Auslaßöffnung 23 läßt sich dadurch erreichen, daß auf den Elektromagneten 36 in ähnlicher Weise wie im Falle des öffnens der Zufuhröffnung 21 eingewirkt wird. Das aus Verbraucher 3 (siehe Pig..1) kommende fließfähige Medium gelangt zum Kanal 14 (siehe Fig. .J5) des Ventiles, tritt in die Vabraucherkammer 11 ein und strömt sodann über Übergang 23 in Abgabekammer 12, um durch den Abgabekanal 15 zum Auslaß zu gelangen.

Von den zahlreichen, denkbaren Abwandlungen der Erfindung ist insbesondere die folgende zu erwähnen: Die Ventilelemente 22, 23, 24 können unterschiedliche Gestalten haben und zylindrische Flächen statt konische Flächen aufweisen, so wie in Fig. 4 veranschaulicht, worin sie mit Axialnuten 4o ausgerüstet sind, deren jede eine radial abnehmende Höhe vom Boden bis zum freien Ende hat.

06.07.1982
DrW/MJ

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Claims

Anwaltsakte: P + G 8^2 FIAT AUTO S.p.A.

Torino, Italien

PATENTANS PRÜCHE

Regel- und/oder Steuerventil für ein fließfähiges Medium, das zwischen eine Quelle eines unter Druck stehenden, fließfähigen Mediums sowie einen Medium-Verbraucher geschaltet werden kann, ferner zwischen den genannten \ö?braucher und einen Auslaß, um den Durchsatz des Mediums von der Quelle zu dem Verbraucher und von dem Verbraucher zu dem Auslaß zu kontrollieren (regeln, steuern, einstellen), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Zufuhrkammer umfaßt, die über einen Zufuhrkanal mit der Quelle kommuniziert, eine Verbraucherkammer, die über einen Verbraucherkanal mit dem Verbraucher kommuniziert, eine Abgabekammer, die über einen ersten Abgabekanal mit dem Auslaß kommuniziert, wobei die genannten Kammern hintereinander angeordnet und in ein Ventilgehäuse eingeformt sind, das ein Axial innerhalb der genannten Kammern beweglicher Ventilschieber vorgesehen ist, der im wesentlichen einen ersten und einen zweiten zylindrischen Endbereich gleichen Durchmessers und einen zentralen zylindrischen Endbereich kleineren Durchmessers aufweist, wobei zwischen den genannten Endbereichen im Zentralbereich ein erstes und ein zweites Ventilelement eingeformt sind, die jeweils die öffnung e"ines ersten Überganges (Durchlasses) zwischen der genannten Zufuhrkammer und der Verbraucherkammer kontrollieren, und einen zweiten Übergang (Auslaß) zwischen der genannten Verbraucherkammer und der genannten Abgabekammer, daß eine Feder vorgesehen ist, die auf den ersten Endabschnitt des Ventilschiebers wirkt und derart betätigbar ist, daß sie normalerweise den Ventilschieber in seiner gegen das andere Ende hin befindlichen

Endhubposition hält, daß eine Kontrollkammer dem Ventilgehäuse angeformt ist, in welche das Ende des zweiten Endabschnittes des Ventilschiebers hineinragt und welche mit der Zufuhrquelle über einen Kontrollkanal kommuniziert, der einen Auslaß vorgegebener Abmessungen umfaßt, ferner mit dem Auslaß über einen zweiten Abgabekanal, und daß ein Ventilelement entlang dem zweiten Abgabekanal angeordnet· ist, das von einem Elektromagneten betätigt wird, um die Öffnungsgröße entlang des zweiten Abgabekanales zu verändern, um den Druck des fließfähigen Mediums in der Kontrollkammer zu variieren, und zwar in einer kontrollierten Art und Weise, um die Verschiebung des Ventilschiebers unter Überwindung der von der Feder ausgeübten Kraft zu kontrollieren.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der genannten Ventilelemente eine konische Fläche aufweist, die derart gestaltet und angeordnet ist, daß sie mit der Fläche des ersten und zweiten Überganges (Auslasses) zusammenarbeitet.
j5. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventilelement eine zylindrische Fläche aufweist, welcher Axialnuten angeformt sind und die derart gestaltet und angeordnet ist, daß sie mit dem genannten ersten und zweiten Übergang (Auslaß) zusammenarbeitet.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Endabschnitt des Ventilelementes eine Sackbohrung zugeordnet ist.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine erste Ausnehmung aufweist, in welche der erste Endabschnitt des Ventilschiebers hineinragt und in welcher sich die Feder befindet, und daß die erste Ausnehmung durch einen den Anschlag für die Feder bildenden Pfropfen abgeschlossen ist.

Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Ausnehmung aufweist, die zusammen mit einer Buchse, deren eines Ende die Ausnehmung selbst definiert, die genannte Kontrollkammer bildet, daß die Buchse mit einem Zentralkanal versehen ist, wenigstens einem.zum Zentralkanal parallelen Kanal sowie einer Ringnut, die mit dem letztgenannten Kanal kommuniziert, und daß die genannten Kanäle und die genannte Ringnut den zweiten Abgabekanal definieren> wobei der Elektromagnet auf dem genannten anderen Element der genannten Buchse angeordnet ist.

06.07.1982
DrW/MJ