DE3505377A1

DE3505377A1 - Druckregler

Info

Publication number: DE3505377A1
Application number: DE19853505377
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7143 Vaihingen Juhasz; Helmut Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Schwegler; Alwin 7141 Schwieberdingen Stegmaier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-02-16
Filing date: 1985-02-16
Publication date: 1986-08-21
Anticipated expiration: 2005-02-17
Also published as: AU5250886A; AU573417B2; JPS61189377A; DE3505377C2; JP2553328B2; FR2577701B1; FR2577701A1

Description

R. 19868 ^

IU.2.1985 Ko/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Druckregler
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckregler nach der Gattung des Hauptanspruches.

Es ist bekannt, zur Regelung von hydraulischen'Drücken Druckregler zu verwenden, die nach Art eines Magnetventils arbeiten, wobei eine Magnetspule einen Anker auslenkt, der seinerseits an einem Steuerkolben angreift, der in einem Verteilergehäuse gleitet und den Zu- und Abfluß verschiedener Kanäle freigibt oder versperrt. Die Rückkopplung des geregelten Druckes erfolgt bei derartigen Reglern über einen äußeren zum Steuerkolben führenden Verbindungskanal. Ein derartiger Druckregler ist beispielsweise aus der DE-AS 22 55 2J2 bekannt.

Bei den bekannten Druckreglern wird der Anker üblicherweise von einer Stange ausgelenkt, die koaxial zur Magnetspule angeordnet und an ihren Enden gelagert ist. Die Lagerung besteht bei den bekannten Druckreglern aus Kugellagern, wodurch einerseits zwar eine hochpräzise Regelung möglich ist, andererseits jedoch ein erheblicher Fertigungs- und Montageaufwand erforderlich wird. Auch erfordern derartige kugelge-

lagerte Druckregler eine besonders aufwendige Dichtung, da Kugellager gegenüber Verschmutzung besonders anfällig sind. Schließlich besteht bei kugelgelagerten Druckreglern auch die für Längslager spezielle Gefahr des einseitigen Anlaufens des Kugelkäfigs und als Folge kurzzeitige Gleitreibung.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Druckregler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den·Vorteil, daß eine einfachere Herstellung und Montage, eine Kostensenkung sowie eine niedrigere Empfindlichkeit gegen Verschmutung erzielt wird. Die fluidisch-dynamische Rückkopplung durch die Kolbenbohrung ermöglicht eine besonders vorteilhafte Stabilität des Druckregelsystems, so daß Kolbenschwingungen vermieden werden. Der erfindungsgemäße Druckregler ist auch besonders reibungsarm, da die verwendete Blattfeder grundsätzlich ohne Reibung arbeitet. Die verwendete Blattfeder ist auch verschleißfest, so daß die Dauerfestigkeit des erfindungsgemäßen Druckreglers besonders hoch ist. Auch nimmt die verwendete Blattfeder weniger Raum gegenüber einem Kugellager ein, so daß insgesamt eine geringere Baugröße des erfindungsgemäßen Druckreglers erzielbar ist. Schließlich ist keine die Membranfeder tragende harte Welle erforderlich, während bei einem kugelgelagerten Druckregler eine aufwendige Konstruktion deswegen nötig ist, weil die Welle nicht magnetisch sein muß und daher nicht härtbar ist._

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Druckreglers möglich.

So wird durch besondere Ausgestaltung der Membranfeder eine besonders weiche Kennung der Membranfeder erzielt, so daß diese lediglich die axiale Führung und radiale Halterung der

Welle bewirkt, während die eigentliche Regelfeder zur Festlegung des maximal zu regelnden Drucks von einer Sprialfeder gebildet wird, deren Kennung wesentlich härter ist als die der Membranfeder.

Durch die verwendete Konstruktion kann zur Lagerung des vom Steuerkolben abgewandten Endes der Welle ein Gleitlager verwendet werden, das eine weitere Vereinfachung der Fertigung und Reduzierung der Reglerabmessungen erbringt. Da Querkräfte nur auf der Ankerseite am Radialluftspalt und am Arbeitsluftspalt entstehen, werden diese weitestgehend noch der Membranfeder aufgenommen und wirken nicht am Gleitlager. Dadurch sind Reibungskräfte und Verschleiß am Gleitlager sehr gering, da nur eine vernachlässigbare Flächenpressung auftritt.

Im Steuerkolben ist ein besonders ausgebildeter Verbindungskanal vorhanden dem zwei Aufgaben zufallen: 1. die interne Rückkopplung des geregelten Druckes, 2. die dynamische Dämp- _{-fung des Reglers. Druch den internen Verbindungskanal kann der äußere Rückkopplungskanal eingespart werden. Die dynamische Dämpfung hängt vom Durchmesser und Länge des Verbindungskanals ab.

Der Dämpfungseffekt wird dadurch erreicht, daß die Bewegungsrichtung des Steuerkolbens und die Strömungsrichtung des Mediums durch den Verbindungskanal immer entgegengesetzt sind. Somit wirkt die im Verbindungskanal entstehende Strömungskraft den Bewegungen des Steuerkolbens immer entgegen, d.h. sie dämpft den Steuerkolben. Durch die besondere auf den Druckregler bzw. das System abgestimmte Wahl von Durchmesser und Länge des Verbindungskanals wird die Stabilität des Druckreglers gewährleistet.

Zeichnung

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckreglers; Figur 2 eine Ansicht einer "beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 verwendeten Membranfeder. Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Steuerkolben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Figur 1 bezeichnet 10 das Gehäuse eines Druckreglers, das einen Spulenkörper 11 mit einer Spule 12 samt deren elektrischen Anschlüssen 13 aufnimmt. An das Gehäuse 10 ist ein Verteilergehäuse 1^ angeformt, das über Kanäle 15, 16, 17» 18, 19s 20 verfügt. Die Kanäle 15 bis 20 sind Teile einer in Figur 1 nicht dargestellten hydraulischen Anlage und bewirken eine Zu- bzw. Abfluß eines hydraulischen Druckmediums. Zur Einstellung des Druckes über die Kanäle 15 bis 20 dient ein im Verteilergehäuse Ik laufender Steuerkolben 21. Das Ventilgehäuse ist mit der Platte 30 abgeschlossen. Im Steuerkolben

21 ist eine Verbindungskanal 31 - Figur 3 - vorhanden, welche die Räume 32 und 33 miteinander verbindet.

Koaxial zum Steuerkolben 21 und zur Spule 12 läuft eine Welle 22, die einen Anker 23 trägt. Am Verbindungspunkt der Welle

22 mit dem Anker 23 ist die Welle 22 an dem dem Steuerkolben 21 zugewandten Ende von einer Membranfeder 2k gehalten, die an ihrem Umfang in das Gehäuse 10 eingefügt ist. An der in Figur 1 mit 25 bezeichneten Verbindungsstelle von Welle 22, Anker 23 und Membranfeder 2k wird die mechanische Verbindung vorzugsweise durch dreimaliges Verstemmen hergestellt.

Die Welle 22 läuft an ihrem vom Steuerkolben 21 abgewandten Ende in einen Lagerzapfen 26 aus, der in einer Lagerbuchse 27 läuft, die seinerseits vom Gehäusekörper 10 koaxial gehalten wird. Der Anker 23 stützt sich über eine Feder 28 an

der Lagerbuchse 27 ab. Der Lagerzapfen 26 verfügt über einen Entlastungskanal 29, über den das Volumen am Boden der Sackbohrung der Lagerbuchse 27 entlastbar ist.

Die Membranfeder 2k ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung in einer Weise ausgebildet, wie sie in Figur 2 im einzelnen dargestellt ist.

Die Membranfeder 2k weist dabei eine kreisförmige Gestalt auf, ist jedoch nur teilweise massiv ausgebildet. Sie verfügt nämlich an ihrem Umfang über einen Ringabschnitt 30, der in mehrere spiralartige Arme 31 übergeht, die zu einem gemeinsamen mittleren Abschnitt 32 führen, der an der in Figur 1 mit 25 bezeichneten Verbindungsstelle angeordnet ist.

Wird die Spule 12 des Druckreglers mit Strom beaufschlagt, wird der Anker 23 zur Spule hingezogen und bewegt damit den Steuerkolben 21 mit. Die im Luftspalt zwischen Anker 23 und Spule 12 entstehenden Querkräfte werden dabei von der Membranfeder 2k abgefangen; das durch die Lagerbuchse 27 und den Lagerzapfen 26 gebildete Gleitlager nimmt dabei praktisch keine Querkräfte auf. Durch die in Figur 2 dargestellte Gestaltung der Membranfeder 2k wird für diese Feder eine besonders weiche Kennung erzielt, so daß die Membranfeder 2k praktisch gar keine Federkraft bei Auslenkung des Ankers 23 ausübt. Die Federkraft wird vielmehr praktisch ausschließlich von der Feder 28 aufgebracht, die damit den einzustellenden Maximaldruck festlegt.

Durch die Dimensionierung der Entlastungsnut 29 im Lagerzapfen 26 kann dabei ein definiertes Dämpfungsverhalten des erfindungsgemäßen Druckreglers eingestellt werden.

Die Bewegung des Steuerkolbens 21 ist mit einer Strömung des Mediums Öl" durch den Verbindungskanal 31 gekoppelt, wobei die

Strömungsrichtung der Kolbenbewegung immer entgegengesetzt ist. Der Kanaldurchmesser d und die Kanallänge 1, bedinge] dabei die Stabilitätseigenschaften des Reglers.

Der erfindungsgemäße Druckregler eignet sich insbesondere zur Einstellung des Drucks in einem automatischen Stufengetriebe eines Kraftfahrzeuges. Es versteht sich jedoch, daß er auf diese Anwendung keinesfalls beschränkt ist sondern vielmehr überall dort eingesetzt werden kann, wo ein Hydraulikdruck oder Pneumatikdruck zu regeln ist.

— Leerseite —

Claims

Ik.2.1985 Ko/Pi ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1 Ansprüche

1. Druckregler mit einem Gehäuse (10), darin einer Magnetspule (12), einem Magnetanker (23) sowie einem vom Anker (23) betätigten, in einem Verteilergehäuse (1U) laufenden Steuerkolben (21), wobei der Anker (23) von einer Welle (22) getragen wird, die koaxial zur Spule (12) angeordnet und an ihren Enden axial und radial gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (22) an ihrem vom Steuerkolben (21) abgewandten Ende in einer Lagerbuchse (27) gleitet und an ihrem dem Steuerkolben (21) zugewandten Ende von einer Membranfeder (2^) und diese wiederum an ihrem Umfang vom Gehäuse (10) gehalten wird, und die Längsbohrung des Verteilergehäuses mit der Platte (30) abgeschlossen ist, und im Steuerkolben (21) ein Verbindungskanal (3J) vorhanden ist, welche die Räume (32 und 333 miteinander verbindet.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (2^) an ihrem Umfang einen Ringabschnitt (30) aufweist, von dem spiralartige dünne Arme (31) zu einem mittleren Abschnitt (32) führen, in dem die Membranfeder mit der Welle (22) vorzugsweise verstemmt ist.

3. Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (23) gegenüber dem Gehäuse (1Q) mit einer Feder (28) abgestützt ist, deren Kennung härter ist als die der Membranfeder (2k).

k. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (2*0 am Verbindungspunkt von Welle (22) und Anker (23) die Welle (22) hält.

5. Druckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (22) im Bereich der als Sackbohrung ausgebildeten Lagerbuchse (27) in einen Lagerzapfen (26) ausläuft, der über eine Entlastungsnut (29) verfügt.

6. Druckregler nach Anspruch 1 bis 5_S dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (31) des Steuerschiebers einen relativ kleinen Durchmesser hat, und das Verhältnis des Durchmessers von Steuerkolben und Kanal

d
s

-z- = 3- bis 6
^dk

beträgt.

7. Druckregler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (31) relativ lang ist, und das Verhältnis von Kanallänge und Kanaldurchmesser

rj— - 6- bis 16
beträgt.