DE3832054A1 - Elektromagnetisches steuerventil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Steuerventil zur Steuerung des Druckmittelflußes aus einer Druckkammer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Steuerventil ist Gegenstand der DE PS 35 44 527 und wird zur Steue­ rung von automatischen Kraftfahrzeuggetrieben mit elektrischer Signalverarbeitung benötigt. Hierbei ist es notwendig, daß der Ventilkörper des Steuerventils nicht nur die Endpunkte der Verstellung - Ventil zu und voll auf - einnehmen kann, sondern zusätz­ lich in Abhängigkeit von der elektrischen Belastung der Erregerspule jede mögliche Zwischenstellung.

Nach der Beschreibung wird diese Eigenschaft dadurch erreichbar, daß die Ventilken­ nung und elektromagnetische Kraft durch Einstellen des im magnetischen Kreis be­ stehenden Luftspaltes aufeinander abgestimmt werden.

Derartige Ventile neigen, durch die elektrische Ansteuerung bedingt, zu Eigenschwin­ gungen und damit zur Verzerrung der geforderten Druckkennlinie.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemößes Steuerventil derart zu gestal­ ten, daß dieser Nachteil nicht mehr auftritt.

Diese Aufgabe ist mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkma­ len gelöst. Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß die Verzerrung der Druckkennlinie durch Schwingungen des Ankers bzw. Verschlußgliedes verursacht wird. Durch Schaffung eines Ölraumes oberhalb des Ankers bzw. unterhalb des Verschlußgliedes, in dem eine Dämpfungsplatte angeordnet ist, die mit dem Anker verbunden ist, werden Schwingungen des Ankers und des Verschlußgliedes gedämpft und dadurch eine stabile Kennlinie gewährleistet.

Ein zusätzlicher Vorteil entsteht dadurch, daß in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Ölraum sowie der Spulen- und Ankerbereich weitgehendst strömungsfrei bzw. durch eine Membrane fluiddicht gehalten wird, wodurch vermieden wird, daß winzige Schmutzpartikel, z. B. metallischer Abrieb, an den Anker gelangen können und somit Ausfälle oder Störungen vermieden werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Steuerventil im Schnitt,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines Steuerventils im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein Steuerventil 1, das ein zylindrisches Ventilgehäuse 2 aufweist, in dem sich ein feststehender hohlgebohrter Magneteisenkern 3 befindet, der von einer Erre­ gerspule 4 umgeben ist, die über nicht dargestellte, elektrische Leitungen an einen Steuerstromkreis angeschlossen ist und der angelegten Spannung entsprechende magne­ tische Kräfte erzeugt.

Der Magneteisenkern 3 ist an seinem unteren Teil als Ventilgehäuseboden ausgeführt und weist in seinem Inneren eine über ein Gewinde oder eine Preßpassung verstellbare, aus antimagnetischem Werkstoff gefertigte Hülse 5 auf, die als Druckmittelleitung 6 dient und an ihrem oberen Ende einen Ventilsitz 7 bildet. Durch die Verstellmöglich­ keit der Hülse 5 wird der Restluftspalt veränderbar, wodurch die auf einen Anker 8 wirkende Magnetkraft beeinflußt wird.

Der als Kugel ausgebildete Anker 8 drückt aufgrund der magnetischen Kraft und mit Unterstützung einer antimagnetischen Feder 9 auf einen aus antimagnetischem Werk­ stoff hergestellten Zwischenstößel 10, der wiederum einen ebenfalls antimagnetischen Ventilkörper 11 gegen eine hydraulische Kraft auf den Ventilsitz 7 schiebt. Der Anker 8 wird in einer Kugelführung 12 geführt, die mit ihrem unteren Bereich in einen mit einer Druckmittelabflußbohrung 13 versehenen Raum 14 hineinreicht.

Der kugelförmige Anker weist auf der dem Zwischenstößel 10 gegenüberliegenden Sei­ te eine Ausnehmung 15 auf, in der ein Zapfen 16 mit einer daran befestigten Dämpfungsplatte 17 angeordnet ist. Eine Trennplatte 18 oberhalb der Kugelführung 12 mit einer Bohrung 19 für den Durchgang des Zapfens 16 bildet mit einem Verschluß­ deckel 20 einen Ölraum 21 mit einer Entlüftungsöffnung 22. Eine Abschirmung 23 ver­ hindert, daß vom Ölstrom mitgeführter magnetischer Abrieb zwischen Anker 8 und Magneteisenkern 3 gelangt. Zapfen 16, Dämpfungsplatte 17, Trennplatte 18 und Ab­ schirmung 23 sind aus antimagnetischem Werkstoff gefertigt.

Die Feder 9 stützt sich einerseits auf der Dämpfungsplatte 17 und andererseits an dem Verschlußdeckel 20 ab.

Aufgrund der Bremswirkung durch die Ölverdrängung zwischen Dämpfungsplatte 17 und Trennplatte 18 werden Über- und Unterschwingungen abgebaut und eine Anker­ dämpfung erreicht.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Steuerventils 24, gebildet aus einem zy­ lindrischen Ventilgehäuse 25 mit einem von einer Erregerspule 26 umgebenden hohlge­ bohrten Magneteisenkern 27, wobei das Ventilgehäuse 25 auf der einen Seite mit einem topfartigen Deckel 28 zur Aufnahme eines Flachankers 29 und auf der gegenüberlie­ genden Seite mit einem Deckel 30 zur Aufnahme eines einschraubbaren Ventils 31 mit einer Druckmittelzuflußbohrung 32, einem Ventilsitz 33 und einem als Kugel ausgebil­ deten Verschlußglied 34 versehen ist.

Der Anker 29 ist über eine antimagnetische Zwischenstange 35, die reibungsfrei den Magneteisenkern 27 durchragt, mit einer Dämpfungsplatte 36 verbunden, die in einem Ölraum 37 oberhalb der Erregerspule 26, gebildet aus einer Rückschlußplatte 38 und einer Abschlußwand 39 angeordnet ist. Die Zwischenstange 35 ist beidseitig an ihren Enden an je einer rechteckig ausgeführten Blattfeder 40, 41 aufgehängt, wodurch Rei­ bungshysteresen vermieden werden.

Die Abschlußwand 39 weist eine Bohrung 42 auf, durch die das dem Anker 29 gegen­ überliegende als Zapfen 43 ausgeführte Ende der Zwischenstange 35 das Verschlußglied 34 bei Erregung der Erregerspule 26 gegen eine hydraulische Kraft auf den Ventilsitz 33 schiebt.

Das Druckmittel, in diesem Anwendungsfall das Hydrauliköl, gelangt über die Bohrung 32 über den Ventilsitz 33 in einen Raum 44 und verläßt das Steuerventil 24 über eine Druckmittelabflußbohrung 45 im Deckel 30. Dabei wird durch die Abschlußwand 39 der Raum 37 und der Spulen- und Ankerbereich weitgehendst strömungsfrei gehalten, wo­ durch im Öl enthaltene metallische Abriebpartikel von dem Magnetsystem aufgrund des äußerst geringen Ölflusses ferngehalten werden.

Der Ölraum 37 wird über eine Öffnung 46 in den Raum 44 oder durch eine Öffnung im Ventilgehäuse 25 nach außen entlüftet. Die gewünschte Dämpfung der Über- und Unterschwingungen des Ankers 29 wird durch die Bremswirkung aufgrund der Ölver­ drängung zwischen Dämpfungsplatte 36 und Abschlußwand 39 erreicht.

In einer anderen Ausgestaltung (figürlich nicht dargestellt) kann die Rückschlußplatte 38 und die Dämpfungsplatte 36 bzw. die Flachankerplatte 29 und der Magneteisenkern 27 so ausgeführt sein, daß zwischen beiden die Ölverdrängung stattfindet.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante ist die Blattfeder 40 durch eine Membrane ersetzt, wodurch der Spulen- und Ankerbereich völlig vom Arbeitsfluid (ölfrei) abgetrennt wird, und es gänzlich vermieden wird, daß sich metallische Abrieb­ partikel eventuell durch die Hubbewegung des Magnetsystems in die beruhigten Öl­ räume gelangt, im Ankerbereich festsetzen.

Claims (4)

1. Elektromagnetisches Steuerventil zur Steuerung des Druckmittelflusses aus einer Druckkammer, in der ein Druck über einen Ventilkörper des als Sitzventil ausgebil­ deten Ventils abhängig von der elektrischen Belastung einer Erregerspule eingestellt und geregelt wird, wobei die auf einen Anker wirkende elektromagnetische Kraft in Schließrichtung und die auf den Ventilkörper wirkende hydraulische Kraft in Öff­ nungsrichtung des Ventils wirken, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Raum (21, 37) Mittel zur Dämpfung des Ankers (8, 29) oder des Verschlußgliedes vorgesehen sind.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dämpfende Mittel durch eine Dämpfungsplatte (17, 36) gebildet wird.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulen- und Ankerbereich und/oder der Raum (21, 37) durch eine Abschirmung (23), eine Trennplatte (18) oder Abschlußwand (39) weitgehendst strömungsfrei gehalten ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulen- und/oder Ankerbereich durch eine Membrane vom Arbeitsfluid abgetrennt ist.