DE4324589C2 - Elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil - Google Patents
Elektromagnetisch betätigbares DruckregelventilInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetisch
betätigbaren Druckregelventil insbesondere für
Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des
Anspruchs 1.
Derartige Druckregelventile sind beispielsweise aus der
DE 32 27 229 A1 bekannt. Diese Druckregelventile haben einen
in einem Verteilergehäuse geführten Regelkolben, der über
zwei Kolbenabschnitte dichtend in einer Längsbohrung geführt
ist. Derartige Verteilergehäuse und Regelkolben sind nur mit
erheblichem fertigungstechnischem Aufwand zu fertigen, da
bei vorgegebenem Bauraum mit der erzielbaren Magnetkraft
innerhalb eines bestimmten Druckregelbereiches nur ein
kleiner Durchmesser für den Regelkolben möglich ist. Dabei
sind aufgrund der durch die Baugröße beschränkten
Magnetkraft nur relativ niedrige Regeldrücke und
Druckmitteldurchflüsse möglich. Die den Regelkolben
aufnehmende Längsbohrung im Verteilergehäuse und die
entsprechenden Ringkanäle mit ihren Steuerkanten sind bei
dem geringen Durchmesser nur sehr schwer zu bearbeiten und
machen sehr dünne Drehwerkzeuge erforderlich. Die beiden
Kolbenabschnitte des Regelkolbens sind im Durchmesser gleich
groß ausgeführt; für die Funktion als Druckregler ist eine
externe Druckrückführung erforderlich.
Weiterhin ist es aus dem DE 83 22 570 U1 bekannt, auf den
Regelkolben einen gleitend gelagerten und vom Regeldruck
beaufschlagten Stift geringeren Durchmessers einwirken zu
lassen. Dabei werden jedoch zusätzliche und aufwendige Teile
notwendig, die den Fertigungsaufwand erhöhen und
darüber hinaus eine größere Baulänge des Druckreglers
erfordern. Weiterhin ergeben sich aufgrund der aufwendigeren
Druckmittelführung zusätzliche Leckagepfade.
Aus der DE 38 18 109 A1 ist weiterhin ein Druckregelventil
bekannt, bei dem der Regelkolben mindestens drei dichtende
Kolbenabschnitte aufweist, von denen die beiden ersten
gleich und der dritte einen kleineren oder größeren
Durchmesser aufweist. Der geregelte Druck wird dabei
zwischen den beiden Kolbenabschnitten gleichen Durchmessers
aufgebaut. Über einen Rückführkanal, der als externer Kanal
oder als Kanal am Außenumfang des Verteilergehäuses
ausgebildet ist, wird dieser geregelte Ausgangsdruck auf den
Zwischenraum zwischen den zwei Kolbenabschnitten
unterschiedlichen Durchmessers zurückgeführt. Damit wird
zwar die Regelung höherer Drücke ermöglicht, doch führt
diese Regelkolbenausbildung zu relativ langen
Verteilergehäusen und Regelkolben. Darüber hinaus ist ein
spezieller Rückführkanal erforderlich. Am aufwendigen
Verteilergehäuse sind eine Vielzahl von Druckmittelkanälen
und -Anschlüssen erforderlich. Bei diesem Druckregelventil
ist darüber hinaus die Verschmutzungsgefahr des Ankerraumes
sehr groß, da dieser durch den Kolbenabschnitt geringeren
bzw. größeren Durchmessers gegen den hohen Rückführdruck
abgedichtet werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckregelventil der
gattungsbildenden Bauart möglichst einfach und raumsparend
so auszubilden, daß es sich zur Steuerung größerer
Regeldrücke und Druckmitteldurchflüsse eignet und dabei
einem lang andauernden Betrieb standhält.
Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einem
gattungsbildenden Druckregelventil mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße elektromagnetisch betätigbare
Druckregelventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß mit geringem
fertigungstechnischem Aufwand sowohl höhere Regeldrücke als
auch größere Durchströmmengen ermöglicht werden, wobei der
Regelkolben direkt, d. h. ohne Vorsteuerung, mit dem
Magnetanker zusammenwirkt. Dabei hat das Druckregelventil
eine kleine Baulänge und ist mit einer kleineren Zahl von
Bauelementen herzustellen, wobei die die Steuerkanten
tragenden Kolbenabschnitte unmittelbar mit unterschiedlichen
Durchmessern ausgestattet sind. Der Regelkolben ist einfach
aufgebaut, dadurch einfach herzustellen und wenig
schmutzanfällig.
Wird der Magnetanker bzw. dessen Betätigungsteil durch die
Wirkung eines Federelementes gegen den Regelkolben gedrückt,
ergeben sich dadurch Vorteile für die Lagerung des
Magnetankers, da keine radialen Kräfte vom Regelkolben auf
den Magnetanker übertragen werden.
Durch entsprechende räumliche Zuordnung des
Kolbenabschnittes mit größerem Durchmesser zum Magnetanker
lassen sich auf einfache Weise Druckregelventile fallender
bzw. steigender Kennlinie (Regeldruck - Erregerstrom)
ausbilden, die mit baugleichen Magnetteilen betrieben werden
können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung und Zeichnung näher erläutert. Letztere zeigt in Fig.
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckregelventil
mit fallender Kennlinie. Fig. 2 zeigt eine Abwandlung dieses ersten
Ausführungsbeispiels. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch ein
Druckregelventil mit steigender Kennlinie.
In Fig. 1 ist ein Druckregelventil mit einem etwa topfförmigen
Magnetmantel 10 beschrieben. Von dessen Boden 11 ragt ein hohlzylin
drischer Kern 12 ins Innere des Magnetmantels 10. Dieser Kern 12 ist
von einer Magnetspule 13 samt Spulenkörper 14 umgeben. Der Kern 12
ist im Bereich des Bodens 11 durch eine Einstellschraube 15 ver
schlossen, die wiederum durch eine Längsbohrung 16 durchdrungen ist.
Die Längsbohrung 16 selbst ist durch eine eingestemmte Kugel 17 ver
schlossen. In der Längsbohrung 16 der Einstellschraube 15 ist der
Lagerzapfen 18 einer Magnetachse 19 gleitend geführt. Diese Magnet
achse 19 verläuft koaxial zum Kern 12 und ist fest mit einem
scheibenförmigen Magnetanker 20 verbunden. Dieser befindet sich in
einem Ankerraum 21, der wiederum vor der freien Stirnseite der
Magnetspule 13 im Inneren des Magnetmantels 10 angeordnet ist. Der
Magnetanker 20 wird an seiner dem Kern 12 zugewandten Seite von
einer Druckfeder 22 beaufschlagt, deren anderes Ende an der Ein
stellschraube 15 anliegt. Das freie Ende 23 der Magnetachse 19
durchdringt den Magnetanker 20 und eine fest mit ihr bzw. dem
Magnetanker 20 verbundene scheibenförmige Membranfeder 24. Diese
Membranfeder 24 ist an ihrem Außenumfang zwischen einem Absatz 25 im
Magnetmantel 10 und dem flanschartigen Anschlußelement 26 eines Ver
teilergehäuses 27 eingespannt, wobei der Magnetmantel 10 und das An
schlußelement 26 durch eine Bördelung fest miteinander verbunden
sind.
Das Verteilergehäuse 27 ist von einer abgestuften Längsbohrung 29,
30 durchdrungen, deren vom Anschlußelement 26 ausgehender Bohrungs
abschnitt 29 größeren Durchmessers in den Bohrungsabschnitt 30 klei
neren Durchmessers übergeht. Das freie Ende des Bohrungsabschnittes
30 kleineren Durchmessers wird durch eine fest mit dem Verteiler
gehäuse 27 verbundene Lochplatte 31 verschlossen, über die die Längsboh
rung 29, 30 mit einem Behälter (Rücklauf) verbunden ist, dessen An
schluß mit T bezeichnet ist. Der Bohrungsabschnitt 30 kleineren
Durchmessers weist eine erste Steuerringnut 33 auf, die über eine
das Verteilergehäuse 27 durchdringende Querbohrung 34 mit einer
Druckmittelquelle verbunden ist, deren Anschluß mit pzu bezeichnet
ist. Im Bereich des Bohrungsabschnittes 29 größeren Durchmessers ist
eine zweite Steuerringnut 35 angeordnet, die über eine das Ver
teilergehäuse 27 durchdringende Querbohrung 36 mit dem Behälter bzw.
Rücklauf verbunden ist, dessen Anschluß mit T bezeichnet ist.
Zwischen der ersten Steuerringnut 33 und der zweiten Steuerringnut
35 wird der Bohrungsabschnitt 29 größeren Durchmessers von einer
dritten Querbohrung 37 durchdrungen, die mit einem Verbraucher ver
bunden ist, dessen Anschluß mit pr bezeichnet ist. Die Bohrungsabschnitte 29
und 30 sowie die Querbohrungen 34, 36, 37 bilden im Verteilergehäuse 27 verlaufende Druckmittelkanäle.
In der Längsbohrung 29, 30 ist ein Regelkolben 39 geführt, dessen beide
dichtenden Kolbenabschnitte 40, 41 durch einen dünneren Kolbenhals
42 miteinander verbunden sind. Der Kolbenabschnitt 40 mit dem
kleineren Durchmesser d₁ ist dicht gleitend im Bohrungsabschnitt
30 kleineren Durchmessers geführt, während der Bohrungsabschnitt 41
mit dem größeren Durchmesser d₂ im Bohrungsabschnitt 29 geführt
ist. Die freie Stirnseite des Kolbenabschnittes 41 weist einen zy
lindrischen Fortsatz 43 auf, dessen freie Stirnseite an dem als Be
tätigungselement wirkenden freien Ende 23 der Magnetachse 19 anliegt.
Die Magnetspule 13 des Druckregelventils ist in der dargestellten
Schaltstellung stromlos, so daß der Magnetanker 20 bzw. die Magnet
achse 19 durch die Wirkung der Feder 22 gegen den Regelkolben 39 ge
drückt wird, wobei dessen Kolbenabschnitt 40 geringeren Durchmessers
an der als Anschlag dienenden Lochplatte 31 anliegt. In dieser
Schaltstellung wird die zweite Steuerringnut 32 durch den Kolbenab
schnitt 41 größeren Durchmessers überdeckt so daß die mit dem Be
hälter bzw. Rücklauf T verbundene Querbohrung 36 einseitig ver
schlossen ist. Der als erste Steuerkante 45 wirkende Übergang
zwischen dem Kolbenabschnitt 40 geringeren Durchmessers und dem
Kolbenhals 39 befindet sich dabei im mittleren Bereich der ersten
Steuerringnut 33. Damit besteht eine nahezu ungedrosselte Verbindung
von der mit der Druckmittelquelle (pzu) verbundenen Querbohrung 34
über die erste Steuerringnut 33 und den Ringraum 46 zwischen Kolben
hals 39 und Längsbohrung 29, 30 zur dritten Querbohrung 37, die mit
dem Verbraucher (pr) verbunden ist. Durch den sich im Ringraum 46
aufbauenden Druck wird auf den Regelkolben 39 aufgrund der unter
schiedlichen wirksamen Durchmesser (d₁, d₂) der Kolbenabschnitte
40 und 41 eine nach rechts gegen die Wirkung der Feder 22 gerichtete
Kraft ausgeübt. Übersteigt die Kraft aufgrund des sich aufbauenden
Druckes im Ringraum 46 einen durch die einstellbare Vorspannung der
Feder 22 vorgegebenen Wert, wird der Regelkolben 39 gegen die Wir
kung der Feder 22 nach rechts bewegt. Dabei wird der Druckmittel
strom von der Druckmittelquelle (pzu) über die Querbohrung 34 und
den Ringraum 46 sowie die dritte Querbohrung 37 zum Verbraucher
aufgrund des sich verringernden Ringspaltes an der ersten
Steuerkante 45 gedrosselt. Steigt der geregelte Druck zum
Verbraucher (pr) im Ringraum 46 weiter an, gerät die zweite
Steuerkante 47 am Übergang zwischen Kolbenhals 39 und
Kolbenabschnitt 41 in den Bereich der zweiten Steuerringnut 45.
Damit wird eine gedrosselte Verbindung an der zweiten Steuerkante 47
vorbei vom Ringraum 46 über die zweite Steuerringnut 35 und die
Querbohrung 36 zum Rücklauf bzw. Behälter T (po) gebildet. Damit
stellt sich am Verbraucher ein geregelter Druck pr ein, der
bestimmt ist durch den gedrosselten Zufluß an der ersten Steuerkante
45 und den gedrosselten Abfluß an der zweiten Steuerkante 47. Steigt
der Druck im Ringraum 46 aufgrund geänderter Einflüsse am
Verbraucher weiter an, wird der Regelkolben 39 weiter nach rechts
bewegt, so daß der Zulaufquerschnitt an der ersten Steuerkante 45
weiter abnimmt, während der Ablaufquerschnitt an der zweiten
Steuerkante 47 größer wird. Bei sehr hohen Druckanstiegen geht diese
Bewegung so weit, bis die erste Steuerkante 45 die erste
Steuerringnut 33 vollständig abschließt, so daß nur noch eine Ver
bindung vom Verbraucher über den Ringraum 46 an der geöffneten
zweiten Steuerkante 47 vorbei zum Rücklauf T besteht. Dadurch sinkt
der Druck im Ringraum 46 wieder ab, so daß der Regelkolben 39 nach
links zurückbewegt wird und sich ein Gleichgewichtszustand einstellt.
Um den Regeldruck pr am Verbraucher zu verändern, d. h. im hier
dargestellten Ausführungsbeispiel zu verkleinern, wird die Magnet
spule 13 bestromt, so daß der Magnetanker 20 gegen die Wirkung der
Druckfeder 22 zur Spule 13 gezogen wird. Der Regelkolben 39 folgt
aufgrund des sich im Ringraum 46 aufbauenden Druckes und aufgrund
der unterschiedlichen Wirkdurchmesser der Kolbenabschnitte 40 und 41
dieser Bewegung nach rechts, so daß die Drosselwirkung an der ersten
Steuerkante 45 bereits bei geringeren Regeldrücken auftritt. Mit zu
nehmender Stromstärke an der Magnetspule 13 wird der Magnetanker 20
weiter zur Magnetspule gezogen, so daß sich für das Druckregelventil
eine fallende Regeldruck-Erregerstrom-Kennlinie ergibt.
Bei dem hier beschriebenen Druckregelventil wird der geregelte Druck
nicht wie bei herkömmlichen Druckregelventilen dieser Art auf die
freie Stirnseite des Regelkolbens 39 zurückgeführt. Als Rückführung
dient vielmehr die sich aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser
(d₁, d₂) der beiden Kolbenabschnitte 40 und 41 ergebende wirk
same Fläche im Ringraum 46. Damit können auch bei hohen Regeldrücken
und relativ geringer Magnetstärke große Regelkolbendurchmesser er
möglicht werden, da die gegen die Wirkung der Feder 22 bzw. gegen
die Magnetkraft gerichtete Kraft aufgrund des Regeldruckes nur von
der Flächendifferenz der beiden Kolbenabschnitte 40 und 41 abhängt.
Eine externe und aufwendige Rückführung über spezielle Kanäle am
Einbauort, am Verteilergehäuse oder im Regelkolben entfällt damit.
Durch die räumliche Zuordnung der zweiten Steuerringnut 35 zum An
kerraum 21 ergibt sich aufgrund der nur geringen Druckdifferenzen im
Regelbetrieb ein nur unwesentlicher Leckölstrom am Kolbenabschnitt
41 vorbei vom bzw. zum Ankerraum 21. Damit wird auch das Einspülen
ferromagnetischer Schmutzpartikel in den Ankerraum minimiert bzw.
verhindert. Die Abdichtung des Ankerraumes 21 gegen die zweite
Steuerringnut 35 bzw. den Abfluß zum Behälter T erfolgt durch den
Kolbenabschnitt 41 (Spaltdichtung). Der sich an der freien Stirn
seite des Regelkolbens 39 ergebende Leckölstrom von der ersten
Steuerringnut 33 am Kolbenabschnitt 40 vorbei wird über die Loch
scheibe 31 zum Rücklauf bzw. Behälter T geführt. Aufgrund des quer
kraftfreien Zusammenwirkens von Regelkolben 39 und Magnetachse 19
kann die Lagerung des Magnetankers 20 relativ einfach ausgeführt
werden. Der Magnetanker 20 bzw. die Magnetachse 19 ist dabei einer
seits über den Lagerzapfen 18 in der Einstellschraube 15 gelagert
und wird andererseits durch die Membranfeder 24 geführt. Die sich im
Luftspalt zwischen Magnetanker 20 und Magnetspule 13 bzw. Kern 12
ergebenden Querkräfte werden dabei von dieser Membranfeder 24 aufge
nommen.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des zuvor beschriebenen Druckreglers
für Einsatzfälle, in denen eine Leckölführung von der Längsbohrung 29, 30
über die freie Stirnseite des Verteilergehäuses 27 nicht möglich
ist. In diesem Fall ist die Längsbohrung 29, 30 des Verteilergehäuses 27
nicht durch eine Lochplatte sondern durch eine geschlossene Platte
31A verschlossen. Zur Leckölabführung des am Kolbenabschnitt 40 vor
beiströmenden Lecköls hat der Regelkolben 39A eine von der freien
Stirnseite des Kolbenabschnittes 40A ausgehende längs verlaufende
Sackbohrung 49, in die eine im Bereich der zweiten Steuerringnut 35
verlaufende, den Kolbenabschnitt 41A durchdringende Querbohrung 50
mündet. Damit ist die freie Stirnseite des Kolbenabschnittes 40A
über die Sackbohrung 49 und die Querbohrung 50 mit der zweiten
Steuerringnut 35 und damit mit dem Rücklauf bzw. Behälter T ver
bunden.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Druckregelventils, bei
der durch eine abgewandelte Ausbildung des Regelkolbens und des Ver
teilergehäuses ein Druckregelventil mit steigender Regeldruck-Er
regerstrom-Kennlinie möglich ist. Dabei kann für dieses zweite
Druckregelventil ein Magnetteil verwendet werden, wie es im Aus
führungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben ist.
Das Verteilergehäuse 27B ist ebenfalls von einer Längsbohrung 29B,
30B durchdrungen, wobei in diesem Fall der in den Ankerraum 21B mün
dende Bohrungsabschnitt 29B den kleineren Durchmesser aufweist. Der
Bohrungsabschnitt 30B größeren Durchmessers ist im Bereich der
freien Stirnseite des Verteilergehäuses 27B durch eine fest mit
diesem verbundene geschlossene Platte 31B verschlossen. Die Längs
bohrung 29B, 30B weist ebenfalls zwei Steuerringnuten auf, eine
erste Steuerringnut 33B im Bereich des Bohrungsabschnittes 30B
größeren Durchmessers und eine zweite Steuerringnut 35B im Bereich
des Bohrungsabschnittes 29B kleineren Durchmessers. Die zweite
Steuerringnut 35B ist über eine Schrägbohrung 52 mit einer Druck
mittelquelle verbunden, deren Anschluß mit pzu bezeichnet ist. Der
Verbraucher (pr) ist über eine zweite Schrägbohrung 53 mit dem
Bohrungsabschnitt 30B größeren Durchmessers zwischen dem
Bohrungsabschnitt 29B und der ersten Steuerringnut 33B verbunden.
Durch die Anordnung der Schrägbohrungen 52 bzw. 53 im Verteilerge
häuse 27B ist eine gleiche räumliche Zuordnung von Druckmittel
anschluß und Verbraucheranschluß im Einbauraum gewährleistet, wie
sie für ein Druckregelventil nach Fig. 1 oder Fig. 2 gegeben ist.
Dieses Druckregelventil mit steigender Kennlinie ist also für eine
gleiche Anschlußgeometrie wie das zuvor beschriebene Druckregel
ventil mit fallender Kennlinie geeignet. Zwischen der zweiten
Steuerringnut 35B und dem Ankerraum 21B ist der Bohrungsabschnitt
29B von einer das Verteilergehäuse 27B durchdringenden Querbohrung
36B durchdrungen, die mit dem Rücklauf bzw. Behälter T(p₀)
verbunden ist.
Der Regelkolben 39B hat drei Kolbenabschnitte 55 bis 57, die dich
tend mit der Längsbohrung 30B, 29B zusammenwirken. Dabei ist der
erste Kolbenabschnitt 55 größeren Durchmessers im Bereich der ersten
Steuerringnut 33B angeordnet, während sich der zweite Kolbenab
schnitt 56 im Bereich der zweiten Steuerringnut 35 befindet. Der
dritte Kolbenabschnitt 57 befindet sich im Bohrungsabschnitt 29B
zwischen der Querbohrung 36B und dem Ankerraum 31B und dient zur Ab
dichtung des Ankerraums 21B gegen die Längsbohrung 29B, 30B.
Der Regelkolben 39B hat im Bereich des ersten Kolbenabschnittes 55
eine von dessen freier Stirnseite ausgehende zylindrische Vertiefung
58, an deren Grund sich eine Feder 59 abstützt, deren anderes Ende
an der Platte 31B anliegt. Vom Grund dieser Vertiefung geht eine
längsverlaufende Sackbohrung 60 aus, die zwischen dem zweiten Kol
benabschnitt 56 und dem dritten Kolbenabschnitt 57 von einer durch
den Kolbenhals 61 verlaufenden Querbohrung 62 durchdrungen wird. In
die Vertiefung 58 mündet eine den Kolbenabschnitt 55 im Bereich der
ersten Steuerringnut 33B durchdringende Querbohrung 63.
Das hier beschriebene Druckregelventil ist ebenfalls stromlos darge
stellt, so daß die nicht dargestellte Feder 22 des Magnetteils die
Magnetachse 19 bzw. den Magnetanker 20 gegen den Regelkolben 39B
drückt. In diesem Fall dient das Verteilergehäuse 27B bzw. das An
schlußelement 26B als Anschlag für den Magnetanker 20. Der Regelkol
ben 39B wird dabei aufgrund der Wirkung der Feder 59 gegen den am
Verteilergehäuse anliegenden Magnetanker 20 bzw. die Magnetachse 19
gedrückt. Die Federsteifigkeit der Feder 59 ist dabei geringer als
die Federsteifigkeit der nicht dargestellten Feder 22 des Magnet
teils.
Bei stromloser Magnetspule liegt der Magnetanker 20 - wie zuvor be
schrieben - am Anschlußelement 26B des Verteilergehäuses 27B an,
während der Regelkolben 39B durch die Wirkung der Feder 59 gegen die
Magnetachse 19 gedrückt wird. In dieser Schaltstellung überdeckt der
erste Kolbenabschnitt 55 die erste Steuerringnut 33B, so daß diese
nur über die Querbohrung 63 sowie die Sackbohrung 60 im Regelkolben
39B und die Querbohrung 62 sowie den Ringraum 65 zwischen Kolbenhals
61 und Bohrungsabschnitt 29B und die Querbohrung 36B mit dem Rück
lauf bzw. Behälter T (P₀) verbunden ist. Der zweite Kolbenab
schnitt 60 befindet sich dabei im Bereich der zweiten Steuerringnut
35B und dichtet diese gegen den Ringraum 65 ab. Gleichzeitig besteht
über einen schmalen Drosselspalt an der linken Steuerkante 66 des
zweiten Kolbenabschnittes 56 vorbei eine Druckmittelverbindung vom
Zulauf (pzu) über die Schrägbohrung 52 und die zweite Steuerring
nut 35 in den Ringraum 67 zwischen den beiden Kolbenabschnitten 55
und 56. Vom Ringraum 67 besteht weiterhin eine Verbindung über die
Schrägbohrung 55 zum Verbraucher (pr). Damit ergibt sich ein stark
gedrosselter Druckmittelstrom an der linken Steuerkante 66 des zwei
ten Kolbenabschnittes 56 vorbei von der Druckmittelquelle (pzu)
zum Verbraucher (pr). Übersteigt der Druck im Ringraum 67 einen
durch die Vorspannung der Feder 59 bestimmten Wert, wird der Regel
kolben 39B aufgrund der unterschiedlichen Wirkflächen des ersten
Kolbenabschnittes 55 und zweiten Kolbenabschnittes 56 gegen die Wir
kung der Druckfeder 59 nach links bewegt. Dabei öffnet sich ein
Drosselspalt an der Steuerkante 68 des ersten Kolbenabschnittes 55,
während sich der Drosselspalt an der Steuerkante 66 des zweiten
Kolbenabschnittes 65 verkleinert bzw. schließt. Dadurch wird der
Ringraum 67 an der Steuerkante 68 des ersten Kolbenabschnittes 55
vorbei zur ersten Steuerringnut 33B entlastet. Diese wiederum steht
über die Querbohrung 63 und die Sackbohrung 60 im Regelkolben sowie
die anschließende Querbohrung 63 - wie bereits zuvor beschrie
ben - mit dem Rücklauf bzw. Behälter T in Verbindung. Damit fällt
der Druck im Ringraum 67 bzw. der geregelte Druck (pr) zum Ver
braucher wieder ab, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt,
der durch die Drosselquerschnitte an die beiden Steuerkanten 68 bzw.
66 der Kolbenabschnitte 55 bzw. 56 ergibt. Steigt der Druck im Ring
raum 67 aufgrund von Einflüssen am Verbraucher weiter an, wird der
Regelkolben 39B weiter nach links gegen die Wirkung der Feder 39
verschoben, bis der Drosselspalt an der Steuerkante 66 des Regel
kolbens 39B vollständig geschlossen ist. Damit ist der Verbraucher
über den Ringraum 67 und den sich weiter vergrößerten Drosselspalt
an der Steuerkante 68 des ersten Kolbenabschnittes 55 nur noch mit
dem Rücklauf verbunden, so daß der Druck im Ringraum 67 bzw. der am
Verbraucher anstehende Druck sinkt.
Um den Regeldruck des zuvor beschriebenen Druckregelventils zu er
höhen, wird die Magnetspule des Magnetteils bestromt, so daß der
Magnetanker 20 und die Magnetachse 19 gegen die Wirkung der nicht
dargestellten Feder 22 angezogen wird. Dadurch wird gleichzeitig der
Regelkolben 39B aufgrund der Wirkung der Feder 59 weiter nach rechts
geschoben, so daß dieser an der Magnetachse 19 anliegt. Damit ver
größert sich der Drosselspalt an der linken Steuerkante 66 des
zweiten Kolbenabschnittes 56, während der Drosselspalt an der
Steuerkante 68 des ersten Kolbenabschnittes 55 verkleinert bzw.
geschlossen wird. Dadurch kann sich im Ringraum 67 ein höherer
Regeldruck einstellen, der auch am Verbraucher ansteht (pr).
Das in Fig. 3 dargestellte Druckregelventil hat - wie zuvor be
schrieben - eine steigende Regeldruck-Erregerstrom-Kennlinie.
Anstelle der Beaufschlagung des Regelkolbens 39B durch die Kraft auf
grund der Wirkung der Feder 59 kann auch eine Druckbeaufschlagung ge
wählt werden. Dazu wird der Druckraum zwischen Regelkolben 39B und
Platte 31B mit einer (konstanten) Druckquelle verbunden, z. B. mit
dem Zulauf des Druckregelventils. Es ist auch möglich, die Beauf
schlagung des Regelkolbens 39B mit einer Kraft aufgrund der Wirkung
eines (hydraulischen) Drucks und der Wirkung einer Feder zu kombi
nieren.
Um die etwas aufwendige Druckmittelzuführung von der Druckmittel
quelle und vom Verbraucher über die Schrägbohrung 53 und 52 in die
Längsbohrung 29B, 30B zu vereinfachen, können die Steuerringnuten
bzw. die Längsbohrung auch über Querbohrungen, wie in Fig. 1 darge
stellt, beaufschlagt werden. Dabei ergibt sich dann aber eine gegen
über der Fig. 1 und 2 vertauschte Lage der Druckmittelzuflüsse von
der Druckmittelquelle und dem Druckmittelabfluß zum Verbraucher im
Einbauzustand.
Es ist weiterhin auch möglich, eine steigende Regeldruck-Erreger
strom-Kennlinie auf einfache Weise mit einem umgekehrt wirkenden
(umgekehrte Kraftrichtung) Magnetteil zu ermöglichen, wobei dann je
doch der zuvor beschriebene Vorteil eines gleichartigen Magnetteils
aufgegeben wird.
Claims (8)
1. Elektromagnetisch betätigbares Druckregelventil,
insbesondere für Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit
einem mit Druckmittelkanälen (29, 30, 34, 36, 37; 29B, 30B,
52, 53, 36B) und Steuerringnuten (33; 35; 33B, 35B)
versehenen Verteilergehäuse (27; 27B), in dem ein
Regelkolben (39; 39A; 39B) beweglich angeordnet ist, der
über einen Magnetanker (19; 20) direkt betätigbar ist und
mindestens zwei mit dem Verteilergehäuse (27; 27B) dichtend
zusammenwirkende Kolbenabschnitte (40, 41; 40A, 41A; 55 bis
57) aufweist, zwischen denen ein Druckmittelkanal (37; 53)
für die Beaufschlagung eines Verbrauchers mit dem geregelten
Druck mündet, wobei an den beiden den Druckmittelkanal (37,
53) begrenzenden Kolbenabschnitten (40, 41; 55, 56)
Steuerkanten (45, 47; 66, 68) angeordnet sind, welche die
Druckmittelverbindungen (34, 37; 37, 36; 52, 53; 53, 36B) zu
dem Zulauf-Anschluß (34, 52) und dem Rücklauf-Anschluß (36;
36B) steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Kolbenabschnitte (40, 41; 40A, 41A; 55, 56), an denen die
Steuerkanten (45, 47; 66, 68) angeordnet sind,
unterschiedliche Durchmesser haben.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Betätigungsteil (19) des Magnetankers (19, 20) durch die Wirkung eines Feder
elementes (22) gegen den Regelkolben (39; 39A; 39B) gedrückt wird.
3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolbenabschnitt (41, 41A) größeren Durchmessers auf der dem
Magnetanker (19; 20) zugewandten Seite des Regelkolbens (39; 39A) ausge
bildet ist.
4. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolbenabschnitt (55) größeren Durchmessers, auf der dem
Magnetanker (19, 20) abgewandten Seite des Regelkolbens (39B) ausge
bildet ist, und daß der Regelkolben (39B) an seiner freien Stirn
seite durch eine Kraft in Richtung zum Magnetanker (19, 20) beauf
schlagt ist.
5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraft auf den Regelkolben (39B) durch ein Federelement (59) verur
sacht wird, dem ein ortsfester Teil des Druckregelventils als Wider
lager dient.
6. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kraft auf den Regelkolben (39B) durch Beaufschlagung mit Druck ver
ursacht wird.
7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Magnetanker (19, 20) ein Scheibenanker ist, der
fest auf einem koaxial zum Regelkolben verlaufenden Betätigungsteil (19) ange
ordnet ist.
8. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Magnetanker (19, 20) über mindestens eine im
wesentlichen scheibenförmige Membranfeder (24) im Magnetgehäuse (10)
gelagert ist.
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