EP2414713A2 - Druckregelventil, insbesondere für ein automatikgetriebe in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Druckregelventil, insbesondere für ein automatikgetriebe in einem kraftfahrzeug

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EP2414713A2
EP2414713A2 EP10711612A EP10711612A EP2414713A2 EP 2414713 A2 EP2414713 A2 EP 2414713A2 EP 10711612 A EP10711612 A EP 10711612A EP 10711612 A EP10711612 A EP 10711612A EP 2414713 A2 EP2414713 A2 EP 2414713A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
valve
control valve
section
channel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10711612A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Fleischer
Tilo Hofmann
Andrzej Pilawski
Klaus Schudt
Christof Ott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2414713A2 publication Critical patent/EP2414713A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0251—Elements specially adapted for electric control units, e.g. valves for converting electrical signals to fluid signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/0251—Elements specially adapted for electric control units, e.g. valves for converting electrical signals to fluid signals
    • F16H2061/0253—Details of electro hydraulic valves, e.g. lands, ports, spools or springs

Definitions

  • Pressure control valve in particular for an automatic transmission in a motor vehicle
  • the invention relates to a pressure regulating valve, in particular for an automatic transmission in a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • a pressure regulating valve of the type mentioned is known from US 2007/0023722 A1.
  • the pressure regulating valve described therein has a valve slide, which is guided in a bore with a constant diameter. Via an actuating piston of the valve spool is coupled to an electromagnetic actuator.
  • the valve spool is in the known
  • Pressure control valve acted upon by an acting as a helical spring biasing against the effective direction of the electromagnetic actuator.
  • control behavior in the known pressure control valve is unsatisfactory, and the production of the individual components is expensive.
  • Object of the present invention is to provide a pressure control valve, which provides a high control quality and can be produced inexpensively at the same time.
  • the force acting counter to the first direction of action on the valve spool depends on the pressure currently prevailing at the regulating pressure opening. If the pressure at the control pressure opening, the force acting on the valve spool against the first direction of action also decreases, whereby the valve spool is moved in the direction of action. If, on the other hand, the pressure prevailing at the control pressure opening increases, the force acting on the valve spool counter to the first direction of action also increases, as a result of which it is moved counter to the first effective direction.
  • This self-regulating function of the valve spool is achieved in that in the two pressure chambers, which are bounded by the opposite end faces of the valve spool, the prevailing at the control pressure port
  • a pressure control valve which provides a precise self-regulation function, at the same time simple design and correspondingly low production costs.
  • this comprises at least one outside of the valve spool Channel connecting at least one of the pressure chambers to the control pressure port.
  • valve slide at least one channel is present, which connects at least one of the pressure chambers with the control pressure opening.
  • the advantage of this development is that a redesign, for example, the automatic transmission is not required because the outer dimensions and connections of the pressure control valve remain unchanged. Even the housing of the pressure control valve may remain essentially unchanged, because it is sufficient to replace the valve spool against such with a channel and seal the two pressure chambers to the outside, for example, by appropriate plugs.
  • the channel can be arranged eccentrically to the longitudinal axis of the valve spool.
  • the piston of the electromagnetic actuator can engage the center of the face, which prevents tilting moments and unilateral wear without blocking the channel.
  • a simple variant for connecting the channel with the control pressure opening is the realization of a corresponding transverse opening in the valve slide.
  • the first end face is at least partially formed on a pressure piece, which is connected to a base body of the valve spool and in which the channel opens.
  • a pressure piece which is designed as a stamped and bent part, particularly inexpensive.
  • the first end face may be formed as at least partially as integral with the valve spool bottom into which the channel opens. Since usually the piston acts as centrally as possible on the valve spool in order to avoid tilting moments and consequently uneven wear and undefined leakage, the mouth of the channel should be eccentric.
  • the passage can be easily made by an off-center through-bore that is fluidly connected to the control pressure port by a corresponding transverse bore.
  • the piston may also be formed at least partially integral with the valve spool. Although this increases the production cost somewhat, since the demands on the manufacturing accuracy of the leadership of the valve spool in the housing and the leadership of the piston in the housing, if one is present, are increased; in return, however, additional guidance is provided and the number of parts to be handled separately is reduced.
  • Figure 1 is a schematic representation of an automatic transmission and an associated hydraulic circuit with a pressure control valve
  • Figure 2 is a partial section through the pressure regulating valve of Figure 1;
  • Figure 3 is a view similar to Figure 2 of a first alternative embodiment
  • Figure 4 is a view similar to Figure 2 of a second alternative embodiment.
  • FIG. 1 An automatic transmission of a motor vehicle is shown in FIG. 1 by a dash-dotted box, it bears the reference number 10 overall.
  • a hydraulic circuit 12 to which a pressureless hydraulic reservoir 14 and a hydraulic pump 16 belong, serves to control the automatic transmission 10.
  • An outlet of the hydraulic pump 16 forms a supply port 18, to which a pressure regulating valve 20 is connected.
  • the pressure control valve 20 From the pressure control valve 20 leads a return to a return port 22, which returns to the hydraulic reservoir 14. Further, the pressure regulating valve 20 is connected to a working port 24 to which the pressure to be controlled by the pressure regulating valve 20 is applied. In addition, the pressure regulating valve 20 has an electromagnetic actuator 26.
  • the pressure control valve 20 is constructed as follows: It comprises a sleeve-like housing 28 in which a guide bore 30 for a likewise sleeve-like hollow valve spool 32 is present.
  • the valve spool 32 has three adjacent sections 34, 36 and 38 in the axial direction.
  • the leftmost and first section 34 in FIG. 2 has a first diameter D1, which corresponds approximately to the inner diameter of the guide bore 30.
  • the approximately central second portion 36, which adjoins the first portion 34 has a second diameter D2, which is smaller than the first diameter D1.
  • the adjoining the second portion 36 third section 38 in turn has the first diameter D1. Since the guide bore 30 has the same inner width everywhere, an annular space 40 is formed between the guide bore of the housing 28 and the second portion 36 of the valve spool 32.
  • the second section 36 facing edge of the first portion 34 forms a
  • Control edge 42 whose function will be discussed in more detail later.
  • the second section 36 facing edge of the third portion forms a control edge 43rd
  • valve spool 32 is hollow in its interior. While it is completely open at its left end in FIG. 2, a disc-shaped pressure piece 44 is provided in its right-hand end in FIG. 2, which is designed as a stamped and bent part.
  • the pressure piece 44 is pressed into a corresponding receptacle (without reference numeral) of a base body 46 of the valve slide 32, there held captive.
  • the pressure piece 44 has a
  • the cavity in the interior of the valve spool 32 forms a channel 54, the function of which will also be discussed in greater detail below.
  • the channel 54 is connected in the region of the second portion 36 by transverse bores 56 with the annular space 40.
  • the first section 34 of the valve spool 32 in the housing 28 is associated with an inlet pressure port 58, the second section 36 a control pressure port 60 and the third section 38 a return port 62.
  • the inlet pressure port 58 is connected to the supply port 18, the control pressure port 60 to the working port 24, and the return port 62 with the return port 22.
  • the electromagnetic actuator 26 is disposed on the right side of the pressure regulating valve 20 in FIG. It includes, inter alia, an annular coil 64 and a centrally disposed armature 66.
  • a space 68, in which the armature 66 is received, is connected through a vent opening 70 with a non-pressurized outer space (no reference numeral).
  • a pin-shaped piston 72 is arranged, whose end faces 73 and 75 are formed spherical in the present embodiment, in order to create a centric, so lying on the longitudinal axis of the valve spool force application point.
  • the pressure piece 44 facing end face 73 of the piston 72 is located on the pressure piece 44, the armature 66 facing end face 75 of the piston 72 on the armature 66.
  • the piston 72 is in a through hole 74 in a guide bore 30 from
  • Anchor space 68 separating housing wall 76 guided fluid-tight.
  • valve spool 32 In operation, the valve spool 32 is acted upon by the piston 72 by means of the electromagnetic actuator 26 in a first effective direction, which is indicated in Figure 2 by an arrow 78.
  • the helical compression spring 53 urges the valve spool 32 counter to this first direction of action 78.
  • the pressure control valve 20 operates as follows: If the valve spool 32 is in a leftmost position in FIG. 2, hydraulic oil flows under high pressure from the supply port 18 and the inlet pressure port 58 into the annular space 40 and from there via the regulating pressure port 60 to the working port 24.
  • the return port 62 is substantially covered by the control edge 43, the return opening 62 is thus separated from the annular space 40 substantially.
  • the valve slide 32 is in a rather right-hand position, the inlet pressure opening 58 in the housing 28 is covered by the control edge 42, ie the annular space 40 is essentially separated from the inlet pressure opening 58. Instead, the control edge 43 now releases the return opening 62, so that the control pressure opening 60 communicates with the return opening 62. In this way, the control pressure opening
  • valve spool 32 results from the equilibrium of forces between the one hand on the valve spool 32 and the
  • Piston 72 engaging hydraulic forces and on the other hand, the force exerted by the electromagnetic actuator 26 via the piston 72 on the valve spool 32 and the force applied by the coil spring 53 on the valve spool 32 force.
  • the valve spool 32 is pressure-balanced in the embodiment shown in Figure 2, ie the sum of the hydraulic forces acting on it in about zero: A in Figure 2 left of the valve spool 32 existing pressure chamber 80 in which the helical compression spring 53 is arranged, namely communicates over the channel 54 and the transverse bores 56 as well with the control pressure port 60 as a right in Figure 2 from the pressure piece 44 existing pressure chamber 82, the latter on the
  • FIG. An alternative embodiment is shown in FIG.
  • elements and regions which have equivalent functions to elements and regions which have already been described in connection with a preceding figure bear the same reference numerals and are not explained again in detail.
  • valve spool 32 is not designed as a hollow part, but as a solid material piston.
  • the connection of the two pressure chambers 80 and 82 with the control pressure port 60 is therefore provided by an external channel 84. This can for example in a
  • valve spool 32 is hollow, according to the embodiment shown in Figure 2.
  • piston 72 is not designed as a separate part, but in one piece with the
  • Pressure piece 44 executed.
  • the control function corresponding to the pressure prevailing at the control pressure opening 60 is provided by a region of the pressure element 44 which corresponds to the cross section of the piston 72 being "shadowed", ie the control pressure prevailing in the pressure chamber 82 can not act on it.

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Abstract

Ein Druckregelventil (20) eines Automatikgetriebes eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Gehäuse (28), einen in dem Gehäuse (28) geführten Ventilschieber (32), der mehrere benachbarte Abschnitte (34, 36, 38) aufweist, wobei einer erster Abschnitt (34) einen ersten Durchmesser (D1), ein an diesen anschließender zweiter Abschnitt (36) einen zweiten Durchmesser (D2), der kleiner ist als der erste Durchmesser (D1), und ein an diesen anschließender dritter Abschnitt (38) den ersten Durchmesser (D1) aufweist. Dem ersten Abschnitt (34) ist eine Zulaufdrucköffnung (58), dem zweiten Abschnitt (36) eine Regeldrucköffnung (60), und dem dritten Abschnitt (38) eine Rücklauföffnung (62) zugeordnet. Eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (26) beaufschlagt den Ventilschieber (32) über einen an einer ersten Stirnfläche (50) angreifenden und im Gehäuse (28) druckdicht geführten Kolben (72) in einer ersten Wirkrichtung (78). Eine Beaufschlagungseinrichtung (53) beaufschlagt den Ventilschieber (32) entgegen der ersten Wirkrichtung (78). Es wird vorgeschlagen, dass die erste Stirnfläche (50) des Ventilschiebers (32) einen ersten Druckraum (82) und eine entgegengesetzte zweite Stirnfläche (52) einen zweiten Druckraum (80) begrenzen, die jeweils mit der Regeldrucköffnung (60) fluidverbunden sind.

Description

Beschreibung
Titel
Druckregelventil, insbesondere für ein Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil, insbesondere für ein Automatikgetriebe in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Druckregelventil der eingangs genannten Art ist aus der US 2007/0023722 A1 bekannt. Das dort beschriebene Druckregelventil weist einen Ventilschieber auf, der in einer Bohrung mit konstantem Durchmesser geführt ist. Über einen Betätigungskolben ist der Ventilschieber mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung gekoppelt. Der Ventilschieber wird bei dem bekannten
Druckregelventil von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Beaufschlagungseinrichtung entgegen der Wirkrichtung der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung beaufschlagt. Das Regelungsverhalten bei dem bekannten Druckregelventil ist jedoch unbefriedigend, und die Herstellung der einzelnen Komponenten ist teuer.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Druckregelventil zu schaffen, welches eine hohe Regelungsgüte bereitstellt und gleichzeitig preiswert hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Druckregelventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung. Dabei können die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein, ohne dass hierauf nochmals hingewiesen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil hängt die Kraft, die entgegen der ersten Wirkrichtung auf den Ventilschieber einwirkt, von dem aktuell an der Regeldrucköffnung herrschenden Druck ab. Fällt der Druck an der Regeldrucköffnung, verringert sich auch die entgegen der ersten Wirkrichtung auf den Ventilschieber wirkende Kraft, wodurch der Ventilschieber in Wirkrichtung bewegt wird. Steigt dagegen der an der Regeldrucköffnung herrschende Druck, steigt auch die entgegen der ersten Wirkrichtung auf den Ventilschieber wirkende Kraft, wodurch er entgegen der ersten Wirkrichtung bewegt wird. Diese Selbstregelungsfunktion des Ventilschiebers wird dadurch erreicht, dass in den beiden Druckräumen, die von den entgegengesetzten Stirnflächen des Ventilschiebers begrenzt werden, der an der Regeldrucköffnung herrschende
Druck herrscht, sich die in Wirkrichtung wirkenden hydraulische Fläche jedoch von der entgegen der ersten Wirkrichtung wirkenden hydraulischen Fläche unterscheidet.
Dieser Unterschied zwischen den entgegen und in der ersten Wirkrichtung wirkenden hydraulischen Flächen wird durch den Kolben bewirkt, der die elektromagnetische Betätigungseinrichtung mit dem Ventilschieber koppelt: Da dieser Kolben im Gehäuse druckdicht geführt ist und sein vom Ventilschieber abgewandtes Ende lediglich mit Umgebungs- oder Rücklaufdruck oder ähnlichem beaufschlagt ist, wird die oben angesprochene Flächendifferenz exakt durch den Querschnitt des Kolbens bereitgestellt. Ein zusätzlicher Druckfühlstift, der an der zweiten Stirnfläche angreift und dessen auf den Ventilschieber wirkende Kraft von dem an der Regeldrucköffnung herrschenden Druck abhängt, ist nicht erforderlich.
Alles in allem erhält man durch die vorliegende Erfindung ein Druckregelventil, welches eine präzise Selbstregelungsfunktion bereitstellt, bei gleichzeitig einfachem konstruktivem Aufbau und entsprechend geringen Herstellungskosten.
Bei einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Druckregelventils umfasst dieses mindestens einen außerhalb des Ventilschiebers angeordneten Kanal, der mindestens einen der Druckräume mit der Regeldrucköffnung verbindet. Damit können die erfindungsgemäßen Vorteile auch bei einem sehr klein bauenden Druckregelventil erreicht werden, ohne dass die Herstellung der Fluidverbindung zwischen den Druckräumen und der Regeldrucköffnung einen besonderen Aufwand verursacht. Möglicherweise können die erfindungsgemäßen Vorteile sogar bei einem im Prinzip herkömmlichen Druckregelventil erzielt werden, wenn die erfindungsgemäße Fluidverbindung der beiden Druckräume mit der Regeldrucköffnung beispielsweise durch einen im Automatikgetriebe realisierten Kanal herbeigeführt wird. Andernfalls bietet es sich an, die Fluidverbindung durch einen im Gehäuse geführten Kanal herzustellen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es möglich, dass in dem Ventilschieber mindestens ein Kanal vorhanden ist, der mindestens einen der Druckräume mit der Regeldrucköffnung verbindet. Der Vorteil dieser Weiterbildung liegt darin, dass eine Umkonstruktion beispielsweise am Automatikgetriebe nicht erforderlich ist, da die äußeren Abmessungen und Anschlüsse des Druckregelventils unverändert bleiben. Selbst das Gehäuse des Druckregelventils kann unter Umständen im Wesentlichen unverändert bleiben, denn es genügt, den Ventilschieber gegen einen solchen mit einem Kanal auszutauschen und die beiden Druckräume nach außen hin beispielsweise durch entsprechende Stopfen abzudichten.
Dabei kann der Kanal zur Längsachse des Ventilschiebers exzentrisch angeordnet sein. Somit kann der Kolben der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung mittig an der Stirnfläche angreifen, was Kippmomente und einseitigen Verschleiß verhindert, ohne den Kanal zu blockieren. Eine einfache Variante zur Verbindung des Kanals mit der Regeldrucköffnung besteht in der Realisierung einer entsprechenden Queröffnung im Ventilschieber.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass die erste Stirnfläche mindestens zum Teil an einem Druckstück ausgebildet ist, welches mit einem Basiskörper des Ventilschiebers verbunden ist und in welches der Kanal mündet. Dies ist besonders vorteilhaft dann, wenn der Kanal einfach dadurch gebildet wird, dass es sich bei dem Ventilschieber um ein hohlzylindrisches hülsenartiges Teil handelt, da besonders in einem solchen Fall die Fertigung des Stirnbereichs, an dem der Kolben angreift, vereinfacht wird und hierdurch Kosten gesenkt werden. Dabei ist ein Druckstück, welches als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist, besonders preiswert.
Alternativ hierzu kann die erste Stirnfläche auch als mindestens zum Teil als mit dem Ventilschieber einstückiger Boden ausgebildet sein, in den der Kanal mündet. Da üblicherweise der Kolben möglichst mittig am Ventilschieber angreift, um Kippmomente und in der Folge ungleichmäßigen Verschleiß sowie eine Undefinierte Leckage zu vermeiden, sollte die Mündung des Kanals exzentrisch sein. Bei einem aus einem Vollmaterial hergestellten Ventilschieber kann der Kanal beispielsweise einfach durch eine außermittige Durchgangsbohrung hergestellt werden, die durch eine entsprechende Querbohrung mit der Regeldrucköffnung fluidverbunden ist.
Der Kolben kann auch zumindest zum Teil einstückig mit dem Ventilschieber ausgebildet sein. Zwar wird hierdurch der Herstellungsaufwand etwas erhöht, da die Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Führung des Ventilschiebers im Gehäuse und der Führung des Kolbens im Gehäuse, sofern eine solche vorhanden ist, erhöht sind; im Gegenzug wird jedoch eine zusätzliche Führung geschaffen und die Anzahl der separat handzuhabenden Teile reduziert.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beispielhaft erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Automatikgetriebes und einer zugehörigen Hydraulikschaltung mit einem Druckregelventil;
Figur 2 einen teilweisen Schnitt durch das Druckregelventil von Figur 1 ;
Figur 3 eine Darstellung ähnlich Figur 2 einer ersten alternativen Ausführungsform; und
Figur 4 eine Darstellung ähnlich Figur 2 einer zweiten alternativen Ausführungsform.
Ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs ist in Figur 1 durch einen strichpunktierten Kasten dargestellt, es trägt insgesamt das Bezugszeichen 10. Zur Steuerung des Automatikgetriebes 10 dient unter anderem eine Hydraulikschaltung 12, zu der ein druckloses Hydraulikreservoir 14 und eine Hydraulikpumpe 16 gehören. Ein Auslass der Hydraulikpumpe 16 bildet einen Versorgungsanschluss 18, an den ein Druckregelventil 20 angeschlossen ist.
Von dem Druckregelventil 20 führt ein Rücklauf zu einem Rücklaufanschluss 22, der zum Hydraulikreservoir 14 zurückführt. Ferner ist das Druckregelventil 20 mit einem Arbeitsanschluss 24 verbunden, an dem der von dem Druckregelventil 20 zu regelnde Druck anliegt. Außerdem verfügt das Druckregelventil 20 über eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 26.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist das Druckregelventil 20 folgendermaßen aufgebaut: Es umfasst ein hülsenartiges Gehäuse 28, in dem eine Führungsbohrung 30 für einen ebenfalls hülsenartigen hohlen Ventilschieber 32 vorhanden ist. Der Ventilschieber 32 verfügt in axialer Richtung über drei benachbarte Abschnitte 34, 36 und 38. Der in Figur 2 äußerste linke und erste Abschnitt 34 hat einen ersten Durchmesser D1 , der in etwa dem Innendurchmesser der Führungsbohrung 30 entspricht. Der in etwa mittige zweite Abschnitt 36, der sich an den ersten Abschnitt 34 anschließt, hat einen zweiten Durchmesser D2, der kleiner ist als der erste Durchmesser D1. Der sich an den zweiten Abschnitt 36 anschließende dritte Abschnitt 38 hat wiederum den ersten Durchmesser D1. Da die Führungsbohrung 30 überall die gleiche Innenweite aufweist, ist zwischen der Führungsbohrung des Gehäuses 28 und dem zweiten Abschnitt 36 des Ventilschiebers 32 ein Ringraum 40 gebildet. Der dem zweiten Abschnitt 36 zugewandte Rand des ersten Abschnitts 34 bildet eine
Steuerkante 42, auf deren Funktion später noch stärker im Detail eingegangen werden wird. Der dem zweiten Abschnitt 36 zugewandte Rand des dritten Abschnitts bildet eine Steuerkante 43.
Wie bereits erwähnt, ist der Ventilschieber 32 in seinem Inneren hohl. Während er an seinem in Figur 2 linken Ende vollständig offen ist, ist in seinem in Figur 2 rechten Ende ein scheibenförmiges Druckstück 44 vorhanden, welches als Stanz-Biegeteil ausgebildet ist. Das Druckstück 44 ist in eine entsprechende Aufnahme (ohne Bezugszeichen) eines Basiskörpers 46 des Ventilschiebers 32 eingepresst, dort also unverlierbar gehalten. Das Druckstück 44 verfügt über eine
Mehrzahl von außermittigen Durchgangsöffnungen 48. Die Außenseite des Druckstücks 44 und eine hierzu benachbarte ringförmige Außenseite des Basiskörpers 46 bilden eine erste Stirnfläche 50 des Ventilschiebers 32. Am entgegengesetzten Ende des Basiskörpers 46 ist eine entgegengesetzt angeordnete ringförmige zweite Stirnfläche 52 vorhanden. An dieser greift eine Beaufschlagungseinrichtung in Form einer Schraubendruckfeder 53 an, die sich an einer Endplatte (ohne Bezugszeichen) des Gehäuses 28, durch die die Führungsbohrung 30 verschlossen wird, abstützt.
Der Hohlraum im Inneren des Ventilschiebers 32 bildet einen Kanal 54 auf dessen Funktion ebenfalls weiter unten noch stärker im Detail eingegangen werden wird. Der Kanal 54 ist im Bereich des zweiten Abschnitts 36 durch Querbohrungen 56 mit dem Ringraum 40 verbunden. Dem ersten Abschnitt 34 des Ventilschiebers 32 ist im Gehäuse 28 eine Zulaufdrucköffnung 58 zugeordnet, dem zweiten Abschnitt 36 eine Regeldrucköffnung 60 und dem dritten Abschnitt 38 eine Rücklauföffnung 62. Die Zulaufdrucköffnung 58 ist mit dem Versorgungsanschluss 18 verbunden, die Regeldrucköffnung 60 mit dem Arbeitsanschluss 24, und die Rücklauföffnung 62 mit dem Rücklaufanschluss 22.
Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 26 ist in Figur 2 auf der rechten Seite des Druckregelventils 20 angeordnet. Sie umfasst unter anderem eine ringförmige Spule 64 und einen mittig angeordneten Anker 66. Ein Raum 68, in dem der Anker 66 aufgenommen ist, ist durch eine Entlüftungsöffnung 70 mit einem drucklosen Außenraum (ohne Bezugszeichen) verbunden. Zwischen dem Anker 66 und dem Druckstück 44 ist ein stiftförmiger Kolben 72 angeordnet, dessen Stirnflächen 73 und 75 in der vorliegenden Ausführungsform ballig ausgebildet sind, um einen möglichst zentrischen, also auf der Längsachse des Ventilschiebers liegenden Kraftangriffspunkt zu schaffen. Die dem Druckstück 44 zugewandte Stirnfläche 73 des Kolbens 72 liegt am Druckstück 44 an, die dem Anker 66 zugewandte Stirnfläche 75 des Kolbens 72 am Anker 66. Der Kolben 72 ist in einer Durchgangsöffnung 74 in einer die Führungsbohrung 30 vom
Ankerraum 68 trennenden Gehäusewand 76 fluiddicht geführt.
Im Betrieb wird der Ventilschieber 32 über den Kolben 72 mittels der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 26 in einer ersten Wirkrichtung beaufschlagt, die in Figur 2 durch einen Pfeil 78 angedeutet ist. Die Schraubendruckfeder 53 beaufschlagt den Ventilschieber 32 entgegen dieser ersten Wirkrichtung 78.
Das Druckregelventil 20 funktioniert folgendermaßen: Befindet sich der Ventilschieber 32 in einer in Figur 2 eher linken Position, strömt Hydrauliköl unter hohem Druck vom Versorgungsanschluss 18 und die Zulaufdrucköffnung 58 in den Ringraum 40 und von dort über die Regeldrucköffnung 60 zum Arbeitsanschluss 24. Die Rücklauföffnung 62 ist im Wesentlichen von der Steuerkante 43 überdeckt, die Rücklauföffnung 62 ist also vom Ringraum 40 im Wesentlichen getrennt. Befindet sich der Ventilschieber 32 dagegen in einer eher rechten Position, wird die Zulaufdrucköffnung 58 im Gehäuse 28 von der Steuerkante 42 überdeckt, der Ringraum 40 ist also im Wesentlichen von der Zulaufdrucköffnung 58 getrennt. Statt dessen gibt die Steuerkante 43 nun die Rücklauföffnung 62 frei, so dass die Regeldrucköffnung 60 mit der Rücklauföffnung 62 kommuniziert. Auf diese Weise kann die Regeldrucköffnung
60 mehr oder weniger mit der Zulaufdrucköffnung 58 und/oder der Rücklauföffnung 62 kommunizieren.
Die Position des Ventilschiebers 32 ergibt sich dabei aus dem Kräftegleichgewicht zwischen einerseits der am Ventilschieber 32 und dem
Kolben 72 angreifenden hydraulischen Kräfte und andererseits der von der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 26 über den Kolben 72 auf den Ventilschieber 32 ausgeübten Kraft, sowie der von der Schraubenfeder 53 am Ventilschieber 32 anliegenden Kraft. Der Ventilschieber 32 ist dabei bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform druckausgeglichen, die Summe der an ihm angreifenden hydraulischen Kräfte also in etwa Null: Ein in Figur 2 links vom Ventilschieber 32 vorhandener Druckraum 80, in dem die Schraubendruckfeder 53 angeordnet ist, kommuniziert nämlich über den Kanal 54 und die Querbohrungen 56 ebenso mit der Regeldrucköffnung 60 wie ein in Figur 2 rechts vom Druckstück 44 vorhandener Druckraum 82, wobei letzterer über die
Durchgangsöffnungen 48 im Druckstück 44, den Kanal 54 und die Querbohrungen 56 mit der Regeldrucköffnung 60 kommuniziert. In beiden Druckräumen 80 und 82 herrscht somit der am Arbeitsanschluss 24 beziehungsweise der in der Regeldrucköffnung 60 herrschende Regeldruck. Da der Kolben 72 in den Druckraum 82 eintaucht, wirkt auch an der Stirnfläche 73 der Regeldruck, wohingegen die entgegengesetzt ausgerichtete Stirnfläche 75 vom im Raum 68 herrschenden Umgebungsdruck beaufschlagt wird. Der Kolben 72 wird daher vom Regeldruck entgegen der ersten Wirkrichtung 78 beaufschlagt. Auf diese Weise wirkt auf den Ventilschieber 32 nicht nur die von der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 26 in der ersten Wirkrichtung 78 erzeugte Kraft, sondern eine um die durch den Regeldruck an der Stirnfläche 73 erzeugte hydraulische und entgegen der ersten Wirkrichtung 78 wirkende Kraft verminderte Kraft. Sinkt der Druck an der Regeldrucköffnung 60 erhöht sich die in Figur 2 nach links auf den Ventilschieber 32 wirkende Kraft, erhöht sich der an der Regeldrucköffnung 60 herrschende Druck, reduziert sich die auf den Ventilschieber 32 in Figur 2 nach links wirkende Kraft. Hierdurch wird eine Selbstregelfunktion des Ventilschiebers 32 bereitgestellt, ohne dass ein zusätzlicher Kolben ("Druckfühlstift") erforderlich ist.
Eine alternative Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. Dabei gilt hier wie nachfolgend, dass solche Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen aufweisen, die bereits im Zusammenhang mit einer vorhergehenden Figur beschrieben wurden, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Druckregelventil 20 ist der Ventilschieber 32 nicht als hohles Teil, sondern als Vollmaterialkolben ausgeführt. Die Verbindung der beiden Druckräume 80 und 82 mit der Regeldrucköffnung 60 wird daher durch einen externen Kanal 84 bereitgestellt. Dieser kann beispielsweise in einer
Struktur, in welche das Druckregelventil 20 eingeschoben ist, vorhanden sein.
Bei einer weiteren in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist der Ventilschieber 32 hohl, entsprechend der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform. Der Kolben 72 ist jedoch nicht als separates Teil ausgeführt, sondern einstückig mit dem
Druckstück 44 ausgeführt. Die Regelfunktion entsprechend dem an der Regeldrucköffnung 60 herrschenden Druck wird dadurch bereitgestellt, dass ein Bereich des Druckstücks 44, der dem Querschnitt des Kolbens 72 entspricht, "abgeschattet" ist, an ihm der im Druckraum 82 herrschende Regeldruck also nicht angreifen kann.

Claims

Ansprüche
1. Druckregelventil (20), insbesondere für ein Automatikgetriebe (10) in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (28), einem in dem Gehäuse (28) geführten Ventilschieber (32), der mehrere benachbarte Abschnitte aufweist, wobei ein erster Abschnitt (34) einen ersten Durchmesser, ein an diesen anschließender zweiter Abschnitt (36) einen zweiten Durchmesser, der kleiner ist als der erste Durchmesser, und ein an diesen anschließender dritter Abschnitt (38) den ersten Durchmesser aufweist, wobei dem ersten Abschnitt (34) eine Zulaufdrucköffnung (58), dem zweiten Abschnitt (36) eine Regeldrucköffnung (60), und dem dritten Abschnitt (38) eine Rücklauföffnung
(62) zugeordnet ist, einer elektromegnatischen Betätigungseinrichtung (26), die den Ventilschieber (32) über einen an einer ersten Stirnfläche (50) des Ventilschiebers (32) angreifenden und im Gehäuse (28) druckdicht geführten Kolben (72) mindestens in einer ersten Wirkrichtung (78) beaufschlagen kann, und einer Beaufschlagungseinrichtung (53), die den Ventilschieber
(32) entgegen der ersten Wirkrichtung (78) beaufschlagen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche (50) des Ventilschiebers (32) einen ersten Druckraum (82) und eine entgegengesetzte zweite Stirnfläche (52) einen zweiten Druckraum (80) begrenzen, die jeweils mit der Regeldrucköffnung (60) fluidverbunden sind.
2. Druckregelventil (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen außerhalb des Ventilschiebers (32) angeordneten Kanal (84) umfasst, der mindestens einen der Druckräume (80, 82) mit der Regeldrucköffnung (60) verbindet.
3. Druckregelventil (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ventilschieber (32) mindestens ein Kanal (54) vorhanden ist, der mindestens einen der Druckräume (80, 82) mit der Regeldrucköffnung (60) verbindet.
4. Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (54) als exzentrische Längsbohrung ausgebildet ist.
5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (54) über eine Queröffnung (56) mit der
Regeldrucköffnung (60) in hydraulischer Verbindung steht.
6. Druckregelventil (20) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche (50) mindestens zum Teil an einem Druckstück (44) ausgebildet ist, welches mit einem Basiskörper (46) des Ventilschiebers (32) verbunden ist und in welches der Kanal (54) mündet.
7. Druckregelventil (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (44) ein Stanz-Biegeteil umfasst.
8. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche mindestens zum Teil als mit dem Ventilschieber einstückiger Boden ausgebildet ist, in den der Kanal mündet.
9. Druckregelventil (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (72) mindestens zum Teil einstückig mit dem Ventilschieber (32) ausgebildet ist.
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