EP2565468B1 - Ventilanordnung - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a use of a valve arrangement according to the preamble of patent claim 1.
- the US 2,900,960A shows a valve assembly in which individual parts are integrated into the memory.
- a hydraulic accumulator can be used, which is filled via a transmission main pump and, if necessary, releases its stored oil volume.
- a valve assembly which consists of an electromagnetic seat valve and a check valve.
- a disadvantage here is that a directly controlled seat valve is used.
- the seat valve As soon as high volume flows are required, the seat valve must have correspondingly large flow cross sections. This leads to high switching forces and a large and expensive magnet system.
- the known valve arrangement is therefore not very suitable to be used in an automatic transmission for realizing a start / stop function because they would take up a lot of space and would cost a lot of money.
- the invention is therefore based on the object to provide a valve assembly which can be used in a compact and cost-effective design in an automatic transmission to realize a start / stop function.
- valve arrangement makes it possible to use a very small and therefore cost-effective electromagnetic seat valve, preferably a microvalve, as a pilot valve since only a small control volume flow, namely the smaller amount of fluid, flows via the seat valve. It has also been recognized that the required control volume flow can be taken from the storage itself. Thus, a self-supply of the seat valve is possible. Advantageously, can be dispensed with a further pressure source. In that regard, a valve assembly is specified, which can be used in a compact and cost-effective design in an automatic transmission to realize a start / stop function.
- the valve assembly has individual parts which are integrated in the memory. As a result, a compact valve assembly is realized.
- the memory is designed as a piston accumulator, which has a bottom plate, in which the parts are integrated.
- the bottom plate can easily after a pre-assembly by a flanging form-fitting with the Piston accumulator are connected.
- the larger amount of fluid could be at least 1.5 times the volume of the smaller amount of fluid. This allows a very compact, small-sized seat valve can be used.
- the accumulator could be fluid-conductively connected both to the seat valve and to the check valve.
- a smaller amount of fluid can be passed through a bypass line to the seat valve, with a larger amount of fluid can be passed through the check valve to a consumer.
- a first conduit could lead to the poppet valve and a second conduit could lead to the check valve, with the smaller amount of fluid passing through the first conduit pushing on a control piston which opens the check valve so that a larger amount of fluid can flow out through the check valve.
- a control piston can exert pressure by suitable dimensioning on another suitably dimensioned component reliable and trouble-prone.
- control piston could abut against a main piston smaller pressurized cross-sectional area.
- control piston acts on the main piston with a force such that this is moved. This force can be precisely adjusted based on the area ratios of the areas under pressure.
- a needle could be added, which bears against a spring-loaded ball of the check valve.
- the ball can be moved by means of the needle against the force of a spring. By moving the ball, the check valve is opened, so that the larger amount of fluid can flow to a consumer.
- the check valve could be connected to or cooperate with a throttle which creates a resistance to the fluid in a flow direction of a fluid and which does not exhibit any resistance to the fluid in the opposite flow direction.
- the throttle can thus flow-damping effect in a flow direction.
- the check valve could be located between a throttle and the reservoir.
- the throttle could be switched by the seat valve from one direction of flow in the other direction of flow. In this way can be adjusted by the seat valve, whether a fluid quantity is discharged quickly and without much resistance from the memory, or whether it is filled by an external pump with a defined volume flow.
- the throttle could independently build or break down a resistance to the fluid, depending on the flow direction of the fluid. This can be dispensed with a connection to the seat valve.
- the reservoir could be filled with fluid via the throttle.
- the fluid preferably a hydraulic oil
- the fluid can be introduced into the reservoir from an external pump.
- a pressure can be generated thereby.
- the parts could be arranged at an angle of 90 ° to the longitudinal axis of the memory. This arrangement is particularly space-saving.
- the memory could have a bottom plate which is positively connected thereto.
- a positive connection can be made inexpensively.
- the seat valve could be electromagnetically actuated.
- a control by an electrical control unit is possible.
- the seat valve designed as a pilot valve could be designed as a 2/2-way seat valve or as a 3/2-way seat valve.
- a 2/2-way poppet valve is inexpensive.
- a 3/2-way Stizventil allows a saving of fluid connections, in particular spiral grooves in a control piston.
- pilot valve is in principle also another type of valve than a seat valve used.
- a slide valve can be used instead of a seat valve.
- Fig. 1 shows a schematic circuit diagram of a valve assembly comprising a memory 1, which contains a pressurized fluid, preferably a hydraulic oil, a seat valve 2 and a check valve 3, wherein the poppet valve 2 is operable such that an amount of fluid from the memory 1 exits.
- a pressurized fluid preferably a hydraulic oil
- a seat valve 2 preferably a seat valve 2
- a check valve 3 wherein the poppet valve 2 is operable such that an amount of fluid from the memory 1 exits.
- the seat valve 2 is designed as a pilot valve and connected to the memory 1, that when the seat valve 2 is open, a smaller amount of fluid flows through the seat valve 2, which controls that a larger amount of fluid flows through the check valve 3 from the memory 1.
- the larger amount of fluid has at least 1.5 times the volume of the smaller amount of fluid.
- the memory 1 is both with the seat valve 2 as also fluidly connected to the check valve 3.
- the check valve 3 is disposed between a throttle 10 and the memory 1.
- the check valve 3 is connected to the throttle 10 or cooperates with this.
- the throttle 10 exhibits a resistance to the fluid in a flow direction of a fluid and exhibits almost no resistance to the fluid in the opposite flow direction.
- the throttle 10 is switched by the seat valve 2 from the one flow direction in the other flow direction.
- the throttle 10 it is also conceivable for the throttle 10 to independently build or break down a resistance for the fluid as a function of the direction of flow of the fluid.
- the memory 1 can be filled via the throttle 10 with fluid.
- the seat valve 2 is electromagnetically actuated.
- the valve 2 designed as a pilot valve is designed as a 2/2-way seat valve or as a 3/2-way seat valve.
- Fig. 2 shows a first embodiment of a previously described schematically valve arrangement.
- a first line 4 leads to the seat valve 2 and a second line 5 to the check valve 3, wherein the guided through the first line 4 smaller amount of fluid presses on a control piston 6, which opens the check valve 3, so that a larger amount of fluid through the check valve 3 can drain.
- the control piston 6 is located on a main piston 7 of smaller pressure-loaded cross-sectional area.
- the check valve 3 is integrated in the memory 1.
- the memory 1 is designed as a piston accumulator, which has a beaded base plate 11, in which the check valve 3 is integrated.
- the seat valve 2 may also be integrated in the bottom plate 11.
- the memory 1 is added as a fluid hydraulic oil, which can be removed through a throttle 10 in a flow direction to a consumer. This emptying of the memory 1 to the consumer, however, is unthrottled.
- Fig. 3 shows a further embodiment of the in Fig. 1 schematically described valve arrangement.
- the check valve 3 is integrated in the memory 1.
- the memory 1 is designed as a piston accumulator, which has a screwed bottom plate 11 ', in which the check valve 3 is integrated.
- a screw 12 is received, by which the spring action of the ball 9 is adjustable by the spring 13.
- the seat valve 2 may also be integrated in the bottom plate 11 '.
- the piston accumulator according to Fig. 2 and Fig. 3 has a piston 14 which separates a fluid space 15, in which a hydraulic oil is received, from a gas space 16.
- the housing 17 of the piston accumulator is open on one side, wherein the open side of the bottom plate 11, 11 'is closed.
- a valve assembly consists of an electromagnetic seat valve 2, a hydraulically releasable check valve 3 and a switchable throttle 10.
- the pilot-operated check valve 3 is arranged such that it allows a free flow into the memory 1. In the direction of discharge, the check valve 3 acts blocking.
- the electromagnetic seat valve 2 is switched to the flow position.
- the flowing over the seat valve 2 smaller amount of fluid or the prevailing pressure in the memory 1 now acts on an unlocking of the check valve 3, whereby the check valve 3 can be unlocked and flowed through.
- the throttle 10 is switched in the direction of a free flow through the actuation of the Stitzventils 3 in order to achieve the most lossless emptying of the memory 1.
- Fig. 2 shows a particularly advantageous valve arrangement.
- the memory 1 is designed as a piston accumulator. It is understood that any other type of hydraulic accumulator can be used.
- the open side of a cylindrical housing 17 is pressure-tightly sealed by a cylindrical bottom plate 11, in which parts of the valve assembly are integrated.
- Parts of the valve arrangement namely the check valve 3, the control piston 6 and the main piston 7, are preferably arranged at an angle of 90 ° to the longitudinal axis of the cylindrical housing 17.
- the piston 14 is in this case along the longitudinal axis movable.
- the bottom plate 11 is connected to the housing 17 by a joining process, preferably a positive crimping connection.
- the check valve 3 is realized very cost-effectively by a spring-loaded ball 9, namely a roller bearing ball, in a conical valve seat. Via a needle 8 in the main piston 7, which is preferably designed as a needle roller, the ball 9 can be lifted from the valve seat and thus the check valve 3 are unlocked.
- the function of the switchable throttle 10 in the form of radial bores 18 and an annular groove 19 is realized in the main piston 7.
- the radial bores 18 are partially or completely covered by a wall of the slide bore 20.
- a throttle effect is deployed.
- the throttle effect is set when filling the memory 1 over the size of an annular surface.
- the annular surface is determined by the diameter of the slide bore 20 and a taper of the main piston 7 in the region of the radial bores 18.
- the electromagnetic seat valve 2 is switched to the flow position.
- the prevailing pressure in the fluid space 15 of the accumulator 1 now acts on the end face 21 of the control piston 6.
- a spiral groove 22 is provided to establish a connection between a space between the seat valve 2 and the control piston 6 and the further annular groove 23.
- the electromagnetic seat valve 2 may also be arranged in the bottom plate 11, 11 'of the memory 1.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Verwendung einer Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Die
US 2 900 960 A zeigt eine Ventilanordnung, bei welcher einzelne Teile in den Speicher integriert sind. - Aus dem Stand der Technik sind bereits Kraftfahrzeuge mit Automatikgetrieben bekannt. Diese Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit einer Start- /Stopp-Funktion angeboten.
- Vor diesem Hintergrund werden konventionelle Automatikgetriebe, die eine mechanisch angetriebene Ölpumpe umfassen, mit einer Start-/ Stopp-Funktion ausgerüstet.
- Um einen schnelleren und komfortableren Anfahrvorgang zu ermöglichen, ist es notwendig, zum Anfahren benötigte Schaltelemente in der Startphase des Motors mit Hydrauliköl zu versorgen.
- Hierzu kann insbesondere ein Hydrospeicher eingesetzt werden, welcher über eine Getriebehauptpumpe befüllt wird und bei Bedarf sein gespeichertes Ölvolumen freigibt.
- Durch die Offenlegungsschrift
DE 10 2009 050 847 A1 ist eine Vorrichtung zum impulsartigen Freigeben einer in einem Speicher bevoratbaren Fluidmenge bekannt geworden. - In dieser Vorrichtung wird eine Ventilanordnung verwendet, welche aus einem elektromagnetischen Sitzventil und einem Rückschlagventil besteht. Mit dieser Ventilanordnung soll eine leckagefreie Steuerung einer Kolbenposition und ein impulsartiges Freigeben einer in einem Speicher bevoratbaren Fluidmenge ermöglicht werden.
- Hierbei ist nachteilig, dass ein direkt gesteuertes Sitzventil verwendet wird.
- Sobald hohe Volumenströme benötigt werden, muss das Sitzventil entsprechend große Durchflussquerschnitte aufweisen. Dies führt zu hohen Schaltkräften und einem großen und teuren Magnetsystem.
- Insbesondere bei einer Verwendung der Ventilanordnung in einem Automatikgetriebe zur Realisierung einer Start- /Stopp-Funktion treten hohe Volumenströme auf.
- Die bekannte Ventilanordnung ist daher nur wenig geeignet, in einem Automatikgetriebe zur Realisierung einer Start- /Stopp-Funktion verwendet zu werden, da sie einen großen Bauraum beanspruchen und hohe Kosten verursachen würde.
- Eine ähnliche Ventilanordnung ist auch aus
WO 2007/035997 A1 bekannt. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung anzugeben, welche bei kompakter und kostengünstiger Bauweise in einem Automatikgetriebe zur Realisierung einer Start- /Stopp-Funktion verwendet werden kann.
- Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
- Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass durch eine solche Ventilanordnung ein sehr kleines und somit kostengünstiges elektromagnetisches Sitzventil, vorzugsweise ein Mikroventil, als Vorsteuerventil verwendet werden kann, da nur ein geringer Steuervolumenstrom, nämlich die kleinere Fluidmenge, über das Sitzventil fließt. Weiter ist erkannt worden, dass der benötigte Steuervolumenstrom aus dem Speicher selbst entnommen werden kann. So ist eine Eigenversorgung des Sitzventils ermöglicht. Vorteilhaft kann auf eine weitere Druckquelle verzichtet werden. Insoweit ist eine Ventilanordnung angegeben, welche bei kompakter und kostengünstiger Bauweise in einem Automatikgetriebe zur Realisierung einer Start- /Stopp-Funktion verwendet werden kann.
- Die Ventilanordnung weist einzelne Teile auf, welche in den Speicher integriert sind. Hierdurch ist eine kompakt bauende Ventilanordnung realisiert.
- Der Speicher ist als Kolbenspeicher ausgestaltet, welcher eine Bodenplatte aufweist, in welche die Teile integriert sind. Die Bodenplatte kann nach einer Vormontage problemlos durch eine Umbördelung formschlüssig mit dem Kolbenspeicher verbunden werden. Vor diesem Hintergrund ist auch denkbar, die Bodenplatte mit integrierter Ventilanordnung mit dem zylindrischen, einseitig offenen Gehäuse des Kolbenspeichers zu verschrauben. Ein Vorteil bei dieser Lösung ist die hohe Modularität zu einem bestehenden Kolbenspeicherproduktprogramm.
- Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
- Die größere Fluidmenge könnte mindestens das 1, 5fache Volumen der kleineren Fluidmenge aufweisen. Hierdurch kann ein sehr kompaktes, klein bauendes Sitzventil verwendet werden.
- Der Speicher könnte sowohl mit dem Sitzventil als auch mit dem Rückschlagventil fluidleitend verbunden sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung kann eine kleinere Fluidmenge durch eine Bypassleitung zum Sitzventil geleitet werden, wobei eine größere Fluidmenge durch das Rückschlagventil zu einem Verbraucher geführt werden kann.
- Vom Speicher könnte eine erste Leitung zum Sitzventil führen und eine zweite Leitung zum Rückschlagventil führen, wobei die durch die erste Leitung geführte kleinere Fluidmenge auf einen Steuerkolben drückt, welcher das Rückschlagventil öffnet, so dass eine größere Fluidmenge durch das Rückschlagventil abfließen kann. Ein Steuerkolben kann durch geeignete Dimensionierung auf ein weiteres geeignet dimensioniertes Bauteil zuverlässig und störunanfällig Druck ausüben.
- Vor diesem Hintergrund könnte der Steuerkolben an einem Hauptkolben kleinerer druckbeaufschlagter Querschnittsfläche anliegen. Durch diese konkrete Ausgestaltung wirkt der Steuerkolben, sobald dieser mit Druck beaufschlagt wird, auf den Hauptkolben mit einer Kraft derart ein, dass dieser bewegt wird. Diese Kraft lässt sich anhand der Flächenverhältnisse der mit Druck beaufschlagten Flächen präzise einstellen.
- Im Hauptkolben könnte eine Nadel aufgenommen sein, welche an einer federbelasteten Kugel des Rückschlagventils anliegt. Die Kugel kann mittels der Nadel gegen die Kraft einer Feder bewegt werden. Durch Bewegung der Kugel wird das Rückschlagventil geöffnet, so dass die größere Fluidmenge zu einem Verbraucher abfließen kann.
- Vor diesem Hintergrund könnte das Rückschlagventil mit einer Drossel verbunden sein oder zusammenwirken, welche in einer Fließrichtung eines Fluids einen Widerstand für das Fluid entfaltet und welche in der entgegengesetzten Fließrichtung keinen Widerstand für das Fluid entfaltet. Die Drossel kann so in einer Fließrichtung durchflussdämpfend wirken. Das Rückschlagventil könnte zwischen einer Drossel und dem Speicher angeordnet sein.
- Die Drossel könnte durch das Sitzventil von der einen Fließrichtung in die andere Fließrichtung schaltbar sein. Hierdurch kann durch das Sitzventil eingestellt werden, ob eine Fluidmenge rasch und ohne größeren Widerstand aus dem Speicher abgeführt wird, oder ob dieser durch eine externe Pumpe mit einem definierten Volumenstrom befüllt wird.
- Die Drossel könnte in Abhängigkeit von der Fließrichtung des Fluids selbständig einen Widerstand für das Fluid auf- oder abbauen. Hierdurch kann auf eine Verbindung zum Sitzventil verzichtet werden.
- Vor diesem Hintergrund könnte der Speicher über die Drossel mit Fluid befüllbar sein. Das Fluid, vorzugsweise ein Hydrauliköl, kann von einer externen Pumpe in den Speicher eingefüllt werden. Im Speicher kann hierdurch ein Druck erzeugt werden.
- Die Teile könnten in einem Winkel von 90° zur Längsachse des Speichers angeordnet sein. Diese Anordnung ist besonders platzsparend.
- Der Speicher könnte eine Bodenplatte aufweisen, welche mit diesem formschlüssig verbunden ist. Ein Formschluss kann kostengünstig hergestellt werden.
- Das Sitzventil könnte elektromagnetisch betätigbar sein. So ist eine Ansteuerung durch ein elektrisches Steuergerät möglich.
- Das als Vorsteuerventil ausgestaltete Sitzventil könnte als 2/2-Wege-Sitzventil oder als 3/2-Wege-Sitzventil ausgestaltet sein. Ein 2/2-Wege-Sitzventil ist kostengünstig. Ein 3/2-Wege-Stizventil ermöglicht eine Einsparung von Fluidverbindungen, insbesondere von Spiralnuten in einem Steuerkolben.
- Als Vorsteuerventil Ist prinzipiell auch eine andere Ventilgattung als ein Sitzventil einsetzbar. In einer denkbaren Ausführung kann auch ein Schieberventil anstelle eines Sitzventils eingesetzt werden.
- Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Ventilanordnung anhand der Zeichnung zu verweisen.
- In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
- In der Zeichnung zeigen
- Fig. 1
- einen schematischen Schaltplan der Ventilanordnung,
- Fig. 2
- in einer Schnittzeichnung ein erstes Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung, wobei zumindest das Rückschlagventil in einer umbördelten Bodenplatte eines Kolbenspeichers integriert ist, und
- Fig. 3
- in einer Schnittzeichnung ein zweites Ausführungsbeispiel der Ventilanordnung, wobei zumindest das Rückschlagventil in einer Bodenplatte eines Kolbenspeichers integriert ist, welche mit dem Gehäuse des Kolbenspeichers verschraubt ist.
-
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schaltplan einer Ventilanordnung, umfassend einen Speicher 1, der ein druckbeaufschlagtes Fluid, vorzugsweise ein Hydrauliköl, enthält, ein Sitzventil 2 und ein Rückschlagventil 3, wobei das Sitzventil 2 derart betätigbar ist, dass eine Fluidmenge aus dem Speicher 1 austritt. - Das Sitzventil 2 ist als Vorsteuerventil ausgestaltet und derart mit dem Speicher 1 verbunden, dass bei geöffnetem Sitzventil 2 eine kleinere Fluidmenge über das Sitzventil 2 fließt, welche steuert, dass eine größere Fluidmenge über das Rückschlagventil 3 aus dem Speicher 1 abfließt.
- Die größere Fluidmenge weist mindestens das 1, 5-fache Volumen der kleineren Fluidmenge auf. Der Speicher 1 ist sowohl mit dem Sitzventil 2 als auch mit dem Rückschlagventil 3 fluidleitend verbunden. Das Rückschlagventil 3 ist zwischen einer Drossel 10 und dem Speicher 1 angeordnet.
- Das Rückschlagventil 3 ist mit der Drossel 10 verbunden oder wirkt mit dieser zusammen. Die Drossel 10 entfaltet in einer Fließrichtung eines Fluids einen Widerstand für das Fluid und entfaltet in der entgegengesetzten Fließrichtung nahezu keinen Widerstand für das Fluid.
- Die Drossel 10 wird durch das Sitzventil 2 von der einen Fließrichtung in die andere Fließrichtung geschaltet. Denkbar ist jedoch auch, dass die Drossel 10 in Abhängigkeit von der Fließrichtung des Fluids selbständig einen Widerstand für das Fluid auf- oder abbaut.
- Der Speicher 1 ist über die Drossel 10 mit Fluid befüllbar. Das Sitzventil 2 ist elektromagnetisch betätigbar. Das als Vorsteuerventil ausgestaltete Sitzventil 2 ist als 2/2-Wege-Sitzventil oder als 3/2-Wege-Sitzventil ausgestaltet.
-
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer zuvor schematisch beschriebenen Ventilanordnung. - Vom Speicher 1 führt eine erste Leitung 4 zum Sitzventil 2 und eine zweite Leitung 5 zum Rückschlagventil 3, wobei die durch die erste Leitung 4 geführte kleinere Fluidmenge auf einen Steuerkolben 6 drückt, welcher das Rückschlagventil 3 öffnet, so dass eine größere Fluidmenge durch das Rückschlagventil 3 abfließen kann. Der Steuerkolben 6 liegt an einem Hauptkolben 7 kleinerer druckbeaufschlagter Querschnittsfläche an.
- Im Hauptkolben 7 ist eine Nadel 8 aufgenommen, welche an einer federbelasteten Kugel 9 des Rückschlagventils 3 anliegt.
- Das Rückschlagventil 3 ist im Speicher 1 integriert. Der Speicher 1 ist als Kolbenspeicher ausgestaltet, welcher eine umbördelte Bodenplatte 11 aufweist, in welcher das Rückschlagventil 3 integriert ist. Das Sitzventil 2 kann ebenfalls in die Bodenplatte 11 integriert sein.
- Im Speicher 1 ist als Fluid ein Hydrauliköl aufgenommen, welches durch eine Drossel 10 in einer Fließrichtung zu einem Verbraucher abgeführt werden kann. Diese Entleerung des Speichers 1 zum Verbraucher erfolgt jedoch ungedrosselt.
-
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der inFig. 1 schematisch beschriebenen Ventilanordnung. - Das Rückschlagventil 3 ist in den Speicher 1 integriert. Der Speicher 1 ist als Kolbenspeicher ausgestaltet, welcher eine verschraubte Bodenplatte 11' aufweist, in welche das Rückschlagventil 3 integriert ist. In der Bodenplatte 11' ist eine Schraube 12 aufgenommen, durch welche die Federbeaufschlagung der Kugel 9 durch die Feder 13 einstellbar ist. Das Sitzventil 2 kann ebenfalls in die Bodenplatte 11' integriert sein.
- Der Kolbenspeicher gemäß
Fig. 2 undFig. 3 weist einen Kolben 14 auf, der einen Fluidraum 15, in dem ein Hydrauliköl aufgenommen ist, von einem Gasraum 16 abtrennt. Das Gehäuse 17 des Kolbenspeichers ist einseitig offen ausgebildet, wobei die offene Seite von der Bodenplatte 11, 11' verschlossen ist. - Die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Ventilanordnungen mit einer Vorsteuerungsfunktion werden nachfolgend beschrieben:
- Eine Ventilanordnung besteht aus einem elektromagnetischen Sitzventil 2, einem hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventil 3 und einer schaltbaren Drossel 10. Das entsperrbare Rückschlagventil 3 ist derart angeordnet, dass es einen freien Zufluss in den Speicher 1 ermöglicht. In Abflussrichtung wirkt das Rückschlagventil 3 sperrend.
- Beim Befüllen des Speichers 1 fließt ein Eingangsvolumenstrom über die Drossel 10, wodurch eine Drosselwirkung und ein kontrolliertes Befüllen des Fluidraums 15 erreicht wird. Die Befüllung des Speichers 1 erfolgt über das Rückschlagventil 3.
- Um eine Fluidmenge aus dem Speicher 1 entnehmen zu können, wird das elektromagnetische Sitzventil 2 in Durchflussstellung geschaltet. Die über das Sitzventil 2 fließende kleinere Fluidmenge bzw. der herrschende Druck im Speicher 1 wirkt nun auf eine Entsperrvorrichtung des Rückschlagventils 3, wodurch das Rückschlagventil 3 entsperrt und durchflossen werden kann.
- Gleichzeitig wird durch die Betätigung des Stitzventils 3 die Drossel 10 in Richtung eines freien Durchflusses geschaltet, um eine möglichst verlustfreie Entleerung des Speichers 1 zu erreichen.
-
Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ventilanordnung. Der Speicher 1 ist als Kolbenspeicher ausgeführt. Es versteht sich, dass jegliche andere Bauform eines Hydrospeichers verwendet werden kann. Die offene Seite eines zylindrischen Gehäuses 17 ist durch eine zylindrische Bodenplatte 11 druckdicht verschlossen, in welche Teile der Ventilanordnung integriert sind. - Teile der Ventilanordnung, nämlich das Rückschlagventil 3, der Steuerkolben 6 und der Hauptkolben 7, sind vorzugsweise in einem Winkel von 90° zur Längsachse des zylindrischen Gehäuses 17 angeordnet. Der Kolben 14 ist hierbei längs der Längsachse beweglich. Die Bodenplatte 11 ist durch einen Fügeprozess, vorzugsweise eine formschlüssige Bördelverbindung, mit dem Gehäuse 17 verbunden.
- Das Rückschlagventil 3 ist sehr kostengünstig durch eine federvorgespannte Kugel 9, nämlich eine Wälzlagerkugel, in einem konusförmigen Ventilsitz realisiert. Über eine Nadel 8 im Hauptkolben 7, welcher vorzugsweise als Nadelrolle ausgeführt ist, kann die Kugel 9 vom Ventilsitz abgehoben und somit das Rückschlagventil 3 entsperrt werden.
- Im Hauptkolben 7 ist des Weiteren die Funktion der schaltbaren Drossel 10 in Form von Radialbohrungen 18 und einer Ringnut 19 realisiert. In einer Sperrstellung des Rückschlagventils 3, wie dargestellt, sind die Radialbohrungen 18 teilweise oder vollständig von einer Wandung der Schieberbohrung 20 verdeckt. Durch eine in
Fig. 2 nicht konkret dargestellte teilweise Verdeckung der Radialbohrungen 18 wird eine Drosselwirkung entfaltet. - Die Drosselwirkung wird beim Befüllen des Speichers 1 über die Größe einer Ringfläche eingestellt. Die Ringfläche wird durch den Durchmesser der Schieberbohrung 20 und eine Verjüngung des Hauptkolbens 7 im Bereich der Radialbohrungen 18 bestimmt.
- In einer Stellung, in welcher der Speicher 1 in Richtung eines Verbrauchers entladen wird, wird infolge einer Axialbewegung des Hauptkolbens 7 eine querschnittsgroße Verbindung zu der Ringnut 19, nämlich einer Steuernut, freigegeben. Die Verbindung wird durch die Radialbohrungen 18 bestimmt. Die Ringnut 19 ist mit einem Verbraucher bzw. einer Pumpe verbindbar. Das Fluid kann in der vorgenannten Stellung in Fließrichtung zum Verbraucher aus dem Speicher 1 entweichen.
- Zum Entladen des Speichers 1 wird das elektromagnetische Sitzventil 2 in Durchflussstellung geschaltet. Der herrschende Druck im Fluidraum 15 des Speichers 1 wirkt nun auf die Stirnseite 21 des Steuerkolbens 6.
- Die gegenüberliegende Stirnseite und die Rückseite des Hauptkolbens 7, welche am Steuerkolben 6 anliegt, sind über eine weitere Ringnut 23 mit einem externen Tank verbunden. Dadurch entsteht eine Axialkraft des Steuerkolbens 6, welche auf den Hauptkolben 7 und über die Nadel 8 auf die Kugel 9 des Rückschlagventils 3 wirkt.
- Da die druckwirksame Fläche des Steuerkolbens 6 größer als die durch die Kugel 9 und den Ventilsitz resultierende Dichtfläche ist, ergibt sich eine Kraftresultierende, welche die Ventilanordnung in Durchflussstellung schaltet.
- An der Umfangsfläche des Steuerkolbens 6 ist eine Spiralnut 22 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen einem Raum zwischen dem Sitzventil 2 und dem Steuerkolben 6 und der weiteren Ringnut 23 herzustellen.
- Das elektromagnetische Sitzventil 2 kann ebenfalls in der Bodenplatte 11, 11' des Speichers 1 angeordnet sein.
- Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Claims (13)
- Verwendung einer Ventilanordnung, umfassend einen Speicher (1), der ein druckbeaufschlagtes Fluid enthält, ein Sitzventil (2) und ein Rückschlagventil (3), wobei das Sitzventil (2) derart betätigbar ist, dass eine Fluidmenge aus dem Speicher (1) austritt, und wobei das Sitzventil (2) als Vorsteuerventil ausgestaltet ist und derart mit dem Speicher (1) verbunden ist, dass bei geöffnetem Sitzventil (2) eine kleinere Fluidmenge über das Sitzventil (2) fließt, welche steuert, dass eine größere Fluidmenge über das Rückschlagventil (3) aus dem Speicher (1) abfließt, in einem Automatikgetriebe zur Realisierung einer Start-Stopp-Funktion, wobei die Ventilanordnung gekennzeichnet ist durch eine Integration einzelner Teile in den Speicher (1), wobei der Speicher (1) als Kolbenspeicher ausgestaltet ist, welcher eine Bodenplatte (11, 11') aufweist, in welche die Teile integriert sind.
- Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (1) sowohl mit dem Sitzventil (2) als auch mit dem Rückschlagventil (3) fluidleitend verbunden ist.
- Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Speicher (1) eine erste Leitung (4) zum Sitzventil (2) führt und eine zweite Leitung (5) zum Rückschlagventil (3) führt, wobei die durch die erste Leitung (4) geführte kleinere Fluidmenge auf einen Steuerkolben (6) drückt, welcher das Rückschlagventil (3) öffnet, so dass eine größere Fluidmenge durch das Rückschlagventil (3) abfließen kann.
- Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (6) an einem Hauptkolben (7) kleinerer druckbeaufschlagter Querschnittsfläche anliegt.
- Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptkolben (7) eine Nadel (8) aufgenommen ist, welche an einer federbelasteten Kugel (9) des Rückschlagventils (3) anliegt.
- Verwendung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (3) mit einer Drossel (10) verbunden ist oder zusammenwirkt, welche in einer Fließrichtung eines Fluids einen Widerstand für das Fluid entfaltet und welche in der entgegengesetzten Fließrichtung keinen Widerstand für das Fluid entfaltet.
- Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) durch das Sitzventil (2) von der einen Fließrichtung in die andere Fließrichtung schaltbar ist.
- Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) in Abhängigkeit von der Fließrichtung des Fluids selbständig einen Widerstand für das Fluid auf- oder abbaut.
- Verwendung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (1) über die Drossel (10) mit Fluid befüllbar ist.
- Verwendung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile in einem Winkel von 90° zur Längsachse des Speichers (1) angeordnet sind.
- Verwendung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (1) eine Bodenplatte (11) aufweist, welche mit diesem formschlüssig verbunden ist.
- Verwendung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzventil (2) elektromagnetisch betätigbar ist.
- Verwendung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Vorsteuerventil ausgestaltete Sitzventil (2) als 2/2-Wege-Sitzventil oder als 3/2-Wege-Sitzventil ausgestaltet ist.
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