WO2015022135A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

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WO2015022135A1
WO2015022135A1 PCT/EP2014/065287 EP2014065287W WO2015022135A1 WO 2015022135 A1 WO2015022135 A1 WO 2015022135A1 EP 2014065287 W EP2014065287 W EP 2014065287W WO 2015022135 A1 WO2015022135 A1 WO 2015022135A1
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valve
valve device
armature
spring
anchor part
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PCT/EP2014/065287
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Inventor
Jochen Glasbrenner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
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    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
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    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Definitions

  • the invention relates to a valve device having a main valve and a pilot valve, which comprises a closing body which can be actuated by a magnet device with an armature in order to connect a first pressure port of the valve device to a second pressure port of the valve device.
  • the valve device is, for example, a main flow valve in a hydraulic hybrid drive train of a motor vehicle.
  • at least one hydraulic machine which is also referred to as hydrostat, is connected to the first pressure port of the valve device.
  • the hydraulic machine can be connected directly or via further hydraulic components not mentioned here, in a special case also via a further comparable valve device, to the first pressure connection of the valve device.
  • a hydraulic pressure accumulator and / or a second hydrostat are connected to the second pressure port of the valve device.
  • the hydraulic pressure accumulator can be connected directly or via further hydraulic components not mentioned here to the second pressure port of the valve device.
  • the pressure in the hydraulic pressure accumulator that is to say at the second pressure connection, can be greater or smaller than at an output of the hydraulic machine, that is to say the first pressure port, in accordance with the selected operating strategy of the hydraulic hybrid drive train.
  • the main valve is opened via the pilot valve, wherein a sealing element is moved from its closed position to an open position. If the magnet device is not energized, then that is Sealing element, for example, biased by a closing spring in its closed position. The reverse case is also possible.
  • the object of the invention is to provide a valve device according to the preamble of claim 1, which is simple in construction and inexpensive to produce.
  • a valve device having a main valve and a pilot valve, which comprises a closing body, which can be actuated by a magnet device with an armature to connect a first pressure port of the valve device with a second pressure port of the valve device, achieved in that a Anchor part is biased by a valve spring in an open position against the anchor, through which the anchor member is movable to a closed position.
  • the pilot valve of the valve device according to the invention is normally open.
  • the anchor part which is preferably combined with the closing body, held by the valve spring in the open position, as long as an electromagnetic coil of the magnetic device is not energized. When the electromagnetic coil of the magnetic device is energized, then the armature part is moved counter to the biasing force of the valve spring in its closed position.
  • a preferred embodiment of the valve device is characterized in that the anchor part is combined with the closing body which closes a valve seat diameter when the anchor part is in its closed position.
  • the closing body may for example be designed as a ball and is advantageously combined with the anchor part.
  • the anchor part can be crimped, for example, with the closing body. In the closed position of the anchor part of the closing body lies close to the valve seat diameter. In the closed position, the closing body prevents a passage of medium through the valve seat diameter.
  • valve device is characterized in that the valve seat diameter is provided on a valve piece which has a pressure connection channel.
  • the pressure connection channel is designed for example as a transverse bore, with an annulus outside the valve piece is in communication. About the annulus of the pressure communication channel with the pressure which prevails at one of the two pressure ports, acted upon.
  • valve piece has at least one control chamber connecting duct which connects a control chamber to a spring receiving chamber. In the control chamber preferably prevails the pressure prevailing at the other of the two pressure connections of the valve device. That is, when the pressure communication passage is pressurized with the pressure prevailing at the first pressure port, the pressure prevailing at the second pressure port prevails in the control space, or vice versa.
  • valve device is characterized in that the armature is guided in a magnetic core.
  • the magnetic core is advantageously equipped for guiding the armature with a central through hole. Radially outside the magnetic core advantageously has substantially the shape of a straight circular cylinder.
  • the magnetic core is arranged, for example, within a pole tube. In an axial space between the pole tube and the magnetic core, a residual air gap adjusting disk is advantageously arranged.
  • valve device is characterized in that the magnetic core is an opening stop for the anchor part. In the open position, the anchor part strikes against the magnetic core. In an axial space between the valve piece and the magnetic core can be advantageously arranged a Ankerhubeinstellhunt.
  • valve device is characterized in that the armature is arranged in a pole tube.
  • the pole tube advantageously has a central receiving space for receiving the armature.
  • an armature spring may be arranged, through which the armature is biased against the anchor part.
  • the anchor part is additionally provided by a driver spring. is tense.
  • the driver spring is, advantageously together with the valve spring, clamped in the axial direction between the valve piece and the anchor part.
  • a collar is advantageously formed on the anchor part.
  • the collar is advantageously formed on a closing body opposite end of the anchor part.
  • a further preferred embodiment of the valve device is characterized in that the driver spring is biased against a driver disc which is movable against a driver stop, which limits a free path and is spaced from a stroke stop for the anchor member.
  • the drive plate is biased by the driver spring, for example against the collar on the anchor part.
  • the drive plate advantageously protrudes radially outwardly beyond the collar on the anchor part.
  • the driver stop is advantageously represented by a circular ring surface whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the anchor part, in particular of the collar on the anchor part.
  • valve device After overcoming the free path, the drive disc no longer moves.
  • the armature moves after overcoming the free travel only due to the biasing force of the valve spring alone with the closing body until it abuts the stroke stop.
  • a further preferred embodiment of the valve device is characterized in that the valve device is designed as a main flow valve for a hydraulic hybrid drive train.
  • the hydraulic hybrid powertrain includes at least one hydraulic machine, also referred to as hydrostat.
  • the hydraulic hybrid drive train comprises two hydraulic machines, which are also referred to as hydrostatic drives.
  • a hydraulic pressure accumulator is connected between the output of the hydrostatic and the hydraulic pressure accumulator valve device according to the invention.
  • the invention also relates to a hydraulic hybrid drivetrain with a valve device described above.
  • the invention further relates optionally also to a method for operating an advance described valve device as a main flow valve in a hydraulic hybrid driveline.
  • Figure 1 is a hydraulic circuit diagram of a valve device
  • Figure 2 shows a valve device according to a first embodiment in a longitudinal section.
  • Figure 3 is a simplified representation of an armature and an anchor member with a closing body of the valve device of Figure 2;
  • FIG. 4 shows the illustration of a force-displacement diagram of the valve device from FIG. 2;
  • Figure 5 is a similar view as in Figure 2 according to a second
  • FIG. 6 shows a force-displacement diagram for the valve device from FIG. 5.
  • valve device 1; 21; 81 shown in different views.
  • the valve device 1; 21; 81 comprises a main valve 2; 22; 82, which also functions as a check valve, depending on the design, and a pilot valve 3; 25; 85th
  • the main valve 2; 22; 82 includes a housing 4; 24; 84 movable in the axial direction to and fro guided sealing element 6.
  • the sealing element 6 is biased by a closing spring 8 in its closed position shown in Figure 1. In its closed position, the sealing element 6 interrupts a hydraulic connection between a first pressure port 11 and a second pressure port 12.
  • the first pressure port 11 of the valve device 1 is connected to the pilot valve 3 via a first throttle connection 15.
  • the pilot valve 3 is connected between the first throttle connection 15 and a main control chamber 10 of the valve device 1.
  • the second pressure port 12 of the valve device 1 is connected via a second throttle connection 16 to the main control chamber 10.
  • the valve device 1 with the two ports 1 1 and 12 is designed as a main flow valve in a hydraulic hybrid drive train (not shown).
  • the hydraulic hybrid powertrain includes an internal combustion engine drive and a hydraulic drive.
  • the internal combustion engine drive is designed, for example, as an internal combustion engine and is also referred to as an internal combustion engine.
  • the hydraulic drive comprises, for example, two hydraulic machines, which are also referred to as hydrostats.
  • the two hydrostats or hydraulic machines can advantageously be operated both as a hydraulic pump and as a hydraulic motor.
  • the two hydraulic machines can be designed, for example, as hydraulic axial piston machines.
  • the two hydraulic machines are over one
  • Hydraulic system hydraulically connected or connected.
  • the hydraulic system comprises at least one main flow valve, which through the valve device 1; 21; 81 is shown.
  • the main flow valve 1; 21; 81 is connected in the hydraulic hybrid powertrain between an output of one of the hydraulic machines and a hydraulic pressure accumulator.
  • a main flow valve is connected between the outputs of the hydraulic machines and the hydraulic pressure accumulator.
  • the output of the hydraulic machines or of the hydrostat is connected to the first pressure port 1 1 of the valve device 1; 21; 81 closed.
  • the hydraulic pressure accumulator is connected to the second pressure port 12 of the valve device 1; 21; 81.
  • the pressure prevailing in the hydraulic pressure accumulator may be greater or less than the pressure at the outlet of the hydrostat, which is also referred to as a hydraulic machine.
  • the hydraulic accumulator By opening the valve device 1; 21; 81, the hydraulic accumulator is connected to the input or output of the valve device 1; 21; 81 connected hydraulic machine, and vice versa.
  • the valve device When the valve device is open to the valve device 1; 21; 81 connected hydraulic machine can be hydraulically driven from the accumulator.
  • the main valve 2 is also called a main flow valve.
  • the pilot valve 3 is also called pilot valve. Due to the advantageous arrangement of the pilot valve 3, large strokes of the sealing element 6 can be realized even with a small pilot valve stroke, which is also referred to as the main piston.
  • the main valve 2 with the main piston or sealing element 6 can switch large volume flows virtually loss-free with a large main valve lift.
  • the pressure at the second pressure port 12, which also prevails in the main control chamber 10 via the second throttle connection 16, may be greater or smaller than the pressure at the first pressure port 1 1.
  • the pressure in the main control chamber 10 can be lowered to a pressure level which is between the pressure at the second pressure port 12 and the pressure at the first pressure port 1 1.
  • the balance of forces acting on the sealing element 6 hydraulic forces is designed so that the main valve 2 generates an opening force on the sealing element 6 by lowering the pressure in the main control chamber 10 by the pilot valve 3.
  • FIG. 2 shows the valve device 21 with the pilot valve 25 and the main valve 22, which is only shown cut off, in longitudinal section.
  • the housing 24 comprises a pole tube 28, in which an armature 30 is accommodated to be moved back and forth in the direction of a longitudinal axis 31.
  • the armature 30 has substantially the shape of a straight circular cylinder which is provided radially outwardly with longitudinal grooves, which allow a passage of medium, when the armature 30 moves in the pole tube 28.
  • the armature 30 is biased by an armature spring 32, which is supported on the inside in Figure 2 upper end of the pole tube 28, down.
  • the housing 24 further includes a magnetic core 34 having a central through hole in which the armature 30 is reciprocally movable.
  • the magnetic core 34 is fixed in the pole tube 28 by means of a housing body 33.
  • a residual air gap adjusting disk 35 is disposed in the axial direction between a circumferential step formed on the magnetic core 34 and a likewise circumferential shoulder formed on the pole pipe 28 inside.
  • an anchor pin 38 which extends through the magnetic core 34 therethrough.
  • a free end of the anchor pin 38 protrudes down out of the magnetic core 34 and is in abutment against an anchor member 40.
  • a closing body 42 is attached in the form of a ball. The fastening of the closing body 42 to the anchor part 40 takes place, for example, by crimping.
  • a valve seat diameter 44 is used together with the closing body 42 for the representation of a valve seat.
  • the closing body 42 bears sealingly on the valve seat diameter 44.
  • the closing body 42 closes a connection to a pressure-connecting channel 48.
  • the pressure connection channel 48 communicates with an annular space 49 radially outside of a valve piece 50 in connection.
  • the annular space 49 communicates with a pressure connection, in particular the second pressure connection, of the valve device 21.
  • the valve piece 50 comprises, in addition to the pressure connection channel 48, two control room connection channels 51, 52.
  • the control room connection Channels 51, 52 connect a spring receiving space 53 with a control chamber 54.
  • the control chamber 54 communicates with the other of the two pressure ports, in particular with the first pressure port, the valve device 21 in connection.
  • the valve piece 50 has a collar 55, which is braced by means of the housing body 33 with the interposition of Ankerhubeinstellin 58 in the axial direction together with the magnetic core 34 and the Rest Kunststoffspalteinstellin 35 against the shoulder on the pole tube 28.
  • the housing body 33 is screwed into the pole tube 28, for example with the aid of corresponding threaded sections.
  • a valve spring 59 is biased from below against the anchor member 40.
  • the anchor part 40 has a collar at its upper end for this purpose.
  • the valve spring 59 is clamped between the collar of the anchor part 40 and the valve piece 50.
  • the biasing force of the valve spring 59 is selected and tuned with the biasing force of the armature spring 32, that the armature 30 is normally pushed by the anchor member 40 upwards, as long as at least one electromagnetic coil, which is used to build up a magnetic field is not energized. Therefore, the pilot valve 25 is referred to as normally open valve.
  • the electromagnetic coil (not shown) is energized, a magnetic field is created with a magnetic force that pulls the armature 30 downward in FIG.
  • the anchor member 40 is moved against the biasing force of the valve spring 59 downward, whereby the closing body 42 is pressed into the valve seat diameter 44.
  • the magnetic core 34 serves both as a guide for the armature 30 and to enhance the magnetic force.
  • the closing body 42 is in its closed position. Once the magnetic field, which is amplified by the pole tube 28 and the magnetic core 34, degraded, the valve spring 59 pushes the armature 30 back up. In this case, the magnetic core 34 represents a ⁇ réelleshubanschlag for the anchor member 40.
  • the associated armature stroke can be adjusted with the aid of the armature stroke adjusting disk 58. be presented. Via the thickness of Ankerhubeinstellin 58, a desired valve lift of the pilot valve 25 can be adjusted.
  • FIG. 3 the armature 30 with the armature pin 38 and the armature part 40 with the closing body 42 above the valve seat diameter 44 are shown simplified.
  • an arrow 61 is indicated in Figure 3 that the armature 30 is acted upon at its upper end in addition to the biasing force of the armature spring 32 with a system pressure.
  • an arrow 62 the magnetic force is indicated, which is applied to the armature 30 during energization of the magnetic device.
  • arrows 63 and 64 the biasing force of the valve spring 59 is indicated.
  • FIG. 4 shows a force-displacement diagram associated with FIG. 3 with an x-axis 68 and a y-axis 69.
  • the path between an open or upper position 74 and a lower or closed position 75 of the armature 30 and the anchor member 40 is applied to the closing body 42 in a suitable path unit.
  • the associated force is plotted in a suitable power unit.
  • a characteristic 71 represents the magnetic force on the armature.
  • a characteristic 72 represents the valve spring force.
  • a characteristic 73 represents the force on the closing body 42.
  • valve spring force of the valve spring 59 must be greater than the force acting on the armature 30 in the opposite direction by the system pressure and the biasing force of the armature spring 32.
  • the magnetic force that pulls the armature 30 down must be greater than the valve spring force, so that the valve can be closed in the energized state.
  • the armature spring 32 ensures that the armature 30 always has contact with the anchor part 40 with the closing body 42. In a vertical installation of the valve device 21, the armature spring 32 may be omitted, because then the weight of the armature 30 ensures contact with the anchor member 40 with the closing body 42.
  • FIG. 5 shows the valve device 81 with the pilot valve 85 and the cut-off main valve 82 in longitudinal section.
  • the housing 84 is an armature pin 88 of an unspecified armature in the axial direction and guided movable.
  • the housing 84 is constructed the same or similar to the embodiment shown in Figure 2.
  • the lower end of the armature pin 88 in FIG. 5 is in contact with an armature part 90.
  • the armature part 90 can be moved back and forth in the housing 84 in the axial direction.
  • the axial direction is defined by a longitudinal axis 91 of the valve device 81.
  • a closing body 92 in the form of a ball is attached at the lower end of the anchor part 90 in FIG. 1.
  • the closing body 92 is spaced from a valve seat diameter 94.
  • the valve seat diameter 94 connects to a pressure communication passage 98 communicating with one of the two pressure ports of the valve device 81.
  • the valve seat diameter 94 and the pressure communication passage 98 are recessed in a valve piece 100 fixed in the housing 84.
  • Two control room communication channels 101, 102 provide communication between a spring accommodating space 103 and a control room 104.
  • the control room 104 communicates with the other of the two pressure ports of the valve device 81.
  • a collar 105 For securing the valve member 100 in the housing 84 is a collar 105.
  • the collar 105 is braced by means of a housing body 106 with the interposition of a dial 108 in the axial direction against the housing 84.
  • a valve spring 109 is biased between the valve piece 100 and the anchor part 80.
  • the valve spring 109 is, as well as the valve spring 59 in the previous embodiment, biased to pressure.
  • a driver spring 1 10 arranged in the spring receiving space 103.
  • the driver spring 1 10 is clamped to pressure between the valve member 100 and a drive plate 1 12.
  • the drive plate 1 12 is spaced in the intermediate position of the anchor member 90 shown in Figure 5 by a driver stop 1 14. By the distance in the axial direction between the drive plate 1 12 and the Mitaueranschlag 1 14 a free path is defined.
  • both the valve spring 109 and the driver spring 1 10 press the anchor member 90 with the closing body 92 after above, until the drive plate 1 12 abuts on the Mitaueranschlag 1 14, that is until the Freiweg, by the axial distance between the
  • Mitschin 1 12 and the Mit predominantlyanschlag 1 14 is defined, is overcome. Thereafter, only the valve spring 109 acts on the anchor member 90 with the closing body 92. After overcoming the free travel, the valve spring 109 presses the anchor member 90 with the closing body 92 to a stroke stop 1 16, which is formed on the housing 84. Due to the axial distance between the anchor part 90 and the stroke stop 1 16 the complete armature stroke is defined.
  • the closing operation of the pilot valve 85 is effected by energizing an electromagnetic coil (not shown). This leads to a magnetic force, the armature with the anchor pin 88 and the anchor member 90 with the
  • Closing 92 moves down. Initially, only the biasing force of the valve spring 109 must be overcome. At this time, due to the maximum air gap, the magnetic force is the lowest. Once the anchor member 90 comes into contact with the drive plate 1 12, the anchor with the anchor member 90 and the closing body 92 in addition to work against the biasing force of the driver spring 1 10. The largest force is needed in the closed state of the pilot valve 85, where the maximum magnetic force is present. In the closed position (not shown), the closing body 92 closes the valve seat diameter 94.
  • FIG. 6 shows a force-displacement diagram with an x-axis 121 and a y-axis 122.
  • the path between a lower or closed position 128 and an upper or open position 129 of the anchor part 90 is applied to the closing body 92 in a suitable path unit.
  • the force is plotted in a suitable unit of force.
  • a characteristic 124 represents the magnetic force acting on the armature.
  • a characteristic curve 125 represents the spring force of the driving spring 1 10.
  • a characteristic curve 126 represents the maximum force with the closing body 92.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Hauptventil (22) und einem Vorsteuerventil (25), das einen Schließkörper (42) umfasst, der durch eine Magneteinrichtung mit einem Anker (30) betätigbar ist, um einen ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung (21) mit einem zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung (21) zu verbinden. Um eine Ventileinrichtung zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist, ist ein Ankerteil (40) durch eine Ventilfeder (59) in eine Öffnungsstellung gegen den Anker (40) vorgespannt, durch den das Ankerteil (40) in eine Schließstellung bewegbar ist.

Description

Beschreibung Titel
Ventileinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung mit einem Hauptventil und einem Vorsteuerventil, das einen Schließkörper umfasst, der durch eine Magneteinrichtung mit einem Anker betätigbar ist, um einen ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung mit einem zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung zu verbinden.
Stand der Technik
Bei der Ventileinrichtung handelt es sich zum Beispiel um ein Hauptstromventil in einem Hydraulikhybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. In dem Hydraulikhyb- ridantriebsstrang ist wenigstens eine Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird, an den ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung angeschlossen. Die Hydraulikmaschine kann direkt oder über weitere hier nicht angeführte Hydraulikkomponenten, in einem Sonderfall auch über eine weitere vergleichbare Ventileinrichtung, an den ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung angeschlossen sein. An den zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung sind ein hydraulischer Druckspeicher oder/und ein zweiter Hydrostat angeschlossen. Der hydraulische Druckspeicher kann direkt oder über weitere hier nicht angeführte Hydraulikkomponenten an den zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung angeschlossen sein. Der Druck in dem hydraulischen Druckspeicher, also am zweiten Druckanschluss, kann größer oder kleiner sein als an einem Ausgang der Hydraulikmaschine, also dem ersten Druckanschluss, entsprechend der gewählten Betriebsstrategie des Hydraulikhybridantriebsstrangs. Durch
Bestromen der Magneteinrichtung wird das Hauptventil über das Vorsteuerventil geöffnet, wobei ein Dichtelement aus seiner Schließstellung in eine Öffnungsstellung bewegt wird. Wenn die Magneteinrichtung nicht bestromt wird, dann ist das Dichtelement, zum Beispiel durch eine Schließfeder, in seine Schließstellung vorgespannt. Der umgekehrte Fall ist ebenfalls möglich.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe ist bei einer Ventileinrichtung mit einem Hauptventil und einem Vor- Steuerventil, das einen Schließkörper umfasst, der durch eine Magneteinrichtung mit einem Anker betätigbar ist, um einen ersten Druckanschluss der Ventileinrichtung mit einem zweiten Druckanschluss der Ventileinrichtung zu verbinden, dadurch gelöst, dass ein Ankerteil durch eine Ventilfeder in eine Öffnungsstellung gegen den Anker vorgespannt ist, durch den das Ankerteil in eine Schließstellung bewegbar ist. Das Vorsteuerventil der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung ist normalerweise geöffnet. Dabei wird das Ankerteil, das vorzugsweise mit dem Schließkörper kombiniert ist, durch die Ventilfeder in der Öffnungsstellung gehalten, solange eine elektromagnetische Spule der Magneteinrichtung nicht bestromt ist. Wenn die elektromagnetische Spule der Magneteinrichtung bestromt ist, dann wird das Ankerteil entgegen der Vorspannkraft der Ventilfeder in seine Schließstellung bewegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil mit dem Schließkörper kombiniert ist, der einen Ven- tilsitzdurchmesser verschließt, wenn sich das Ankerteil in seiner Schließstellung befindet. Der Schließkörper kann zum Beispiel als Kugel ausgeführt sein und ist vorteilhaft mit dem Ankerteil kombiniert. Das Ankerteil kann zum Beispiel mit dem Schließkörper verbördelt sein. In der Schließstellung des Ankerteils liegt der Schließkörper dicht auf dem Ventilsitzdurchmesser auf. In der Schließstellung verhindert der Schließkörper einen Durchtritt von Medium durch den Ventilsitzdurchmesser.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzdurchmesser an einem Ventilstück vorgese- hen ist, das einen Druckverbindungskanal aufweist. Der Druckverbindungskanal ist zum Beispiel als Querbohrung ausgeführt, die mit einem Ringraum außerhalb des Ventilstücks in Verbindung steht. Über den Ringraum wird der Druckverbindungskanal mit dem Druck, der an einem der beiden Druckanschlüsse herrscht, beaufschlagt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilstück mindestens einen Steuerraumverbin- dungskanal aufweist, der einen Steuerraum mit einem Federaufnahmeraum verbindet. In dem Steuerraum herrscht vorzugsweise der Druck, der an dem anderen der beiden Druckanschlüsse der Ventileinrichtung herrscht. Das heißt, wenn der Druckverbindungskanal mit dem Druck, der am ersten Druckanschluss herrscht, beaufschlagt ist, dann herrscht in dem Steuerraum der Druck, der an dem zweiten Druckanschluss herrscht, oder umgekehrt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anker in einem Magnetkern geführt ist. Der Magnetkern ist zum Führen des Ankers vorteilhaft mit einem zentralen Durchgangsloch ausgestattet. Radial außen hat der Magnetkern vorteilhaft im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders. Im eingebauten Zustand ist der Magnetkern zum Beispiel innerhalb eines Polrohrs angeordnet. In einem axialen Zwi- schenraum zwischen dem Polrohr und dem Magnetkern ist vorteilhaft eine Rest- luftspalteinstellscheibe angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern einen Öffnungsanschlag für das Ankerteil darstellt. In der Öffnungsstellung schlägt das Ankerteil an dem Magnetkern an. In einem axialen Zwischenraum zwischen dem Ventilstück und dem Magnetkern kann vorteilhaft eine Ankerhubeinstellscheibe angeordnet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anker in einem Polrohr angeordnet ist. Das Polrohr weist zur Aufnahme des Ankers vorteilhaft einen zentralen Aufnahmeraum auf. In dem Polrohr kann eine Ankerfeder angeordnet sein, durch welche der Anker gegen das Ankerteil vorgespannt ist. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil zusätzlich durch eine Mitnehmerfeder vorge- spannt ist. Die Mitnehmerfeder ist, vorteilhaft zusammen mit der Ventilfeder, in axialer Richtung zwischen dem Ventilstück und dem Ankerteil eingespannt. Zur Darstellung mindestens einer Anlagefläche für die Mitnehmerfeder und/oder die Ventilfeder ist an dem Ankerteil vorteilhaft ein Bund ausgebildet. Der Bund ist vorteilhaft an einem dem Schließkörper entgegengesetzten Ende des Ankerteils ausgebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerfeder gegen eine Mitnehmerscheibe vorge- spannt ist, die gegen einen Mitnehmeranschlag bewegbar ist, der einen Freiweg begrenzt und von einem Hubanschlag für das Ankerteil beabstandet ist. Die Mitnehmerscheibe ist durch die Mitnehmerfeder zum Beispiel gegen den Bund an dem Ankerteil vorgespannt. Dabei ragt die Mitnehmerscheibe vorteilhaft radial nach außen über den Bund an dem Ankerteil hinaus. Der Mitnehmeranschlag wird vorteilhaft durch eine Kreisringfläche dargestellt, deren Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Ankerteils, insbesondere des Bundes an dem Ankerteil, ist. Bei einer Bewegung des Ankerteils mit dem Schließkörper aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung wird zunächst der Freiweg überwunden, bis die Mitnehmerscheibe an dem Mitnehmeranschlag anschlägt. Nach dem Überwinden des Freiwegs bewegt sich die Mitnehmerscheibe nicht mehr weiter. Das Ankerteil bewegt sich nach dem Überwinden des Freiwegs nur aufgrund der Vorspannkraft der Ventilfeder allein mit dem Schließkörper, bis es am Hubanschlag anschlägt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ventileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Hauptstromventil für einen Hyd- raulikhybridantriebsstrang ausgeführt ist. Der Hydraulikhybridantriebsstrang um- fasst mindestens eine Hydraulikmaschine, die auch als Hydrostat bezeichnet wird. Vorteilhaft umfasst der Hydraulikhybridantriebsstrang zwei Hydraulikma- schinen, die auch als Hydrostaten bezeichnet werden. An einen Ausgang der
Hydraulikmaschine beziehungsweise der Hydraulikmaschinen ist ein hydraulischer Druckspeicher angeschlossen. Zwischen den Ausgang des Hydrostaten und den hydraulischen Druckspeicher ist die erfindungsgemäße Ventileinrichtung geschaltet. Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch einen Hydraulikhybridan- triebsstrang mit einer vorab beschriebenen Ventileinrichtung. Die Erfindung betrifft des Weiteren gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Ventileinrichtung als Hauptstromventil in einem Hydraulikhybrid- antriebsstrang.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 einen Hydraulikschaltplan einer Ventileinrichtung;
Figur 2 eine Ventileinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Längsschnitt;.
Figur 3 eine vereinfachte Darstellung eines Ankers und eines Ankerteils mit einem Schließkörper der Ventileinrichtung aus Figur 2;
Figur 4 die Darstellung eines Kraft-Weg-Diagramms der Ventileinrichtung aus Figur 2;
Figur 5 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 2 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel und
Figur 6 ein Kraft-Weg-Diagramm zu der Ventileinrichtung aus Figur 5.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 , 2 und 5 ist eine Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 umfasst ein Hauptventil 2; 22; 82, das je nach Ausführung auch als Rückschlagventil funktioniert, und ein Vorsteuerventil 3; 25; 85.
Das Hauptventil 2; 22; 82 umfasst ein in einem Gehäuse 4; 24; 84 in axialer Richtung hin und her bewegbar geführtes Dichtelement 6. Der Begriff axial be- zieht sich auf eine Längsachse 7 der Ventileinrichtung 1 . Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Längsachse 7. Das Dichtelement 6 ist durch eine Schließfeder 8 in seine in Figur 1 dargestellte Schließstellung vorgespannt. In seiner Schließstellung unterbricht das Dichtelement 6 eine hydraulische Verbindung zwischen einem ersten Druckanschluss 1 1 und einem zweiten Druckanschluss 12. Der erste Druckanschluss 1 1 der Ventileinrichtung 1 ist über eine erste Drosselverbindung 15 an das Vorsteuerventil 3 angeschlossen. Dabei ist das Vorsteuerventil 3 zwischen die erste Drosselverbindung 15 und einen Haupt- steuerraum 10 der Ventileinrichtung 1 geschaltet. Der zweite Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1 ist über eine zweite Drosselverbindung 16 mit dem Hauptsteuerraum 10 verbunden.
Die Ventileinrichtung 1 mit den beiden Anschlüssen 1 1 und 12 ist als Haupt- stromventil in einem Hydraulikhybridantriebsstrang (nicht dargestellt) ausgeführt.
Der nicht dargestellte Hydraulikhybridantriebsstrang umfasst einen verbrennungsmotorischen Antrieb und einen hydraulischen Antrieb. Der verbrennungsmotorische Antrieb ist zum Beispiel als Brennkraftmaschine ausgeführt und wird auch als Verbrennungsmotor bezeichnet. Der hydraulische Antrieb umfasst zum Beispiel zwei Hydraulikmaschinen, die auch als Hydrostaten bezeichnet werden.
Die beiden Hydrostaten oder Hydraulikmaschinen können vorteilhaft sowohl als hydraulische Pumpe als auch als hydraulischer Motor betrieben werden. Dabei können die beiden Hydraulikmaschinen zum Beispiel als hydraulische Axialkol- benmaschinen ausgeführt sein. Die beiden Hydraulikmaschinen sind über ein
Hydrauliksystem hydraulisch miteinander verbindbar beziehungsweise verbunden. Das Hydrauliksystem umfasst mindestens ein Hauptstromventil, das durch die Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 dargestellt wird. Das Hauptstromventil 1 ; 21 ; 81 ist in dem Hydraulikhybridantriebsstrang zwischen einen Ausgang einer der Hydraulikmaschinen und einen hydraulischen Druckspeicher geschaltet. Vorteilhaft ist jeweils ein Hauptstromventil zwischen die Ausgänge der Hydraulikmaschinen und den hydraulischen Druckspeicher geschaltet. Dabei ist der Ausgang der Hydraulikmaschinen beziehungsweise des Hydrostaten an den ersten Druckanschluss 1 1 der Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 an- geschlossen. An den zweiten Druckanschluss 12 der Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 ist der hydraulische Druckspeicher angeschlossen.
Der Druck, der in dem hydraulischen Druckspeicher herrscht, kann größer oder kleiner sein als der Druck am Ausgang des Hydrostaten, der auch als hydraulische Maschine bezeichnet wird. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 wird der hydraulische Druckspeicher mit dem Eingang oder Ausgang der an die Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 angeschlossenen hydraulischen Maschine verbunden, und umgekehrt. Bei geöffneter Ventileinrichtung kann die an die Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 angeschlossene Hydraulikmaschine aus dem Druckspeicher hydraulisch angetrieben werden. Des Weiteren kann der Druckspeicher bei geöffneter Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 hydraulisch durch die an die Ventileinrichtung 1 ; 21 ; 81 angeschlossene hydraulische Maschine aufgeladen werden.
Das Hauptventil 2 wird auch als Hauptstromventil bezeichnet. Das Vorsteuerventil 3 wird auch Pilotventil bezeichnet. Durch die vorteilhafte Anordnung des Vorsteuerventils 3 sind auch bei einem geringen Vorsteuerventilhub große Hübe des Dichtelements 6 realisierbar, das auch als Hauptkolben bezeichnet wird.
Das Hauptventil 2 mit dem Hauptkolben oder Dichtelement 6 kann bei großem Hauptventilhub große Volumenströme nahezu verlustfrei schalten. Der Druck am zweiten Druckanschluss 12, der über die zweite Drosselverbindung 16 auch in dem Hauptsteuerraum 10 herrscht, kann größer oder kleiner sein als der Druck am ersten Druckanschluss 1 1.
Über das Vorsteuerventil 3 kann der Druck im Hauptsteuerraum 10 auf ein Druckniveau abgesenkt werden, das zwischen dem Druck am zweiten Druckanschluss 12 und dem Druck am ersten Druckanschluss 1 1 liegt. Die Kräftebilanz der auf das Dichtelement 6 wirkenden hydraulischen Kräfte ist so ausgelegt, dass das Hauptventil 2 bei der Absenkung des Drucks im Hauptsteuerraum 10 durch das Vorsteuerventil 3 eine öffnende Kraft auf das Dichtelement 6 erzeugt.
Figur 2 zeigt die Ventileinrichtung 21 mit dem Vorsteuerventil 25 und dem nur abgeschnitten dargestellten Hauptventil 22 im Längsschnitt. Das Gehäuse 24 umfasst ein Polrohr 28, in welchem ein Anker 30 in Richtung einer Längsachse 31 hin und her bewegbar aufgenommen ist. Der Anker 30 hat im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders, der radial außen mit Längsnuten versehen ist, die einen Durchtritt von Medium ermöglichen, wenn sich der Anker 30 in dem Polrohr 28 bewegt. Dabei ist der Anker 30 durch eine Ankerfeder 32, die sich an dem in Figur 2 oberen Ende des Polrohrs 28 innen abstützt, nach unten vorgespannt.
Das Gehäuse 24 umfasst des Weiteren einen Magnetkern 34, der ein zentrales Durchgangsloch aufweist, in welchem der Anker 30 hin und her bewegbar geführt ist. Der Magnetkern 34 ist mit Hilfe eines Gehäusekörpers 33 in dem Polrohr 28 befestigt. Eine Restluftspalteinstellscheibe 35 ist in axialer Richtung zwischen einer umlaufenden Stufe, die an dem Magnetkern 34 ausgebildet ist, und einem ebenfalls umlaufenden Absatz, der an dem Polrohr 28 innen ausgebildet ist, angeordnet. Über die Dicke, das heißt die Ausdehnung der Restluftspalteinstellscheibe 35 in axialer Richtung, kann die Größe eines Restluftspalts eingestellt werden.
Zur Führung des Ankers 30 dient ein Ankerdorn 38, der sich durch den Magnetkern 34 hindurch erstreckt. Ein freies Ende des Ankerdorns 38 ragt nach unten aus dem Magnetkern 34 heraus und befindet sich in Anlage an einem Ankerteil 40. Durch die Ankerfeder 32 ist der Anker 30 mit dem Ankerdorn 38 gegen das
Ankerteil 40 vorgespannt. An einem dem Ankerdorn 38 abgewandten Ende des Ankerteils 40 ist ein Schließkörper 42 in Form einer Kugel befestigt. Die Befestigung des Schließkörpers 42 an dem Ankerteil 40 erfolgt zum Beispiel durch Bördeln.
Ein Ventilsitzdurchmesser 44 dient zusammen mit dem Schließkörper 42 zur Darstellung eines Ventilsitzes. Im dargestellten geschlossenen Zustand des Vorsteuerventils 25 liegt der Schließkörper 42 dichtend auf dem Ventilsitzdurchmesser 44 auf. In der Schließstellung verschließt der Schließkörper 42 eine Verbin- dung zu einem Druckverbindungskanal 48.
Der Druckverbindungskanal 48 steht mit einem Ringraum 49 radial außerhalb eines Ventilstücks 50 in Verbindung. Der Ringraum 49 steht mit einem Druckan- schluss, insbesondere dem zweiten Druckanschluss, der Ventileinrichtung 21 in Verbindung. Das Ventilstück 50 umfasst zusätzlich zu dem Druckverbindungskanal 48 zwei Steuerraumverbindungskanäle 51 , 52. Die Steuerraumverbindungs- kanäle 51 , 52 verbinden einen Federaufnahmeraum 53 mit einem Steuerraum 54. Der Steuerraum 54 steht mit dem anderen der beiden Druckanschlüsse, insbesondere mit dem ersten Druckanschluss, der Ventileinrichtung 21 in Verbindung.
Das Ventilstück 50 weist einen Bund 55 auf, der mit Hilfe des Gehäusekörpers 33 unter Zwischenschaltung einer Ankerhubeinstellscheibe 58 in axialer Richtung zusammen mit dem Magnetkern 34 und der Restluftspalteinstellscheibe 35 gegen den Absatz an dem Polrohr 28 verspannt ist. Zu diesem Zweck ist der Gehäusekörper 33 zum Beispiel mit Hilfe von entsprechenden Gewindeabschnitten in das Polrohr 28 eingeschraubt.
In dem Federaufnahmeraum 53 ist eine Ventilfeder 59 von unten gegen das Ankerteil 40 vorgespannt. Das Ankerteil 40 weist zu diesem Zweck an seinem obe- ren Ende einen Bund auf. Die Ventilfeder 59 ist zwischen dem Bund des Ankerteils 40 und dem Ventilstück 50 eingespannt. Durch die Vorspannkraft der Ventilfeder 59 ist das Ankerteil 40 gegen den Anker 30 vorgespannt. Die Vorspannkraft der Ventilfeder 59 ist so gewählt und mit der Vorspannkraft der Ankerfeder 32 abgestimmt, dass der Anker 30 durch das Ankerteil 40 normalerweise nach oben gedrückt wird, solange mindestens eine elektromagnetische Spule, die zum Aufbau eines Magnetfelds dient, nicht bestromt ist. Daher wird das Vorsteuerventil 25 als normalerweise geöffnetes Ventil bezeichnet.
Wenn die (nicht dargestellte) elektromagnetische Spule bestromt wird, dann ent- steht ein Magnetfeld mit einer Magnetkraft, die den Anker 30 in Figur 2 nach unten zieht. Durch die Magnetkraft auf den Anker 30 wird das Ankerteil 40 gegen die Vorspannkraft der Ventilfeder 59 nach unten bewegt, wodurch der Schließkörper 42 in den Ventilsitzdurchmesser 44 gedrückt wird. Dabei dient der Magnetkern 34 sowohl als Führung für den Anker 30 als auch zur Verstärkung der Magnetkraft.
In Figur 2 befindet sich der Schließkörper 42 in seiner Schließstellung. Sobald das Magnetfeld, das durch das Polrohr 28 und den Magnetkern 34 verstärkt wird, abgebaut ist, drückt die Ventilfeder 59 den Anker 30 wieder nach oben. Dabei stellt der Magnetkern 34 einen Öffnungshubanschlag für das Ankerteil 40 dar.
Der zugehörige Ankerhub kann mit Hilfe der Ankerhubeinstellscheibe 58 einge- stellt werden. Uber die Dicke der Ankerhubeinstellscheibe 58 kann ein gewünschter Ventilhub des Vorsteuerventils 25 eingestellt werden.
In Figur 3 sind der Anker 30 mit dem Ankerdorn 38 und das Ankerteil 40 mit dem Schließkörper 42 oberhalb des Ventilsitzdurchmessers 44 vereinfacht dargestellt. Durch einen Pfeil 61 ist in Figur 3 angedeutet, dass der Anker 30 an seinem oberen Ende zusätzlich zu der Vorspannkraft der Ankerfeder 32 mit einem Systemdruck beaufschlagt ist. Durch einen Pfeil 62 ist die Magnetkraft angedeutet, die beim Bestromen der Magneteinrichtung auf den Anker 30 aufgebracht wird. Durch Pfeile 63 und 64 ist die Vorspannkraft der Ventilfeder 59 angedeutet.
In Figur 4 ist ein zu Figur 3 gehöriges Kraft-Weg-Diagramm mit einer x-Achse 68 und einer y-Achse 69 dargestellt. Auf der x-Achse 68 ist der Weg zwischen einer offenen oder oberen Stellung 74 und einer unteren oder geschlossenen Stellung 75 des Ankers 30 beziehungsweise des Ankerteils 40 mit dem Schließkörper 42 in einer geeigneten Wegeinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 69 ist die zugehörige Kraft in einer geeigneten Krafteinheit aufgetragen. Eine Kennlinie 71 stellt die Magnetkraft auf den Anker dar. Eine Kennlinie 72 stellt die Ventilfederkraft dar. Eine Kennlinie 73 stellt die Kraft auf den Schließkörper 42 dar.
Damit das Vorsteuerventil 25 im Ausgangszustand offen ist, muss die Ventilfederkraft der Ventilfeder 59 größer als die Kraft sein, die durch den Systemdruck und die Vorspannkraft der Ankerfeder 32 in entgegengesetzter Richtung auf den Anker 30 wirkt. Die Magnetkraft, die den Anker 30 nach unten zieht, muss größer als die Ventilfederkraft sein, damit das Ventil im bestromten Zustand geschlossen werden kann.
Die Ankerfeder 32 sorgt dafür, dass der Anker 30 immer Kontakt zu dem Ankerteil 40 mit dem Schließkörper 42 hat. Bei einem senkrechten Verbau der Ventileinrichtung 21 kann die Ankerfeder 32 gegebenenfalls entfallen, weil dann die Gewichtskraft des Ankers 30 den Kontakt zum Ankerteil 40 mit dem Schließkörper 42 sicherstellt.
Figur 5 zeigt die Ventileinrichtung 81 mit dem Vorsteuerventil 85 und dem abgeschnitten dargestellten Hauptventil 82 im Längsschnitt. In dem Gehäuse 84 ist ein Ankerdorn 88 eines nicht näher bezeichneten Ankers in axialer Richtung hin und her bewegbar geführt. Das Gehäuse 84 ist genauso oder ähnlich aufgebaut wie bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Das in Figur 5 untere Ende des Ankerdorns 88 befindet sich in Anlage an einem Ankerteil 90. Das Ankerteil 90 ist in dem Gehäuse 84 in axialer Richtung hin und her bewegbar. Die axiale Richtung wird durch eine Längsachse 91 der Ventileinrichtung 81 definiert.
An dem in Figur 1 unteren Ende des Ankerteils 90 ist ein Schließkörper 92 in Gestalt einer Kugel angebracht. In Figur 5 ist der Schließkörper 92 von einem Ventilsitzdurchmesser 94 beabstandet. Der Ventilsitzdurchmesser 94 schafft eine Verbindung zu einem Druckverbindungskanal 98, der mit einem der beiden Druckanschlüsse der Ventileinrichtung 81 in Verbindung steht. Der Ventilsitzdurchmesser 94 und der Druckverbindungskanal 98 sind in einem Ventilstück 100 ausgespart, das in dem Gehäuse 84 befestigt ist.
Zwei Steuerraumverbindungskanäle 101 , 102 schaffen eine Verbindung zwischen einem Federaufnahmeraum 103 und einem Steuerraum 104. Der Steuerraum 104 steht mit dem anderen der beiden Druckanschlüsse der Ventileinrichtung 81 in Verbindung. Zur Befestigung des Ventilstücks 100 in dem Gehäuse 84 dient ein Bund 105. Der Bund 105 ist mit Hilfe eines Gehäusekörpers 106 unter Zwischenschaltung einer Einstellscheibe 108 in axialer Richtung gegen das Gehäuse 84 verspannt.
In dem Federaufnahmeraum 103 ist eine Ventilfeder 109 zwischen dem Ventilstück 100 und dem Ankerteil 80 vorgespannt. Die Ventilfeder 109 ist, ebenso wie die Ventilfeder 59 bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel, auf Druck vorgespannt. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist bei der in Figur 5 dargestellten Ventileinrichtung 81 noch eine Mitnehmerfeder 1 10 in dem Federaufnahmeraum 103 angeordnet. Die Mitnehmerfeder 1 10 ist auf Druck zwischen dem Ventilstück 100 und einer Mitnehmerscheibe 1 12 eingespannt. Die Mitnehmerscheibe 1 12 ist in der in Figur 5 dargestellten Zwischenstellung des Ankerteils 90 von einem Mitnehmeranschlag 1 14 beabstandet. Durch den Abstand in axialer Richtung zwischen der Mitnehmerscheibe 1 12 und dem Mitnehmeranschlag 1 14 wird ein Freiweg definiert. Beim Öffnen des Vorsteuerventils 85 drücken sowohl die Ventilfeder 109 als auch die Mitnehmerfeder 1 10 das Ankerteil 90 mit dem Schließkörper 92 nach oben, bis die Mitnehmerscheibe 1 12 an dem Mitnehmeranschlag 1 14 anschlägt, das heißt bis der Freiweg, der durch den axialen Abstand zwischen der
Mitnehmerscheibe 1 12 und dem Mitnehmeranschlag 1 14 definiert wird, überwunden ist. Danach wirkt nur noch die Ventilfeder 109 auf das Ankerteil 90 mit dem Schließkörper 92. Nach dem Überwinden des Freiwegs drückt die Ventilfeder 109 das Ankerteil 90 mit dem Schließkörper 92 bis an einen Hubanschlag 1 16, der an dem Gehäuse 84 ausgebildet ist. Durch den axialen Abstand zwischen dem Ankerteil 90 und dem Hubanschlag 1 16 wird der komplette Ankerhub definiert.
Der Schließvorgang des Vorsteuerventils 85 wird durch Bestromen einer (nicht dargestellten) elektromagnetischen Spule bewirkt. Das führt zu einer Magnetkraft, die den Anker mit dem Ankerdorn 88 und das Ankerteil 90 mit dem
Schließkörper 92 nach unten bewegt. Dabei muss zunächst nur die Vorspannkraft der Ventilfeder 109 überwunden werden. Zu diesem Zeitpunkt ist aufgrund des maximalen Luftspalts die Magnetkraft am geringsten. Sobald das Ankerteil 90 in Kontakt mit der Mitnehmerscheibe 1 12 kommt, muss der Anker mit dem Ankerteil 90 und dem Schließkörper 92 zusätzlich noch gegen die Vorspannkraft der Mitnehmerfeder 1 10 arbeiten. Die größte Kraft wird im geschlossenen Zustand des Vorsteuerventils 85 benötigt, wo auch die maximale Magnetkraft vorhanden ist. In der (nicht dargestellten) Schließstellung schließt der Schließkörper 92 den Ventilsitzdurchmesser 94.
In Figur 6 ist ein Kraft-Weg-Diagramm mit einer x-Achse 121 und einer y-Achse 122 dargestellt. Auf der x-Achse 121 ist der Weg zwischen einer unteren oder geschlossenen Stellung 128 und einer oberen oder geöffneten Stellung 129 des Ankerteils 90 mit dem Schließkörper 92 in einer geeigneten Wegeinheit aufgetragen. Auf der y-Achse 122 ist die Kraft in einer geeigneten Krafteinheit aufgetragen. Eine Kennlinie 124 stellt die Magnetkraft dar, die auf den Anker wirkt. Eine Kennlinie 125 stellt die Federkraft der Mitnehmerfeder 1 10 dar. Eine Kennlinie 126 stellt die maximale Kraft mit dem Schließkörper 92 dar.

Claims

Ansprüche
1 . Ventileinrichtung mit einem Hauptventil (2;22;82) und einem Vorsteuerventil (3;25;85), das einen Schließkörper (42;92) umfasst, der durch eine Magneteinrichtung mit einem Anker (30) betätigbar ist, um einen ersten Druckan- schluss (1 1 ) der Ventileinrichtung (1 ;21 ;81 ) mit einem zweiten Druckan- schluss (12) der Ventileinrichtung (1 ;21 ;81 ) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ankerteil (40;90) durch eine Ventilfeder (59;109) in eine Öffnungsstellung gegen den Anker (40;90) vorgespannt ist, durch den das Ankerteil (40;90) in eine Schließstellung bewegbar ist.
2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil (40; 90) mit dem Schließkörper (42; 92) kombiniert ist, der einen Ventilsitzdurchmesser (44; 94) verschließt, wenn sich das Ankerteil (40; 90) in seiner Schließstellung befindet.
3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitzdurchmesser (44; 94) an einem Ventilstück (50; 100) vorgesehen ist, das einen Druckverbindungskanal (48; 98) aufweist.
4. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ventilstück (50; 100) mindestens einen Steuerraumverbindungskanal (51 , 52; 101 ,102) aufweist, der einen Steuerraum (54; 104) mit einem Federaufnahmeraum (52; 103) verbindet.
5. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (30) in einem Magnetkern (34) geführt ist.
6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (34) einen Öffnungsanschlag für das Ankerteil (40) darstellt.
7. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (30) in einem Polrohr (28) angeordnet ist.
8. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankerteil (90) zusätzlich durch eine Mitnehmerfeder (1 10) vorgespannt ist.
9. Ventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerfeder (1 10) gegen eine Mitnehmerscheibe (1 12) vorgespannt ist, die gegen einen Mitnehmeranschlag (1 14) bewegbar ist, der einen Freiweg begrenzt und von einem Hubanschlag (1 16) für das Ankerteil (90) beabstandet ist.
10. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (1 ;21 ;81 ) als Hauptstromventil für einen Hydraulikhybridantriebsstrang ausgeführt ist.
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