DE10024700A1 - Vorrichtung zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung (10) zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis, die aus einem elektrisch ansteuerbaren Druckregelventil (12), einer Aufnahmeeinrichtung (14), in die das Druckregelventil (12) eingebaut ist und das Mitteln (54, 64) zur Dämpfung von Druckschwingungen besteht. Um Bauraum einzusparen, die Herstellung der Aufnahmeeinrichtung (14) zur vereinfachen und zusätzliche Befestigungselemente einzusparen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Mittel (54, 64) zur Dämpfung der Druckschwingungen als integrale Bestandteile des Druckregelventils (12) auszuführen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis entsprechend der Gattung des Anspruchs 1. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere in Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um beispielsweise über die Steuerung des Druckniveaus Gangwechsel auszulösen.

Bekannte Vorrichtungen umfassen dazu ein elektrisch ansteuerbares Druckregelventil, wie es beispielsweise aus der DE 197 33 660 A1 bereits vorbekannt ist. Dieses Druckregelventil besteht aus einem konventionell aufgebauten Magnetteil mit Spule, Spulenkern, Flussleitelement und Anker und einem mit dem Magnetteil in Wirkverbindung stehenden Hydraulikteil. In letzterem steuert ein vom Anker beaufschlagbares Schließglied Druckmittelverbindungen zwischen Zulaufkanälen, Arbeitskanälen und Rücklaufkanälen.

Dieses bekannte Druckregelventil lässt sich mit seinem Hydraulikteil in eine Aufnahmeeinrichtung, einem sogenannten Hydraulikblock, einbauen, in dem Druckmittel führende und den entsprechenden Kanälen des Druckregelventils zugeordnete Ausnehmungen vorgesehen sind. Um Druckschwingungen, wie sie beim Betrieb des Druckregelventils in der dem Arbeitskanal zugeordneten Ausnehmung entstehen können zu dämpfen, sind entsprechende Mittel vorgesehen. Letztere sind als separate Bauteile in der Aufnahmeeinrichtung verankert.

Die beschriebene getrennte Anordnung der Dämpfungsmittel ist nachteilig, da sie eine große Anzahl von Befestigungselementen erforderlich macht, verhältnismäßig viel Bauraum beansprucht, Bearbeitungsmehraufwand verursacht und aufwendig zu montieren ist.

Vorteile der Erfindung

Demgegenüber weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil auf, dass die Mittel zur Dämpfung von Druckschwingungen integraler Bestandteil des Druckregelventils sind. Dies spart Bauraum ein, vereinfacht die Herstellung der Aufnahmeeinrichtung und macht separate Befestigungselemente überflüssig, ohne dabei die Montage des Druckregelventils selbst zu erschweren. Die Druckschwingungen werden durch die Erfindung unmittelbar am Ort ihres Entstehens gedämpft, was die Dämpfungswirkung wesentlich verbessert. Aufgrund der Dämpfung läßt sich die Druck/Strom-Kennlinie eines Druckregelventils unter nahezu allen Betriebsbedingungen in engen Toleranzen halten. Zudem wirkt sich die Vermeidung von Druckpulsationen positiv auf das Verschleißverhalten des Druckregelventils aus, so daß sich dessen Lebensdauer verlängert.

Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Besonders einfach lassen sich die Mittel an eines der Dichtelemente des Druckregelventils anformen, so dass die Anzahl der insgesamt zu verbauenden Bauelemente unverändert bleibt. Die Mittel schließen mit dem Gehäuse des Druckregelventils eine Dämpfungskammer veränderlichen Volumens ein. Deren Dämpfungsverhalten lässt sich durch Belüftungen zu der, dem Rücklaufkanal des Druckregelventils zugeordneten Ausnehmung der Aufnahmeeinrichtung dem Anwendungsfall entsprechend variieren. Vorteilhafter Weise kann diese Belüftung auch als Drosselstelle ausgeführt sein.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 zeigen in ausschnittsweisen Darstellungen zwei verschiedene Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in den Fig. 1 und 2 mit der Positionsnummer 10 bezeichneten Vorrichtungen zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis umfassen jeweils ein elektronisch ansteuerbares Druckregelventil 12 und eine Aufnahmeeinrichtung 14, in die dieses Druckregelventil 12 mit seinem Hydraulikteil 18 eingebaut ist. Neben seinem Hydraulikteil 18 weist das Druckregelventil 12 ein Magnetteil 16 auf. Von diesem ist in Fig. 1 und Fig. 2 eine elektrisch ansteuerbare, hohlzylindrische Spule 20, ein beweglich geführter Anker 22 und ein die Spule 20 umfangsseitig umgebendes Flussleitelement 24 ausschnittsweise erkennbar.

Der Anker 22 verfügt über einen in das Innere der Spule 20 hineinragenden Abschnitt 22a, einen sich daran anschließenden, die Stirnfläche der Spule 20 überspannenden Bund 22b und in axialer Verlängerung zu diesem Bund 22b einen Hals 22c. Im Zentrum des Ankers 22 verläuft eine Durchgangsbohrung 26, in die im Bereich des Halses 22c ein Stößel 28 eingepresst ist. Dieser Stößel 28 durchdringt eine im Hydraulikteil 18 vorgesehene, ösenartige Führung 30 und betätigt mit seinem, im Außendurchmesser verjüngten Ende, ein Schließglied 32. Das Schließglied 32 ist in Gestalt einer Kugel ausgeführt und liegt in Folge von hydraulisch bedingten Strömungs- und Druckkräften am Stößel 28 an. Das Schließglied 32 dient der Steuerung eines im Hydraulikteil 18 ausgebildeten ersten Ventilsitzes 34, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Stößels 28 ist. Dadurch besteht zwischen Stößel 28 und Ventilsitz 34 ein Ringspalt, durch den bei geöffnetem Ventilsitz 34 Druckmittel strömen kann.

Ein zweiter Ventilsitz 36 des Hydraulikteils 18 ist an einer Lochblende 38 ausgebildet, die dem Magnetteil 16 zugewandt in das Hydraulikteil 18 eingespritzt ist. Diese Lochblende 38 ist vom stirnseitigen Ende des Halses 22c gesteuert und liegt fluchtend zum ersten Ventilsitz 34. In der dargestellten, nicht bestromten Grundstellung des Ankers 22 ist der erste Ventilsitz 34 geöffnet und der zweite Ventilsitz 36 geschlossen. Dazu wird der Anker 22 von einer nicht erkennbaren Rückstelleinrichtung, beispielsweise in Form einer Feder in die dargestellte Grundstellung verbracht. Die Spule 20 ist nicht bestromt.

Das Hydraulikteil 18 ist fest mit dem Magnetteil 16 des Druckregelventils 12 verbunden. Dieses Magnetteil 16 ist spritzgusstechnisch, vorzugsweise aus Kunststoff, hergestellt und verfügt über ein eingespritztes Halteelement Letzteres ist hülsenförmig ausgebildet und in seinem Durchmesser mehrfach abgesetzt. Ein nicht umspritzter Teil des Halteelements 40 ragt über das Hydraulikteil 18 hinaus und umschließt das Flussleitelement 24 des Magnetteils 16 fest. Am im Inneren des Hydraulikteils 18 liegenden kleinsten Durchmesser des Halteelements 40 ist eine zweite Führung 42 für den Anker 22 festgelegt. Diese Führung 42 bildet gleichzeitig einen Endanschlag, zur Begrenzung der Hubbewegung des Ankers 22.

Am Hydraulikteil 18 ist zur Druckmittelführung eine in Richtung seiner Längsachse verlaufende, durchgehende Längsausnehmung 44 vorgesehen, in die zwei übereinander verlaufende Querkanäle 46, 48 rechtwinklig einmünden. Der dem Magnetteil 16 zugewandte erste Querkanal 46 ist sacklochartig ausgeführt und bildet den Rücklaufkanal R des Druckregelventils 12, während der vom Magnetteil 16 abgewandte Querkanal 48 das Hydraulikteil 18 durchdringt und als Arbeitskanal A wirkt. Das stirnseitige Ende der Längsausnehmung 44 bildet einen mit P bezeichneten Zulaufkanal 50 für das Hydraulikteil 18. Letzterer mündet bei geöffneten Ventilsitz 34 in den Arbeitskanal A ein, während die Druckmittelverbindung zwischen dem Arbeitskanal A und dem Rücklaufkanal R unterbrochen ist. Bei elektrisch angesteuerter Spule 20 sind diese Verhältnisse entsprechend umgekehrt, d. h. es besteht eine Druckmittelverbindung zwischen dem Rücklaufkanal R und dem Arbeitskanal A, während der Zulaufkanal P abgesperrt ist.

Den Kanälen 46, 48, 50 des Druckregelventils 12 sind Ausnehmungen 46', 48', 50' der Aufnahmeeinrichtung 14 zugeordnet. Zur gegenseitigen Abdichtung dieser Ausnehmungen 46', 48', 50' sind Dichtelemente 52 und 54 am Umfang des Hydraulikteils 18 vorgesehen. Beim ersten, den Zulaufkanal P vom Arbeitskanal A trennenden Dichtelement 52, handelt es sich um einen konventionellen O-Ring, der auf einem Filterkäfig 56 gehalten ist. Das aus druckmittelbeständigem Kunststoff hergestellte, ringförmige Filterkäfig 46 ist auf den Endabschnitt des Hydraulikteils 18 aufgeschoben und weist ein den Öffnungsquerschnitt des Arbeitskanals A überdeckendes Filtergewebe auf. Damit werden Verunreinigungen aus dem vom Arbeitskanal A zu einem nicht dargestellten hydraulischen Verbraucher strömenden Druckmittel herausgefiltert.

Das zweite, der Trennung des Arbeitskanals A vom Rücklaufkanal R dienende Dichtelement 54 besteht erfindungsgemäß aus einem O-Ring-Querschnitt 58 mit Abdichtfunktion und einer einstückig angeformten Membran 60 mit verdicktem Ende 62. Das Dichtelement 54 ist ebenfalls aus druckmittelbeständigem, elastische Material mit guten Dichtheitseigenschaften gefertigt, so dass die Membran 60 mit ihrem verdickten Ende 62 zwischen das Filterkäfig 56 und eine gehäuseseitige Schulter des Hydraulikteils 18 einspannbar ist. Zwischen der Membran 60 und dem Gehäuse des Hydraulikteils 18 entsteht dadurch eine zur Umgebung hin abgeschlossene, ringförmige Druckkammer 64. Der Innenraum dieser Druckkammer 64 ist mit Luft gefüllt.

Im dargestellten, eingebauten Zustand des Druckregelventils 12 befindet sich die Membran 60 in der dem Arbeitskanal A zugeordneten Ausnehmung 48' der Aufnahmeeinrichtung 14. Aufgrund ihrer Verformbarkeit und damit der Veränderbarkeit des Volumens der von ihr eingeschlossenen Druckkammer 64 ist letztere in der Lage Druckpulsationen, wie sie im Arbeitskanal 48 und der angeschlossenen Ausnehmung 48' auftreten können, zu dämpfen. Mittels des erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtelements 54 wird somit eine hydraulische Kapazität im Arbeitskanal A geschaffen, ohne den dazu erforderlichen Bauraumbedarf, die Anzahl der Einzelteile oder den erforderlichen Montageaufwand nennenswert zu verändern. Gegebenenfalls könnte eine Erhöhung der Steifigkeit der Membran 60 durch ein im Innenraum der Druckkammer 64 anordenbares Federelement (nicht dargestellt) realisiert werden. Durch Variation der verwendeten Federelemente ließe sich eine an den Anwendungsfall angepaßte Dämpfungscharakteristik einstellen.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die in ihren Volumen veränderbare Druckkammer 60 über eine Belüftung 66 mit der, dem Rücklaufkanal R des Druckregelventils 12 zugeordneten Ausnehmung 46' der Aufnahmeeinrichtung 14 verbunden ist. Als weitere Einflußgröße auf die Dämpfungscharakteristik kann die Belüftung 66 als Dämpfungsdrossel ausgebildet sein. Denkbar wäre es auch, mehrere solcher Belüftungen 66 vorzusehen oder die Druckkammer 64 in mehrere Teilkammern aufzuteilen.

Selbstverständlich sind weitergehende Änderungen oder Ergänzungen an den Ausführungsbeispielen möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Vorzugsweise ist als Druckregelventil 12 ein 3/2-Wege-Proportionalventil zu verwenden, dessen Anker 22 vom Magnetteil 16 in beliebige Zwischenstellungen verbringbar ist. Dadurch sind auch Schaltstellungen darstellbar, bei denen beide Ventilsitze 34 und 36 gleichzeitig geöffnet sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung (10) zur Regelung des Drucks in einem Hydraulikkreis, mit einem elektrisch ansteuerbaren Druckregelventil (12), das aus einem Magnetteil (16) mit einer elektrisch ansteuerbaren Spule (20), einem beweglich geführten Anker (22) und einem mit dem Magnetteil (16) gekoppelten Hydraulikteil (18), in dem ein vom Anker (22) beaufschlagbares Schließglied (32) Druckmittelverbindungen zwischen wenigstens einem Arbeitskanal (48) und einem Rücklaufkanal (46) steuert, besteht und mit Mitteln (54, 64) zur Dämpfung von Druckschwingungen im Arbeitskanal (48), wobei die Mittel (54, 64) integraler Bestandteil des Druckregelventils (12) sind und in Wechselwirkung mit dessen Gehäuse wenigstens eine umfangseitig angeordnete Druckkammer (64) veränderlichen Volumens begrenzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wandung der Druckkammer (64) von einer elastisch verformbaren Membran (60) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (60) an ein Dichtelement (54) des Druckregelventils (12) einteilig angeformt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Dichtelement (54) entfernt liegende Ende der Membran (60) mit axialem Abstand zu diesem Dichtelement (54) am Umfang des Druckregelventils (12) festlegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Membran (60) ausbildende Dichtelement (54) den Rücklaufkanal (46) und den Arbeitskanal (48) gegeneinander abdichtet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (64) gegenüber der Umgebung hermetisch abgeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (64) mittels einer Belüftung (66) mit dem Rücklaufkanal (46) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung (66) mit einer Dämpfungsdrossel versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (12) als hydraulisches 3/2-Wege-Proportionalventil ausgebildet ist, das zusätzlich zum Arbeitskanal (48) und zum Rücklaufkanal (46) einen Zulaufkanal (50) aufweist.

10. Steuereinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.