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Stand der Technik
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Die Erfindung geht von einem Druckregelventil, insbesondere von einem Druckregelventil für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art aus.
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Ein derartiges Druckregelventil ist aus der Praxis allgemein bekannt, insbesondere zum Einsatz bei einer hydraulischen Steuerplatte eines Automatgetriebes eines Kraftfahrzeuges, wobei mittels des Druckregelventils ein auf ein Stellglied wirkender Fluiddruck einstellbar ist. Beispielsweise kann über die Einstellung des Fluiddrucks ein Schieber zur Durchführung eines Schaltvorgangs betätigt werden.
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Ein bekanntes Druckregelventil der einleitend genannten Art umfaßt eine elektromagnetische Aktuatoreinheit, welche über eine Steuereinheit ansteuerbar ist und einen Magnetkern bzw. Polkern sowie eine Magnetspule umfaßt, die zur axialen Verschiebung eines Ventilankers dient. Der Ventilanker steht in Wirkverbindung mit einem Ventilschieber, der ein Ventilschließglied betätigt, welches mit einem als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Mittels des Ventilschließglieds ist ein Fluidstrom zwischen einem Zulaufanschluß und einem Rücklaufanschluß einer Ventileinheit bzw. eines Hydraulikflansches steuerbar, so daß ein Fluiddruck in einer Regelkammer des Hydraulikflansches einstellbar ist, der mit einem zu einem hydraulischen Verbraucher führenden Arbeitsanschluß des Hydraulikflansches in Verbindung steht. Die Ventileinheit ist flanschartig ausgebildet und an den Magnetkern der Aktuatoreinheit angespritzt. Stromab des Zulaufanschlusses bzw. im Bereich des Zulaufanschlusses ist funktionsbedingt eine sogenannte Zulaufblende angeordnet.
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Aus der
DE 100 34 959 A1 ist ein Proportional-Druckregelventil bekannt, mit einer Aktuatoreinheit, die zur Betätigung eines Ventilschiebers dient, der auf ein Ventilschließglied wirkt, das mit einem als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz an einer Ventileinheit zusammenwirkt, die einen Zulaufanschluß, einen Arbeitsanschluß und einen Rücklaufanschluß aufweist und in der stromab des Zulaufanschlusses eine Zulaufblende angeordnet ist, wobei mittels des Ventilschließglieds ein Fluidstrom zwischen dem Zulaufanschluß und dem Rücklaufanschluß und hiermit ein Fluiddruck in einer mit dem Arbeitsanschluß verbundenen Steuerkammer einstellbar ist, wobei der Fluidstrom innerhalb der Ventileinheit mindestens eine weitere Blende durchströmt, wobei die weitere Blende in der
DE 100 34 959 A1 dazu dient, den Zustrom von Hydraulikfluid in eine mit dem Arbeitsanschluss verbundene Steuerkammer zu begrenzen.
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Bei einem solchen System, das besonders zu Schwingungen neigt, kann ein solches Druckregelventil derartige Schwingungen bzw. Störgrößen nur zum Teil tilgen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckregelventil der einleitend genannten Art zu schaffen, das im Vergleich zu bekannten Druckregelventilen auch heftige Schwingungen schneller zum Abklingen bringt.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Druckregelventil, insbesondere für ein Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, bei welchem Druckregelventil der Fluidstrom innerhalb der Ventileinheit mindestens eine weitere Blende durchströmt, wobei die mindestens eine weitere Blende als Ventilraumblende zwischen der Steuerkammer und dem Ventilsitz angeordnet ist und die Steuerkammer über die Ventilraumblende mit einem von dem Ventilschließglied begrenzten Ventilraum auf der Rücklaufseite der Steuerkammer verbunden ist, wobei die Zulaufblende zu der Steuerkammer führt und die Steuerkammer einerseits über die Ventilraumblende mit dem von dem Ventilschließglied begrenzten Ventilraum und andererseits über einen direkt aus der Steuerkammer abzweigenden Arbeitskanal mit dem Arbeitsanschluss verbunden ist, hat den Vorteil, daß es gegenüber Schwingungen eine geringe Empfindlichkeit aufweist, so daß insbesondere Druckschwingungen, denen das durchströmende Fluid ausgesetzt ist, schnell abklingen können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Druckregelventils nach der Erfindung ist mindestens eine der weiteren Blenden als sogenannte Arbeitsanschlußblende im Bereich der Verbindung der Regelkammer mit dem Arbeitsanschluß angeordnet. Diese Blende liegt bevorzugt in einem sogenannten Arbeitskanal des Ventils.
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Die Zulaufblende ist zwischen dem Zulaufanschluß und der Regelkammer angeordnet. Sie kann entweder direkt im Bereich des Zulaufanschlusses oder auch bei einem Druckregelventil mit sogenannter CE(Closed End)-Funktion von einem mit dem Ventilschieber verbundenem Kolben durchgriffen sein, an dessen Ende eine Ventilkugel ausgebildet ist, die in einer Endstellung des Ventilschiebers die Zulaufblende verschließt, so daß ein Fluiddurchfluß durch die Ventileinheit im wesentlichen gestoppt ist. In letzterem Fall kann mindestens eine der weiteren Blenden als sogenannte Vorschaltblende ausgebildet sein, die stromauf der Zulaufblende angeordnet ist.
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Die Ventileinheit ist in der Regel aus einem Kunststoffspritzteil gebildet. Die weiteren Blenden können entweder direkt an diesem Kunststoffspritzteil oder an einem gegebenenfalls metallischen Einlegeteil oder auch an einem gegebenenfalls metallischen Einpreßteil des Kunststoffspritzteils ausgebildet sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Figurenliste
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Vier Ausführungsbeispiele des Druckregelventils nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung;
- 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgestalteten Druckregelventils;
- 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines Druckregelventils nach der Erfindung;
- 4 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckregelventils;
- 5 ein Diagramm, welches das Schwingungsverhalten eines Fluids bei einem Druckregelventil mit und ohne Ventilraumblende wiedergibt; und
- 6 ein Diagramm, welches das Schwingungsverhalten eines Fluids bei einem Druckregelventil mit und ohne Arbeitsanschlußblende wiedergibt.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist ein Druckregelventil 10 dargestellt, das bei einem Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges an einem hydraulischen Verteiler bzw. einer Stellplatte zur hydraulischen Betätigung eines Schaltelementes wie einer Kupplung oder Bremse einsetzbar ist. Das Druckregelventil 10 umfaßt eine Aktuatoreinheit 11, die zur Steuerung einer Ventileinheit 12 dient, die zur Regelung eines Hydraulikstroms ausgelegt ist.
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Die Aktuatoreinheit 11 umfaßt ein Gehäuse 13, in dem eine Magnetspule 14 angeordnet ist und das mit einem Magnetkern bzw. Polkern 15a, 15b verbunden ist. Die Magnetspule 14 dient zur Betätigung eines Magnetankers 16, der sich über eine Spiralfeder 17 an dem Gehäuse 13 abstützt und der auf einen den Polkern 15a durchgreifenden Ventilschieber 18 wirkt.
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Die Ventileinheit 12 ist vorliegend flanschartig an den Polkern 15a angespritzt und weist einen rechtwinklig zur Zeichenebene ausgerichteten Zulaufanschluß 19, einen Rücklaufanschluß 20 und einen Arbeits- bzw. Verbraucheranschluß 21 auf.
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Die Ventileinheit 12 umfaßt ein topfartiges Gehäuse 22, an dessen Außenseite zwei Dichtringe 23 und 24 angeordnet sind und das einen Vorspritzling 25 umschließt, in welchem die Fluidsteuerung zwischen dem Zulaufanschluß 19 einerseits und dem Rücklaufanschluß 20 bzw. dem Arbeitsanschluß 21 andererseits erfolgt.
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Der Vorspritzling 25 ist aus einem Kunststoffspritzteil 26 gebildet, in dem ein Einlegeteil 27 aus Metall eingebettet ist, das eine ringförmige Ausbildung hat und einen als Flachsitz ausgebildeten Ventilsitz für ein Ventilschließglied 28 bildet, das auf dem Ventilschieber 18 sitzt.
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Dem Zulaufanschluß 19 ist ein Filter 29 zur Absonderung von Schmutzpartikeln aus der zugeführten Hydraulikflüssigkeit nachgeschaltet.
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Stromab des Filters 29 liegt eine sogenannte Vorschaltblende 30, die zu einem Kugelraum 31 führt, in welchem eine Kugel 32 mittels axialer Rippen 33 des Kunststoffspritzteils in axialer Richtung des Ventilschiebers 18 verschieblich geführt ist. Die Kugel 32 ist mittels eines eine Zulaufblende 34 durchgreifenden Endes des Ventilschiebers 18 oder eines hiermit verbundenen Elementes betätigbar. Die Zulaufblende 34 führt zu einer Steuerkammer 35, die einerseits über eine sogenannte Ventilraumblende 36 mit einem von dem Ventilschließglied 28 begrenzten Ventilraum 37 und andererseits über einen sogenannten Arbeitskanal bzw. A-Kanal 38 mit dem Arbeitsanschluß 21 verbunden ist.
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In dem Arbeitskanal 38 ist des weiteren eine buchsenförmige Blende 39 eingepreßt, die eine sogenannte Arbeitsanschlußblende darstellt.
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Die Vorschaltblende 30, die Ventilraumblende 36 und die Arbeitsanschlußblende 39 dienen zur Optimierung des Abbaus von Druckschwingungen in dem das Druckregelventil 10 durchströmenden Fluid, welche durch eine mittels des Druckregelventils 10 erfolgende Druckanpassung entstehen, so daß auch ein mit dem Druckregelventil 10 verbundener Verbraucher geringeren Druckschwingungen ausgesetzt ist.
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In 2 ist eine alternative Ausführungsform eines Druckregelventils 50 nach der Erfindung dargestellt. Das Druckregelventil 50 entspricht weitgehend dem Druckregelventil nach 1, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, daß das Kunststoffspritzteil 26 der Ventileinheit 12 ein im wesentlichen topfartiges Einlegeteil 51 aufweist, an welchem einerseits der Ventilsitz für das Ventilschließglied 28 ausgebildet ist und andererseits axial zu dem Ventilschieber 18 ausgerichtete Ventilraumblenden 52 ausgebildet sind, die die Steuerkammer 35 mit dem Ventilraum 37 verbinden. Ferner wurde bei dem Druckregelventil 50 auf eine Vorschaltblende und eine Arbeitsanschlußblende verzichtet.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Druckregelventils 60 dargestellt. Das Druckregelventil 60 entspricht weitgehend dem Druckregelventil nach 2, unterscheidet sich von diesem aber dadurch, daß es in dem Spritzteil 26 der Ventileinheit 12 ein Einlegeteil 61 umfaßt, das eine gegenüber dem Ventilschieber 18 radial angeordnete Ventilraumblende 62 aufweist, welche die Steuerkammer 35 und den Ventilraum 37 miteinander verbindet.
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In 4 ist ein Druckregelventil 70 dargestellt, das ebenfalls bei einem Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges zur hydraulischen Betätigung eines Schaltelementes einsetzbar ist. Das Druckregelventil 70 umfaßt entsprechend der Ausführungsform nach 1 eine Aktuatoreinheit 11 und eine flanschartig ausgebildete Ventileinheit 12.
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Die Aktuatoreinheit 11 umfaßt eine Magnetspule 14, die in einem Gehäuse 13 angeordnet ist und zur Betätigung eines Magnetankers 16 dient, der über einen Ventilschieber 18 einerseits durch eine Lagerhülse 17 und andererseits durch eine Membranfeder 17a gelagert ist.
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Der Ventilschieber 18 wirkt auf ein Ventilschließglied 72, das in seinem Schließbereich 73 kegelstumpfförmig ausgebildet ist und mit einem an einem vorliegend topfförmigen Einlegeteil 74 ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt.
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Das topfförmige Einlegeteil 74 ist Bestandteil der Ventileinheit 12, die ein Kunststoffspritzteil darstellt und einen Zulaufanschluß 75, einen Rücklaufanschluß 76 und einen Arbeitsanschluß 77 aufweist. Der Zulaufanschluß 75 führt über eine Zulaufblende 78 zu einer Arbeitskammer 35, welche einerseits über eine Ventilraumblende 79, die am Boden des topfartigen Einlegeteils 74 ausgebildet ist, mit einem Ventilraum 37 verbunden ist und andererseits über eine Arbeitsanschlußblende 80 mit dem an einer axialen Stirnseite des Druckregelventils 70 angeordneten Arbeitsanschluß 77 verbunden ist. Über das mittels des Ventilschließglieds 72 einstellbare Druckniveau in der Ventilkammer 37 ist das Druckniveau an dem Arbeitsanschluß 77 einstellbar.
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Bei einer hier nicht dargestellten, alternativen Ausführungsform kann die Ventilraumblende 79 im Einlegeteile radial ausgerichtet bzw. angeordnet sein. Das Einlegeteil ähnelt dann dem Einlegeteil 27 des Druckregelventils nach 3.
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In den 5 und 6 sind stark schematisierte Simulationen dargestellt, die das Schwingungsverhalten eines das Druckregelventil nach der Erfindung durchströmenden Fluids dem Schwingungsverhalten eines ein herkömmliches Druckregelventil durchströmenden Fluids gegenübergestellt. Das jeweilige Druckregelventil ist Bestandteil eines Kupplungskreises eines Automatikgetriebes, welcher zudem eine Kupplung und einen sogenannten Nachfolgeschieber umfaßt.
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In 5 und 6 ist mit den Kurven X_1 und Y_1 bzw. X_3 und Y_3 der Verlauf eines Kupplungsdrucks p über der Zeit t dargestellt, der nach einer mittels eines Druckregelventils erfolgenden Momentanpassung bei der Kupplung des Automatgetriebes einer abklingenden Schwingung unterliegt. Die Kurve X_1 zeigt den zeitlichen Druckverlauf bei Einsatz des Druckregelventils nach der Erfindung mit einer Ventilraumblende, d. h. einer Blende zwischen der Zulaufblende und dem Ventilsitz, während die Kurve Y 1 den zeitlichen Druckverlauf bei Einsatz eines herkömmlichen Druckregelventils zeigt. Die Kurve X_3 zeigt den zeitlichen Druckverlauf bei Einsatz eines erfindungsgemäßen Druckregelventils mit einer Arbeitsanschlußblende, d. h. einer Blende im Arbeitskanal, und die Kurve Y_3 den zeitlichen Druckverlauf bei Einsatz eines herkömmlichen Druckregelventils.
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Wie aus den 5 und 6 ersichtlich ist, bauen sich bei Einsatz eines Druckregelventils nach der Erfindung die Druckschwingungen schneller ab.
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Mit den Kurven X 2 bzw. X 4 ist in den 5 und 6 jeweils der zeitliche Verlauf des Ventildrucks bei Einsatz eines erfindungsgemäß ausgestalteten Druckregelventils wiedergegeben. Die Kurve Y_2 bzw. Y_4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Kupplungsdrucks bei Einsatz eines herkömmlichen Druckregelventils.
