WO2004036329A2 - Pressure control valve - Google Patents

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WO2004036329A2 PCT/EP2003/011278 EP0311278W WO2004036329A2 WO 2004036329 A2 WO2004036329 A2 WO 2004036329A2 EP 0311278 W EP0311278 W EP 0311278W WO 2004036329 A2 WO2004036329 A2 WO 2004036329A2
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Abstract

Disclosed is an electrically controlled pressure control valve comprising a valve housing that is provided with intake ports and discharge ports, a control element, and a magnet which is provided with a magnet core, an anchor rod, and a magnet coil. The anchor rod (5) encompasses a centrally located longitudinal borehole (7) into which a pin (8) having play engages. One end of said pin (8) is supported by the sealing part (10).

Description

Druckregelventil Pressure control valve
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch gesteuertes Druckregelventil, insbesondere für die Automatgetriebe von Kraftfahrzeugen, mit einem Ventilgehäuse mit Zu- und AblaufÖffnungen, mit einem Steuerelement und mit einem Magneten, der einen Magnetkern, eine Ankerstange und eine Magnetspule aufweist.The present invention relates to an electrically controlled pressure control valve, in particular for the automatic transmission of motor vehicles, with a valve housing with inlet and outlet openings, with a control element and with a magnet which has a magnet core, an armature rod and a magnet coil.
Derartige Ventile sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt; sie werden beispielsweise als Vorsteuerventile zum Ansteuern von Kupplungen in automatischen Kraftfahrzeuggetrieben verwendet . In derartigen Getrieben beträgt der hydraulische Hauptdruck ca. 10 bar oder mehr. DieserValves of this type are widely known from the prior art; for example, they are used as pilot valves for actuating clutches in automatic motor vehicle transmissions. In such transmissions, the main hydraulic pressure is approximately 10 bar or more. This
Hauptdruck wird üblicherweise durch ein Druckreduzierventil auf einen Vorsteuerdruck von ca. 5 bar reduziert, mit welchem das Druckregelventil, das z.B. als Proportionalventil ausgebildet ist, beaufschlagt wird. Um nach dem Einkuppeln einer Kupplung diese auch geschlossen zu halten, wird gewöhnlich ein Sicherheitsüberdruck, welcher in etwa dem Systemdruck entspricht, an den KupplungsZylinder gelegt und durch zusätzliche Halteventile aufrecht erhalten. Damit werden drei Ventile, nämlich ein Proportionaldruckregelven- til, ein Druckreduzierventil und ein Druckhalteventil für den Betrieb einer Kupplung in einem Automatgetriebe benötigt .Main pressure is usually reduced by a pressure reducing valve to a pilot pressure of approx. 5 bar, with which the pressure control valve, e.g. is designed as a proportional valve, is acted upon. In order to keep a clutch closed after engaging a clutch, a safety overpressure, which corresponds approximately to the system pressure, is usually applied to the clutch cylinder and maintained by additional holding valves. This means that three valves, namely a proportional pressure control valve, a pressure reducing valve and a pressure maintaining valve are required to operate a clutch in an automatic transmission.
Es sind auch bereits Druckregelventile vorgeschlagen worden, welche alle oben genannten Funktionen erfüllen und dabei einen einfachen Aufbau aufweisen. Ein Proportionaldruckregelventil, das als Vorsteuerventil dient, und mit einer Druckreduzier- und einer Druckhaltefunktion versehen ist, ist in der DE A 199 04 901 beschrieben. Bei diesem bekannten Druckregelventil ist ein Proportionalmagnet vorgesehen, der in seinem Arbeitsbereich eine nahezu konstante Magnetkraft aufweist. Das Druckregelventil weist ein Ven- tilgehäuse auf, ein Steuerelement zum Öffnen und Schließen von Ventilsitz und/oder Drosselspalt und eine Ankerstange zur Verbindung des Steuerelements mit einem proportionalen Magneten, der einen Magnetkern, einen Magnetanker und eine Magnetspule aufweist, wobei der Magnetanker in Richtung der Ankerachse zwischen zwei Endpositionen hin- und herbewegbar ist.Pressure control valves have also been proposed which fulfill all of the above-mentioned functions and which are simple in construction. A proportional pressure control valve, which serves as a pilot valve and is equipped with a pressure reducing and a pressure maintenance function is described in DE A 199 04 901. In this known pressure control valve, a proportional magnet is provided which has an almost constant magnetic force in its working area. The pressure control valve has a valve housing, a control element for opening and closing the valve seat and / or throttle gap and an armature rod for connecting the control element to a proportional magnet which has a magnetic core, a magnet armature and a magnet coil, the magnet armature in the direction of the Anchor axis can be moved back and forth between two end positions.
Die Hydraulikpumpe eines Getriebes erzeugt üblicherweise starke Pulsationen, die auf alle beweglichen Bauteile im Getriebe übertragen werden. Diesen hydraulischen Pulsationen sind auch elektromagnetische Druckregelventile ausgesetzt, deren Anker damit in Schwingungen versetzt wird. Dies wirkt sich insbesondere dahingehend störend aus, dass ein durch die Schwingungen erzeugter Druck auf die Kupplun- gen übertragen werden kann und bei diesen einen ruckartigen Betrieb verursacht.The hydraulic pump of a transmission usually generates strong pulsations that are transmitted to all moving components in the transmission. These hydraulic pulsations are also exposed to electromagnetic pressure control valves, the armature of which is set in vibration. This has a disruptive effect, in particular, in that a pressure generated by the vibrations can be transmitted to the couplings and causes them to jerky operation.
Aus diesem Grunde sind oftmals elektromagnetische Druckregler mit Dämpfungskammern versehen, welche die axia- le Bewegung eines Ankers dämpfen, der von einer Magnetspule und einem Kern umgeben ist, die bei Stromzuführung ein Magnetfeld erzeugt, welches die Kraft zur Bewegung des Ankers aufbringt .For this reason, electromagnetic pressure regulators are often provided with damping chambers which dampen the axial movement of an armature, which is surrounded by a magnet coil and a core, which generates a magnetic field when current is supplied, which exerts the force to move the armature.
Es wurde bei einigen bekannten elektromagnetischenIt has been known to some electromagnetic
Druckregelventilen festgestellt, dass eine Drucksäule von zuströmendem Öl Kraft auf einen mit dem Anker fest oder lose verbundenen Stößel ausübt, wobei der Anker mit der Kraft aus dem elektromagnetischen Feld der Druckkraft der Öldrucksäύle entgegenwirkt. Um die durch den Öldruck auf den Stößel ausgeübte Kraft auszugleichen, befindet sich in der Regel an dem Ende des Ankers, welches dem Stößel entge- gen gesetzt liegt, eine ölbefüllte Dämpfungskämmer mit einer Justiereinrichtung. Da anderseits bei Aufbringung eines Magnetfeldes relativ hohe Kräfte auf den Anker entgegen der Öldrucksäule ausgeübt werden, ist der Anker bei diesen bekannten Druckregelventilen üblicherweise in einem mit Öl befüllten Ankerraum gelagert, der sich zwischen zwei radialen Lagerungen des Ankers befindet. Bei einer Axialbewegung verrichtet der Anker Hubarbeit und verdrängt die im Ankerraum befindliche Ölmenge. Das Öl entweicht innerhalb des Ankerraumes entlang eines Spaltes am Umfang des Ankers, und der Anker übt damit eine Art Pumpwirkung auf das im Ankerraum befindliche Öl aus. Entlang dem Anker, der üblicherweise mit einer öldurchlässigen Radialführung gelagert ist, ist ein ständiger Austausch der Ölmenge im Ankerraum mit dem Getriebeöl möglich.Pressure regulating valves found that a pressure column of inflowing oil exerts force on a plunger that is fixedly or loosely connected to the armature, the armature being connected to the Force from the electromagnetic field counteracts the pressure force of the oil pressure columns. In order to compensate for the force exerted on the tappet by the oil pressure, there is usually an oil-filled damping chamber with an adjusting device at the end of the armature, which is opposite the tappet. On the other hand, since relatively high forces are exerted on the armature against the oil pressure column when a magnetic field is applied, the armature in these known pressure regulating valves is usually mounted in an armature space filled with oil, which is located between two radial bearings of the armature. During an axial movement, the armature performs lifting work and displaces the amount of oil in the armature space. The oil escapes within the armature space along a gap on the circumference of the armature, and the armature thus exerts a kind of pumping action on the oil in the armature space. A constant exchange of the oil quantity in the armature space with the gear oil is possible along the armature, which is usually supported with an oil-permeable radial guide.
Um die auch bei einem derartigen Druckregelventil noch auftretenden pulsationsbedingten Schwingungen zu vermeiden, die vom Anker anderen beweglichen Teilen im Getriebe weitergegeben werden können, wurde in der DE A 196 06 318 ein Druckregler für elektrohydraulische Getriebesteuerungen vorgeschlagen, der als Sitzdruckregler mit einer Magnetspule und einem Kern ausgestaltet ist, welche einen durch die Kraft eines Magneten in einem Ankerraum axial verschiebbaren Anker umgibt. Der Anker ist mit einer vorderen und ei- ner hinteren Lagerung gelagert. Des Weiteren weist derIn order to avoid the pulsation-induced vibrations that also occur with such a pressure control valve, which can be passed on from the armature to other moving parts in the transmission, a pressure regulator for electrohydraulic transmission controls was proposed in DE A 196 06 318, which as a seat pressure regulator with a solenoid coil and a core is configured, which surrounds an armature axially displaceable by the force of a magnet in an armature space. The anchor is supported with a front and a rear bearing. Furthermore, the
Druckregler einen Stößel auf, der an einem Ende mit einer Stirnseite des Ankers im Bereich von dessen vorderem Lager verbunden ist oder lose an diesen angrenzt und an seinem anderen Ende in einem Schließteil für eine Öldurchflussboh- rung gelagert ist, sowie durch eine Stößelführung geführt ist. Der Ankerraum wird durch den Anker in zwei Dämpfungsvolumina unterteilt. Zwischen einer Justiereinrichtung und der hinteren Lagerung des Ankers ist auf seiner, dem Stößel abgewandten Seite, eine ölbefüllte Dämpfungskammer ausgebildet. Das Schließteil weist einen größeren Durchmesser als der Stößel auf und zwischen der vordem Lagerung des Ankers und der Stößelführung ist ein mit Öl befüllter Dä p- fungsraum ausgebildet, der über eine Entlastungsbohrung mit dem Ankerräum verbunden ist .Pressure regulator on a plunger, which is connected at one end to an end face of the armature in the region of its front bearing or loosely adjoins this and on his the other end is mounted in a closing part for an oil flow hole and is guided through a tappet guide. The anchor space is divided into two damping volumes by the anchor. An oil-filled damping chamber is formed on its side facing away from the tappet between an adjusting device and the rear bearing of the armature. The closing part has a larger diameter than the plunger and between the pre-mounting of the armature and the plunger guide a damping space filled with oil is formed, which is connected to the armature space via a relief bore.
Weitere bekannte Dämpfungsmaßnahmen sind eine gute Be- füllung des Drucksteuerventils, d.h., die Vermeidung von Lufteinflüssen, eine Strömungsoptimierung im hydraulischen Kreis, sowie eine Minimierung des Nebenluftspaltes am Anker bzw. Magnetkreis und eine hydraulische Dämpfung des Magnetkreises.Other known damping measures are good filling of the pressure control valve, i.e. avoiding air influences, optimizing the flow in the hydraulic circuit, minimizing the secondary air gap on the armature or magnetic circuit and hydraulic damping of the magnetic circuit.
• Die elektrischen Drucksteuerventile haben zwei einander entgegengesetzte Aufgaben zu erfüllen, nämlich zum einen mit einer hohen Schnelligkeit auf Stromänderungen zu reagieren (Sprungantwortzeiten) und zum anderen auf Störgrößen, wie die elektrische oder hydraulische Störgrößen, möglichst nicht zu reagieren. Dies bedeutet mit anderen • The electrical pressure control valves have two opposing tasks to perform, namely on the one hand reacting very quickly to changes in current (step response times) and on the other hand not reacting to disturbances such as electrical or hydraulic disturbances. This means with others
Worten, dass das Ventil im Hinblick auf die Erzielung von kurzen Sprungantwortzeiten möglichst unbedämpft sein soll, im Hinblick auf eine Störgrößenbeaufschlagung jedoch gut .bedämpft sein soll, sodass die Störung ohne Einfluss auf die Stellgröße, d. h. den hydraulische Druck, ist.Words that the valve should be as undamped as possible with a view to achieving short step response times, but should be well damped with regard to a disturbance variable, so that the disturbance has no influence on the manipulated variable, i. H. the hydraulic pressure.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Drucksteuerventil vorzuschlagen, das zum einen auf Stromänderungen schnell reagiert und bei einer Störgrößenbeaufschlagung die Störung ohne Einfluss auf die Stellgröße verarbeitet.The object of the present invention is to propose an electrical pressure control valve, on the one hand Current changes react quickly and when a disturbance variable is applied, the fault is processed without influencing the manipulated variable.
Ausgehend von einem elektrischen Drucksteuerventil der Eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im gekennzeichneten Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmalen.Starting from an electrical pressure control valve of the type specified in the introduction, this object is achieved with the features specified in the marked part of the patent claim.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des elektrischenThe inventive design of the electrical
Drucksteuerventils sieht also vor, dass die Dämpfung nicht nur über den Außendurchmesser des Ankers und die Lager des Ankers realisiert wird, sondern dass die Ankerstange mit einer mittig angeordneten Längsbohrung versehen ist, in die ein zusätzliches Bauteil, insbesondere ein Stift mit Spiel, eintaucht. Dadurch können die wirksamen Längen der Ölrei- bungsfläche variabel gestaltet und um mehrere Faktoren vergrößert werden. Dieser eingetauchte Stift ist vorteilhafterweise am Verschlussstopfen befestigt, der bei allen be- kannten Drucksteuerventilen vorhanden ist, und zwar in Form einer Einstellschraube oder eines Einstellkörpers. Durch einfache Verlängerung des Einstellkörpers kann die Gegenfläche in der Bohrung realisiert werden.Pressure control valve therefore provides that the damping is not only realized via the outer diameter of the armature and the bearings of the armature, but that the armature rod is provided with a centrally arranged longitudinal bore into which an additional component, in particular a pin with play, is immersed. As a result, the effective lengths of the oil friction surface can be made variable and increased by several factors. This immersed pin is advantageously fastened to the sealing plug which is present in all known pressure control valves, in the form of an adjusting screw or an adjusting body. The counter surface can be realized in the bore by simply extending the adjustment body.
Durch das Eintauchen dieses in seinen Abmessungen ungefähr an die Längsbohrung angepassten Stiftes, der jedoch mit einem geringen Spiel in die Längsbohrung eintaucht, ergibt sich eine zusätzliche Bedämpfung aufgrund von Ölrei- bung, die bei -einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel noch durch zusätzliche Querbohrungen im Stift vergrößert werden kann und zu einer geknickten Kennlinie führt . Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbei- ■ spiel eines elektrisch gesteuerten Druckregelventils dargestellt ist.By immersing this pin, which is roughly adapted to the longitudinal bore in its dimensions, but which dips into the longitudinal bore with little play, additional damping results due to oil friction, which in one advantageous exemplary embodiment is increased by additional transverse bores in the pin can and leads to a kinked characteristic. In the following the invention is explained in detail with reference to the drawing, in which an advantageous exemplary embodiment ■ backlash of an electrically controlled pressure control valve is shown.
Da Druckregelventile der beschriebenen Art dem Fachmann gut bekannt sind, sind in der Zeichnung nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile mit Bezugszeichen versehen und werden nachstehend erläutert.' Since pressure regulating valves of the type described are well known to the person skilled in the art, only the components essential for understanding the invention are provided with reference numerals in the drawing and are explained below. '
In der einzigen Figur ist ein Axialschnitt durch ein elektrisch gesteuertes Druckregelventil bekannter Bauart dargestellt, wobei mit 1 ein Steuerelement, mit 2 das Ventilgehäuse, mit 3 der Magnet, mit 4 die Magnetspule, mit 5 die Ankerstange, mit 6 die Ankerachse, mit 9 ein Einstellkörper, mit 10 ein Verschlussstopfen und mit 11 eine Druckfeder bezeichnet sind.The single figure shows an axial section through an electrically controlled pressure control valve of a known type, with 1 a control element, 2 the valve housing, 3 the magnet, 4 the magnet coil, 5 the armature rod, 6 the armature axis, and 9 Adjustment body, 10 with a plug and 11 with a compression spring are designated.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in der Anker- Stange 5 eine mittig angeordnete Längsbohrung 7 vorgesehen ist, in die mit Spiel ein Bauteil 8 in Form eines Stiftes eintaucht. Dieser in die Bohrung 7 eingetauchte Stift 8 verändert die wirksamen Längen der Olreibungsflache, die durch Veränderung des Durchmessers und der Länge der Boh- rung 7 und des Stiftes 8 variabel gestaltet werden können, sodass die Olreibungsflache um mehrere Faktoren vergrößert werden kann.According to the invention, it is now provided that a centrally arranged longitudinal bore 7 is provided in the anchor rod 5, into which a component 8 in the form of a pin is immersed with play. This pin 8 immersed in the bore 7 changes the effective lengths of the oil friction surface, which can be made variable by changing the diameter and the length of the bore 7 and the pin 8, so that the oil friction surface can be enlarged by several factors.
Der in jedem Drucksteuerventil vorhandene Verschluss- stopfen 10 kann die Form einer Einstellschraube oder eines Einstellkörpers aufweisen, wobei bei Verlängerung des Einstellkörpers die Gegenfläche in der Bohrung 7 realisiert werden kann. BezugszeichenThe sealing plug 10 present in each pressure control valve can have the shape of an adjusting screw or an adjusting body, the counter surface in the bore 7 being able to be realized when the adjusting body is extended. reference numeral
1 Steuerelement1 control
2 Ventilgehäuse2 valve housings
Magnetmagnet
Magnetspulesolenoid
Ankerstangeanchor rod
Ankerachsearmature axis
Längsbohrunglongitudinal bore
Stiftpen
Einstellkörper 0 Verschlussstopfen 1 Druckfeder Adjustment body 0 sealing plug 1 compression spring

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Elektrisch gesteuertes Druckregelventil mit einem Ventilgehäuse," mit Zu- und AblaufÖffnungen, mit einem Steuerelement und mit einem Magneten, der einen Magnetkern, eine Ankerstange und eine Magnetspule aufweist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ankerstange (5) mit einer mittig angeordneten Längsbohrung (7) versehen ist, in die ein Stift (8) mit Spiel eingreift, dessen eines Ende vom Verschlussteil (10) getragen wird.1. Electrically controlled pressure control valve with a valve housing, " with inlet and outlet openings, with a control element and with a magnet, which has a magnetic core, an armature rod and a solenoid coil, characterized in that the armature rod (5) with a centrally arranged longitudinal bore ( 7) is provided, in which a pin (8) engages with play, one end of which is carried by the closure part (10).
2. Elektrisch gesteuertes Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Stift (8) mit Querbohrungen versehen ist.2. Electrically controlled pressure control valve according to claim 1, characterized in that the pin (8) is provided with transverse bores.
3. Elektrisch gesteuertes Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Ankerstange (5) im Bereich der Längsbohrung (7) mit Sackbohrungen versehen ist, die in der Längsbohrung münden. 3. Electrically controlled pressure control valve according to claim 1, characterized in that the anchor rod (5) is provided in the region of the longitudinal bore (7) with blind bores which open into the longitudinal bore.
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