DE4211911C2 - Magnetbetätigtes Druckregelventil - Google Patents
Magnetbetätigtes DruckregelventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil gemäß dem
Oberbegriff des einzigen Anspruchs. Es ist
beispielsweise bei einem Regelsystem eines automatischen
Getriebes eines Motorfahrzeuges anwendbar.
Der Stand der Technik hat verschiedene Druckregelvorrich
tungen zur Anwendung bei einem Regelsystem eines auto
matischen Getriebes eines Motorfahrzeuges vorgeschlagen.
Derartige Druckregelventile umfassen ein durch Flüssig
keitsdruck positionierbares Spulenventil (spool valve),
wobei die Größe des Flüssigkeitsdruckes definiert wird
durch einen Anker und eine damit zusammenarbeitende,
servo-artige Öffnung oder Bohrung. Bei wenigstens einigen
Fällen solcher Druckregelvorrichtungen wird die Größe des
Flüssigkeitsdruckes, der auf das Spulenventil einwirkt,
um dieses zu öffnen, um so größer, je mehr der Anker die
servo-artige Öffnung schließt.
Bei solchen vorbekannten Anordnungen ist es ferner nicht
ungewöhnlich, Federn vorzusehen, um den Anker gegen die
Servo-Öffnung anzudrücken. Dies geschieht üblicherweise
dadurch, daß ein sich axial erstreckender Federsitz ein
Ende der Feder erfaßt und in die umgebende Konstruktion
eingeschraubt ist, um sich hiermit in axialer Richtung
relativ zu der Konstruktion zu bewegen, um eine Justie
rung der Feder, beispielsweise durch deren Vorspannung
herbeizuführen.
Es sind zahlreiche weitere Druckregelventile bekanntgeworden. Nur beispielshalber wird verwiesen auf GB 12 45 137, GB 11 74 768, US 4 947 893, US 4 966
195.
Derartige vorbekannte Druckregelvorrichtungen weisen
insofern Probleme auf, als die verschiedenen Flächen
unter Beachtung kritischer Toleranzen konzentrisch sein
mußten; derartige Toleranzen ließen sich nicht immer ein
halten oder waren derart beschaffen, wie dies die Her
stellung zuließ. Das Problem der Konzentrizität trat auch
auf bezüglich des Federsitzelementes gemäß dem Stande der
Technik.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckre
gelvorrichtung zu schaffen, die die genannten sowie
weitere Probleme nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
einzigem Anspruchs gelöst.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.
Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Druckregelvorrichtung.
Fig. 2 ist eine stirnseitige Ansicht eines der Elemente
von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittebene 3-
3 in Fig. 2, in Richtung der Pfeile gesehen.
Fig. 4 ist eine stirnseitige Ansicht eines weiteren
Elementes von Fig. 1.
Fig. 5 ist eine Ansicht in Richtung der Pfeile 5-5 in
Fig. 4.
Fig. 6 ist eine axiale Schnittansicht eines weiteren
Elementes von Fig. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Druckregelvorrichtung 10 weist
ein Gehäuse 12 auf, das das Gehäuseteil 14 und 16 umfaßt.
Gehäuseteil 16 umschließt einen elektromagnetischen An
trieb 18. Dieser umfaßt eine Spule 20, eine Hülse 22 mit
Flanschen 24 und 26, die in einem gegenseitigen axialen
Abstand angeordnet sind und nach außen weisen, einer
elektrischen Wicklung 28, die von der Hülse 22 getragen
und axial zwischen den beiden Flanschen 24 und 26 einge
schlossen ist, so wie hieran befindliche Anschlußklemmen
30 und 32.
Spule 20 besteht am besten aus dielektrischem, plasti
schen Material. Ihr oberer Flansch 24 weist Vorsprünge
auf, zum Beispiel der Vorsprung 34, die die Anschluß
klemmen 30 und 32 aufnehmen und halten. Bei der darge
stellten Ausführungsform sind die Vorsprünge dem Flansch
24 derart angeformt, daß sie denselben radialen Abstand
aufweisen, jedoch unter einem gegenseitigen Winkelab
stand.
Ein dielektrischer Kunststoffring 36 weist zwei becher
förmige Teile auf, von denen ein Teil 38 gezeigt ist, die
jeweils die Vorsprünge aufnehmen. Jeder becherförmige
Teil ist mit einem Schlitz 40 zum Hindurchführen der
Anschlußklemmen 30 und 32 versehen.
Ein Ringflansch 42 des Gehäuses 16 ist von der inneren
Wandfläche des Gehäuseteiles 14 umschlossen. Ein Fluß-
Rückführelement 44 ist in gleicher Weise von Gehäuseteil
14 umschlossen und befindet sich in axialem Anschlag an
Flansch 42. Hierbei befindet sich der äußere Umfangsbe
reich einer Membran 46 dichtend zwischen diesen beiden.
Das Fluß-Rückführelement 44 kann einen zylindrischen
Axialkanal 48 aufweisen, der eine zylindrische Hülse 50
eng umschließt. Die zylindrische Hülse 50 weist eine
Ringschulter 52 auf, die mit einer nach oben gerichteten ringförmigen
Anschlagfläche des Fluß-Rückführelementes 44 in Eingriff gelangt - in Fig. 1
gesehen.
Um das Fluß-Rückführelement 44 und die Spule 20 relativ zueinander in
entgegengesetzter axialer Richtung ständig elastisch gegeneinander
anzudrücken, ist ein Sprengring 54 vorgesehen.
Ein becherförmiger zylindrischer Anker 56 ist axial innerhalb der zylindrischen
inneren Wandfläche 58 der Hülse 50 gehalten. Das untere Ende von Anker 56
weist eine axial sich erstreckende zylindrische Hülse 60 verringerten
Durchmessers auf. Wie dargestellt, ist der innere Umfangsbereich einer
Membran 46 zwischen Hülse 60 und einem im Preßsitz aufgezogenen
Haltering gehalten.
Ein im wesentlichen hülsenförmiges zylindrisches Polstück 62 hat ein
Außengewinde 64 zum Einschrauben in das Innengewinde eines oberen,
ringförmigen Flußelementes 68. Das Flußelement 68 weist Öffnungen 70 zur
Aufnahme der becherförmigen Teile 38 auf.
Wie man sieht, sind die einander gegenüberliegenden stirnseitigen Bereiche
72 und 74 des Gehäuseteiles 14 über die axial äußeren Flächen des oberen
Flußringes 68 sowie des Flanschteiles 42 des Gehäuseteiles 16
herumgeformt. Hierbei wird die innere Schulter oder Anlagefläche 76 des
oberen Flußringes 68 gegen die Spule 20 gedrückt (und zwar in Richtung des
Flanschtelles 42), während Flansch 42 durch den unteren Flußring 44, der an
Schulter 52 von Hülse 50 anliegt, die Hülse 50 gegen den oberen Flußring 68
drückt. Hierdurch vermögen die Hülse 50 sowie
Spulenteil 22 in bezug zueinander eine solche Axialbewegung auszuführen,
bis es durch das Ende 59 von Hülse 50 und das Ende 69 von Flußring 68
durch gegenseitiges Anlegen zum Stillstand kommt. Der Sprengring 54
erlaubt während des Montierens eine Bewegung der Spule 20 in Richtung auf
den Flußring 44 hin. Nach der Montage hält Sprengring 54 die Spule 20 in
Wirkanschlag am oberen Flußring 68.
Im Hinblick auf das oben Gesagte ist es nunmehr verständlich, daß die
miteinander zusammenwirkenden und aneinander anliegenden Enden 59 und
69 von Hülse 50 und hülsenförmigem Fortsatz 67 des Flußelementes 68, wie
auch die Ringschulter 52 verhindern, daß die Spule 20 und die Wicklung 28 in
axialer Richtung während des Zusammenbaus und des Umbördelns der
Enden 72 und 74 übermäßig zusammengedrückt werden.
Bei einer bestimmten Ausführungsform haben die jeweils äußersten
zylindrischen Durchmesser des Fortsatzes 67 bzw. der Abstandshülse 50 ein
Maß von 15,82 bzw. 15,93 mm, während die lichte Weite der Hülse 22 bei
15,95/16,06 mm liegt. Hierdurch wird ein sehr dichtes und damit sicheres
Führen der Spule 20 durch den hülsenförmigen Fortsatz 67 und auch die
Abstandshülse 50 geschaffen. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht
die Abstandshülse 50 aus nicht-magnetischem, rostfreien Stahl.
Fig. 1 zeigt auch zwei Federsitzelemente 80, womit der Feder 88 bestimmte
Vorspannungen erteilt werden können.
Die Federsitzelemente 80 umfassen einen Justierkörper 81 und ein
Kraftübertragungselement 83. Wie man auch aus den Fig. 2 und 3
erkennt, ist der
Justierkörper 81 (zur Federsitz-Justierung) vorzugsweise aus Teilen 82 und 84
gebildet, deren jeder im wesentlichen zylindrisch ist. Teil 82 weist ein
Außengewinde 85 auf, das in ein Innengewinde 86 des hülsenförmigen
Polstückes 62 einschraubbar ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist Teil
84 mit einem Querkanal 87 versehen, der zum Herstellen einer leitenden
Verbindung mit dem umgebenden Ringraum 89 (Fig. 1) und einem sich axial
erstreckenden Kanal 93 dient. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfaßt
Kanal 93 eine Drossel 95 (Fig. 1). Wie man erkennt, steht Kanal 87 über
einen Ringraum 89 mit einem zweiten Ringraum zwischen den einander
gegenüberliegenden Stirnflächen 98 und 100 von Polstück 62 bzw. Anker 56
in leitender Verbindung. Man erkennt ferner einen Abstandsring 104, der am
besten aus nicht-magnetischem Material besteht, beispielsweise aus
mittelhartem Messing.
Das obere Ende des Justierkörpers 1 weist eine Aussparung 92 zum
Einführen eines Schlüssels auf, wobei der Justierkörper 81 relativ zu Polstück
62 axial durch Verschrauben justierbar ist, während die Aussparung für
Polstück 62 die Gestalt einer Mehrzahl von Ausnehmungen 94-94 in ihrem
oberen axialen Ende hat, um wiederum einen Schlüssel einführen zu können
und um das Polstück 62 relativ zum Flußelement 68 und dem hiervon sich
nach unten erstreckenden Teil 67 durch Verschrauben zu justieren.
Das untere axiale Ende 79 (gesehen in den Fig. 1 und 6) von Anker 56
weist eine Bohrung 106 auf, die eine leitende Verbindung mit der axial
äußeren Umgebung von Hülse 60 und von einer Bohrung gebildeten Kammer
78 des Ankers 56 herstellt. Aus
Fig. 1 erkennt man, daß Bohrung 106 einen Drosselkörper 108 mit einem
Drosselkanal 110 aufweist. Wie man am besten aus Fig. 1 erkennt, tritt die
Strömung in den Drosselkanal 110 ein, strömt durch diesen hindurch in die
zylindrische Kammer 78 hinter Justierelement 83, in den Raum zwischen
Polstück 62 und Anker 56, in den Ringraum 89, in Kanal 93, der einen
Drosselkörper 95 umfaßt, sowie durch den Raum der Aussparung 92 zum
Sumpf bei Ps. Man beachte, daß das fließfähige Medium auch in den
Innenräumen vorliegt und somit dazu dient, jegliche Luft zu verdrängen, die
sich innerhalb des elektromagnetischen Antriebes befindet. Ferner gelangt die
Strömung in Räume wie jene zwischen der äußeren zylindrischen Fläche des
Ankers 56 und der gegenüberliegenden inneren zylindrischen Fläche 58 der
Hülse 50 und sorgt damit für eine Schmierung zwischen den relativ
zueinander bewegten Teilen.
Das Kraftübertragungselement 83, das auch in den Fig. 4 und 5 gezeigt
ist, umfaßt einen zylindrischen Körper 101, der an seinem einen Ende einen
Führungszapfen 103 verringerter Abmessungen trägt. Das eine Ende von
Feder 88 liegt um den Führungszapfen 103 herum und steht mit einem
Ringteil 105 des Körpers 101 in Wirkverbindung. Bei der bevorzugten
Ausführungsform bildet das gegenüberliegende axiale Ende 107 des Körpers
101 eine im wesentlichen ebene Fläche. Wie man aus den Fig. 1, 2 und 3
erkennt, ist dem gegenüber das wirkungsmäßig gegenüberliegende Ende 109
des Justierkörpers 81 vorzugsweise gerundet und von kugeliger Gestalt.
Werden die Teile 81 und 83 in Wirkungseingriff miteinander gebracht, so wie
in Fig. 1 dargestellt, so liegt die gerundete Fläche 109 an der Fläche 107 an
und führt dazu,
daß das Kraftübertragungselement 83 die Feder 88 entweder
zusammendrückt oder freigibt, je nach dem Maß des Einschraubens des
Justierkörpers in das Polstück 62. Es wurde erkannt, daß das
Kraftübertragungselement 83 durch Gestaltung der einander
gegenüberliegenden Flächen 109 und 107 im dargestellten Sinne an der
Wand der Kammer 78 nicht blockiert oder frißt, und daß die kritischen
Toleranzen nicht mehr zu beachten sind, so wie beispielsweise zwischen
Kammer 78, der gegenüberliegenden Außenfläche des Körpers 101 und
Justierkörper 81. Die Probleme würden dann auftreten, wenn Justierteil 80 ein
einziges Element wäre, bestehend aus den Teilen 81 und 83. Weiterhin wurde
erkannt, daß die Gestaltung der Flächen 107 und 109 gemäß der Fig. 3
und 5 nicht vertauscht werden kann, um durch Teil 83 eine einwandfreie
Wirkung zu erhalten. Wäre nämlich Fläche 109 eben und Fläche 107
gekrümmt gestaltet, so würde sich Teil 83 in unzulässiger Weise innerhalb der
Kammer 78 verkanten und verklemmen und damit ein einwandfreies Arbeiten
des Ankers beeinträchtigen. Gestaltet man die Flächen 107 und 109 in der
dargestellten Weise, so bildet die gekrümmte Fläche 109 einen punktförmigen
Kontakt mit der Fläche 107. Die durch diesen punktförmigen Kontakt
übertragene Kraft wird auf das Kraftübertragungselement 83 in einem Bereich
übertragen, der nicht radial außerhalb der schraubenförmigen Mittellinie von
Feder 88 liegt.
Gehäuseteil 16 umfaßt ein Gehäuseelement 112, das am besten einteilig mit
Flansch 42 ist. Es umfaßt ferner eine zylindrische Mantelfläche 114, die von
der inneren zylindrischen Wandung 116 einer Tragkonstruktion 118
umschlossen ist, getragen von einem Getriebe 120. Wie gezeigt, hat
Gehäuseelement 112 aus nicht-magnetischem
Material einen Flansch 122, womit Gehäuselement 112 an Tragkonstruktion
118 befestigt ist.
Ein Spulenventilkörper 124, am besten aus einer Aluminiumlegierung, weist
einen ersten und einen zweiten hülsenförmigen Ventilteil 125 und 127 mit
Mantelflächen 126 bzw. 128 auf. Der Spulenventilkörper 124 ist gleitend
innerhalb einer bohrung angeordnet, die wenigstens eine erste, sich axial
erstreckende zylindrische Fläche 130 und eine zweite, relativ kleinere, axial
sich erstreckende zylindrische Fläche 132 aufweist, die miteinander in
Verbindung stehen. Wie man sieht, ist Ventilteil 125 gleitend innerhalb der
Bohrung 130 angeordnet, während Ventilteil 127 gleitend innerhalb Bohrung
132 angeordnet ist.
Die Ventilteile 125 und 127 sind durch einen axial sich erstreckenden
Zwischenteil 134 miteinander verbunden. Zwischenteil 134 hat
zweckmäßigerweise eine zylindrische Außenfläche von verringertem
Durchmesser bzw. Durchmessern und bildet somit in Kombination mit den
Kanälen 130 und 132 eine Ringkammer 136. Der Spulenventilkörper 124 ist
mit einem Axialkanal 138 versehen, der mit einer Ausnehmung 140, die dem
Ventilteil 125 eingeformt ist, und einer kalibrierten Drossel 142 kommuniziert,
die ihrerseits über einen Kanal 144 mit einer Ringnut 146 kommuniziert.
Ein zylindrischer Ventilsitz 148, am besten aus nicht-magnetischem rostfreien
Stahl, ist dichtend in eine Aussparung 150 im Gehäuseelement 112
eingepreßt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Kammer 152
vorgesehen, die sich axial oberhalb Ventilteil 125 befindet
und einen größeren Durchmesser als die äußere zylindri
sche Fläche 126 des Ventilteiles 125 hat. Ein Kanal 154,
im wesentlichen zentral durch Ventilsitz 148, steht mit
der Ausnehmung 152 und der Ausnehmung 140 in leitender
Verbindung. Wird die Vorrichtung in einen Zustand ver
bracht, in welchem sich Anker 56 - in Fig. 1 gesehen -
in seiner unteren Position befindet, so liegt eine ring
förmige Ventilfläche 156, im wesentlichen um den Kanal
106 herum geformt und von Anker 56 getragen, grenzt
abdichtend an einer damit zusammenarbeitenden Ventilsitz
fläche 158 des Ventilsitzes 148 an.
Eine Kammer 160 ist zwischen Membran 46 und dem Ende des
Flansches 42 des Gehäuseteiles 16 eingeformt. Eine Mehr
zahl von Bohrungen 162 in Gehäuseteil 16 dient zum Her
stellen einer leitenden Verbindung zwischen Kammer 160
und einem Bereich relativ geringen Sumpfdruckes Ps. Für
die Zwecke der Darstellung kann man annehmen, daß die
Vorrichtung 10 sowie die zugehörende Tragkonstruktion 118
von einem unter relativ niedrigem Druck Ps stehenden
Sumpf umgeben sind.
Eine erste Nut 164 ist der Außenfläche 114 von Gehäuse
element 112 angeformt, während eine zweite Nut 166 der
Innenbohrung 132 angeformt ist. Eine Mehrzahl von sich in
radialer Richtung erstreckenden Kanälen 168 dient zum
Vervollständigen der leitenden Verbindung zwischen den
Nuten 164 und 166. Eine Quelle 170 relativ hohen Druckes
zum Heranführen eines fließfähigen Mediums relativ hohen
Druckes befindet sich mit der Ringnut 146 über eine
innere Ringnut 166, über Kanal 168, über die Ringnut 164
sowie über Kanal 172 in leitender Verbindung.
In gleicher Weise ist eine Ringnut 174 der äußeren Fläche 114 eingeformt und
befindet sich mit der inneren Kammer 136 über eine Reihe von Kanälen 176 in
leitender Verbindung. Ein Regler 178, der vom Druck des fließfähigen
Mediums beaufschlagt ist, eingestellt durch Ventil 124, steht mit Kammer 136,
den Kanälen 176 und der Aussparung 174 über Kanal 180 in leitender
Verbindung.
Eine weitere Ringnut 182 ist der Innenfläche 130 des Gehäuseelementes 112
eingeformt und befindet sich mit dem Bereich des Sumpfes über einem Kanal
184 in leitender Verbindung.
Eine Endkappe 186 von im wesentlichen scheibenförmiger Gestalt ist in einer
Bohrung im unteren Ende des Gehäuseelementes 112 gehalten - siehe Fig.
1. Endkappe 186 weist eine Bohrung 188 auf zum Herstellen einer leitenden
Verbindung zwischen dem Sumpfdruck und dem Kanalteil 132, der axial
außerhalb des Außenendes von Ventilteil 127 liegt.
Das Druckregelventil 10 regelt ganz allgemein den Ausgangsdruck des
fließfähigen Mediums in Abhängigkeit von einem elektrischen Strom. Ein
elektrisches Signal, bei dem die Größe des Stromes ein Maß für den erfaßten
Zustand oder ein Maß der gewünschten Operation eines Reglers 178 sein
kann, wird der Wicklung 28 über die Klemmen 30 und 32 eingegeben. Dies
erzeugt wiederum ein Magnetfeld, wobei der Weg des resultierenden Flusses
im wesentlichen
axial durch das Polstück 62 verläuft, durch den Flußring 68 sowie seinen
Fortsatz 67 durch Gehäuseteil 14, durch Flußelement 44, im wesentlichen
axial entlang des Ankers 56 sowie zurück zum Polstück 62. Die geeichte
Feder 88 wirkt der sich von Ventilsitzkörper 148 entfernenden Bewegung des
Ankers 56 entgegen. Je größer der auf die Wicklung 28 aufgebrachte
elektrische Strom ist, um so weiter bewegt sich der Anker 56 jedoch von
Ventilsitzelement 148 hinweg, entgegen der Kraft der Feder 88. Die Feder 88
kann über die Federsitzelemente 80 justiert werden, und zwar über die
gretrennten Teile 81 und 83, womit eine Ausgangskraft aufgebracht wird, die
dazu neigt, den Anker 56 an den Ventilsitzkörper 148 zu halten, wozu es
notwendig ist, daß ein elektrischer Strom entsprechenden, vorgegebenen
Wertes zunächst auf die Wicklung 28 aufgebracht wird, bevor der Anker 58
jegliche Öffnungsbewegung in bezug auf den Ventilsitzkörper 148 ausführt.
Zum leichteren Verständnis kann man sich vorstellen, daß die Größe des
Druckes des fließfähigen Mediums, erzeugt durch die Quelle 170, einen
konstanten und relativ hohen Wert P1 hat. Nimmt man ferner an, daß der
Anker 56 gegen den Ventilsitzkörper 148 angedrückt gehalten wird, so
erkennt man, daß fließfähiges Medium unter einem Förderdruck P1 in die Nut
146 strömt, durch Kanal 144 und die kalibrierte Drossel 142, in den Kanal 138,
in die Kammer 140 sowie in die Kammer 152. Ein Teil des Mediums strömt in
die Kanäle 154 und 106, wobei ein kleiner Teil durch die Drossel 108 strömt.
Demzufolge befindet sich der Druck des fließfähigen Mediums in Kammer
152, in Kammer 140 und in den Kanälen 138 auf einem maximalen Wert,
während das gegenüberliegende Ende, Ventilteil 127, dem geringen
Sumpdruck Ps über Kanal 188 ausgesetzt ist.
Dieses führt wiederum dazu, daß sich der Spulenventikörper 124 axial um
eine maximale Strecke entgegen der Kraft der Feder 190 bewegt, wobei die
leitende Verbindung zwischen der Regelkammer 136 und dem Kanal 184
zuverlässig unterbrochen wird, während gleichzeitig eine Verbindung
zwischen der Aussparung 166 und der Regelkammer 136 hergestellt wird. Die
Größe des Mediumdruckes innerhalb der Regelkammer 136 steigt auf einen
maximalen Wert an, was dazu führt, daß Pc den Wert von P1 annimmt.
Die verschiedenen Räume innerhalb des elektromagnetischen Antriebes 18
sind mit Medium gefüllt. Um ständig sicherzustellen, daß alle Luft
ausgetrieben wird, strömt Medium durch die kalibrierte Drossel 108 sowie in
die Kammer innerhalb des Ankers 56. Wie zuvor erwähnt, strömt Medium
schließlich vorzugsweise durch die Drossel 95 zum Sumpf. Bei der
bevorzugten Ausführungsform wirkt die Drossel 95 derart, daß ein Durchsatz
erzielt wird, der geringfügig kleiner als der Durchsatz durch die Drossel 108
ist.
Nimmt der elektrische Strom in Wicklung 28 einen Wert an, der ausreicht,
damit die Magnetkraft des erzeugten magnetischen Flusses die Vorspannung
der Feder 88 überwindet, so beginnt Anker 56, sich gegen das Polstück 62
hinzubewegen. Nun bewegt sich die Stirnfläche 156 des Ventiles von der
Ventilsitzfläche 158 des Ventilsitzkörpers 148 hinweg. Der Wert des
elektrischen Stromes, der notwendig ist, um die Vorspannung der Feder 88
zu überwinden, kann als Schwellwert angesehen werden. Nunmehr ist klar,
daß sich der Anker 56 mit zunehmender Größe des Stromes von
Ventilsitzkörper 148 hinweg und auf Polstück 62 zu bewegt. bei dieser
Bewegung von Anker 56 strömt Medium aus Kanal 154 zwischen den Flächen
156 und 158 sowie in
Kammer 160, die unter Sumpfdruck Ps oder sehr nahe hier
bei steht. Das Medium vermag sodann durch den Kanal 162-
162 zu strömen. Demzufolge nimmt der Druck des Mediums
in Kammer 152, Kammer 140 und Kanal 138 ab, und zwar im
Hinblick auf die Drossel 142 und auf die relativ ver
ringerte Drosselung der Strömung aus Kanal 154. Hierdurch
vermag wiederum die Feder 190 das Spulenventil 124 - in
Fig. 1 gesehen - nach oben zu bewegen, um die leitende
Verbindung zwischen der Regelkammer 136 und dem Bypass-
Kanal 182, 184 zum Sumpf herzustellen oder zu vergrößern,
während die Leitung zwischen dem Ringraum 166 und der
Regelkammer 136 durch die zylindrische Fläche 128 ver
ringert wird.
Die Ventileinheit weist vorzugsweise eine Telleröffnung
154 auf, in Reihe geschaltet mit einer Drossel 142, um
den Druck zu verändern, der direkt auf das Spulenventil
124 wirkt. Ein Tellerventil 156 wird verwendet, um die
Größe des Mediumdruckes an der Ventilöffnung 154 zu ver
ändern.
Das Teller-Regelventil 156 kann einen geringfügen Abstand
vom Ventilsitz 158 aufweisen, zum Beispiel 0,127 mm. Je
nach dem Abstand wird die Strömung des Mediums durch den
Sitz 158 hindurch gedrosselt, was wiederum an der Öffnung
154 zu einem Rückstau führt, der auf die Kammer 152, den
Kanal 140 und den Kanal 138 des Spulenventils 124 über
tragen wird.
Unter Förderdruck P1 stehendes Medium wird durch Kanal
172, durch Ringraum 164, durch Kanal 168, durch Ringraum
146 sowie durch die kalibrierte Drossel 142 dem Spulen
ventil 124 und/oder der Kammer 138 und 140 zugeführt. Da
die Größe des Mediumdruckes innerhalb 138, 140 und 152 somit ansteigt,
erfährt der Spulenventilkörper 124 eine zunehmende, in axialer Richtung
wirkende Kraft, der die Kraft der Feder 190 entgegenwirkt.
Wird eine solche hydraulische Kraft axial entgegen dem Spulenventilkörper
124 genügend groß, um die Kraft der Feder 190 zu überwinden, so beginnt
Spulenventilkörper 124 wiederum, sich in axialer Richtung hinweg von
Ventilsitz 148 und gegen die Endkappe 186 sowie gegen den Auslaßkanal
188 hinzubewegen. Eine solche Bewegung des Spulenventilkörpers 124
gegen die Auslaßöffnung 188 hin führt dazu, daß die Regelfläche 113, die
einen Teil der äußeren zylindrischen Fläche 128 umfaßt, wirksam verringert
wird, so daß mehr Medium unter P1 aus dem Ringraum 166 und in die
Regelkammer 136 strömt. Gleichzeitig mit dem Verringern der Regelfläche
113 wird die Auslaßregelfläche 115, die einen Teil der äußeren zylindrischen
Fläche 126 umfaßt, vergrößert und drosselt zunehmend Mediumströmung aus
der Regelkammer 136 und in den Ringraum 182 sowie in den Auslaßkanal
184 zum Sumpf. Die Kombination der zusätzlichen Strömung von Medium in
die Regelkammer 136 und die Verringerung von Strömung aus der
Regelkammer 136 und in den Auslaßkanal 184 erzeugt eine solche Größe des
Regeldrucks innerhalb der Regelkammer 136, daß auf das Spulenventil 126
entsprechend eingewirkt und dieses in einen Ruhezustand verbracht wird,
wobei die verschiedenen hydraulischen Kräfte und die Federkraft im
Gleichgewicht stehen.
Der Unterschied der Durchmesser der Ventilteile 126 und 128 führt dazu, daß
der Spulenventilkörper 124 einen Gleichgewichtszustand annimmt, wobei der
Mediumdruck in der
Regelkammer 136 größer als der dann in den Kammern 152, 140 und 138
herrschende Mediumdruck ist. Spulenventilkörper 124 ist zwar mit zwei
Ventilteilen gezeigt, die wesentlich voneinander verschiedene Durchmesser
haben. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.
Claims (1)
- Druckregelventil (10) zum Regeln des Drucks eines fließfähigen Mediums, bestehend aus folgenden Merkmalen:
- 1. - einem Gehäuse (12),
- 1. umfassend ein erstes Gehäuseteil (14) und ein zweites Gehäuseteil (16),
- 2. - einer elektrischen Wicklung (28), die innerhalb des ersten Gehäuseteiles (14) angeordnet ist,
- 3. - einem Polstück (62), das im wesentlichen innerhalb der Wicklung (28) angeordnet ist,
- 4. - einem Ventilsitz (158),
- 5. - einem Mediumströmungskanal (154), der vom Ventilsitz (158) umgeben ist,
- 6. - das Polstück (62) weist eine ringförmige Stirnfläche auf,
- 7. - einem becherförmigen, zylindrischen Anker (56),
- 1. der wenigstens teilweise innerhalb der Wicklung (28) angeordnet ist und eine ringförmige Stirnfläche (100) aufweist, und
- 2. der relativ zum Polstück (62), das hülsenförmig und zylindrisch ausgebildet ist, derart angeordnet ist, daß die jeweils ringförmigen Stirnflächen von Anker (100) und Polstück (98) einander gegenüberliegen,
- 8. - das zweite Gehäuseteil (16) umfaßt eine Bohrung(130),
- 9. - einen Spulenventilkörper (124),
- 1. der in der Bohrung (130), angeordnet und relativ zu dieser sowie relativ zum Anker (56) beweglich ist, und
- 2. der einen ersten (125) und einen zweiten (127) miteinander fluchtenden zylindrischen Ventilteil umfaßt,
- 10. - zwischen diesen beiden Ventilteilen (127, 125) ist ein diese miteinander verbindender Zwischenteil (134) angeordnet, der einen relativ kleinen Querschnitt aufweist und eine Ringkammer (136) begrenzt, die sich einerseits zwischen dem Zwischenteil (134) und der Wand der Bohrung (130) und andererseits axial zwischen dem ersten (125) und dem zweiten (127) Ventilteil erstreckt,
- 11. - einem Mediumeinlaßkanal (172, 164, 168, 166), der im zweiten Gehäuseteil (16, 112) vorgesehen ist und dem zweiten zylindrischen Ventilteil (127) radial gegenüberliegt, und zwar zwecks Steuerung des Mediumstromes im Mediumeinlaßkanal durch den ersten Ventilteil (127),
- 12. - einem Mediumauslaßkanal (180, 174, 176) der im zweiten Gehäuseteil (16, 112) ausgebildet ist und eine leitende Verbindung mit der Ringkammer (136) herstellt,
- 13. - einen zu einem Sumpf führenden Mediumauslaßkanat (184, 182), der im zweiten Gehäuseteil (16, 112), und zwar dem ersten zylindrischen Ventilteil (125) radial gegenüberliegend angeordnet ist, wobei das erste Ventilteil (125) den Mediumstrom zum Sumpf steuert,
- 14. - einem Mediumkanal (144, 142, 138, 140), der zwischen dem Mediumeinlaßkanal (172, 164, 168, 166) und dem Mediumströmungskanal (154) Medium kommuniziert;
- 15. - wobei dann, wenn der Anker (56) derart bewegt ist, daß die Strömung des fließfähigen Mediums aus dem Mediumströmungskanal (154) am stärksten gedrosselt ist, der Druck des Mediums den Spulenventilkörper (124) dazu veranlaßt, sich in eine Richtung zu bewegen, in der der erste Ventilteil (125) weiterhin die Strömung des Mediums aus der Ringkammer (136) durch den Mediumauslaßkanal (184, 182) zum Sumpf hin drosselt, während der zweite Ventilteil (127) seine Drosselwirkung auf die Strömung des Mediums vom Mediumeinlaßkanal (172, 164, 168, 166) in die Ringkammer (136) zum Mediumauslaßkanal (180, 174, 176) verringert,
- 16. - wobei elastische Mittel (88) ein erstes und ein zweites Wirkungsende aufweisen, - wobei das erste Wirkungsende in Wirkverbindung mit dem Anker (56), der einen Federsitz (79) aufweist, steht,
- 17. - wobei das zweite Wirkungsende in Wirkverbindung mit zwei Federsitzelementen (80) steht, und
- 18. - wobei die Federsitzelemente (80) ein Kraftübertragungselement (83) und einen Justierkörper (81) umfassen und das Kraftübertragungselement (83) gegenüber dem Justierkörper (81) separat bewegbar ist,
- 1. - einem Gehäuse (12),
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1993
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BORG-WARNER AUTOMOTIVE, INC., STERLING HEIGHTS, MI |
|
D2 | Grant after examination | ||
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