DE2206751C2 - Pressure regulating valve for automobile automatic transmission - matches working pressure to engine load via electromagnet receiving pressure setting signal - Google Patents
Pressure regulating valve for automobile automatic transmission - matches working pressure to engine load via electromagnet receiving pressure setting signalInfo
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Abstract
Description
6060
Die Erfindung bc/icht sich auf ein Regelventil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch I.The invention relates to a control valve the preamble of claim I.
F.in bekanntes Regelventil dieser Art (DFl-OS ί 07 653) hat die Aufgabe, den Arbeitsdruck an urii'.Tschiedlichc Fahrzeuglastcn an/.upasscn. .Sein Elektromagnet wird daher analog zur Änderung der Fahrzeugbelastur.g erregt. Eine feinfühlige Anpassung des Arbeitsdruckes ist bei diesem im wesentlichen ausschließlich bei Nutzfahrzeugen verwendeten Regelventil naturgemäß nicht erforderlich. So liegt der Magnetanker dieses bekannten Regelventils im Ruhezustand des Elektromagneten außerhalb des Luftspaltes, und eine genaue Zwangsführung des Ankers zur Konstanthaltung der radialen Abstände zwischen dem Magnetanker und den Polschuhen beim EinLaichen in den Luftspalt ist bei diesem Regelventil ebenfalls nicht vorgesehen. Infolgedessen nehmen die Feldlinien beim Erregen des Elektromagneten an den Übergängen zwischen Magnetanker und Polschuhen ein zur Achse des Magnetankers geneigten Verlauf an, so daß radiale Kraftkomponenten am Magnetanker auftreten, die die angestrebte feste Zuordnung zwischen magnetischer Erregung und der axial wirkenden Stellkraft des Ventilstellgliedes stören, weil diese Kraftkomponenten zu einer radialen Verlagerung des nicht abgestützten Magnetankers im Luftspalt führen.F.in a well-known control valve of this type (DFl-OS ί 07 653) has the task of controlling the working pressure urii '. Different vehicle loads to / .upasscn. .His electromagnet is therefore excited analogously to the change in the vehicle load. A sensitive adjustment the working pressure is in this control valve, which is used essentially exclusively in commercial vehicles naturally not required. The magnet armature of this known control valve is in the idle state of the electromagnet outside the air gap, and a precise forced guidance of the armature to Keeping the radial distances between the armature and the pole pieces constant when spawning in the air gap is also not provided for in this control valve. As a result, the field lines take the Excitation of the electromagnet at the transitions between the magnet armature and pole pieces to the axis of the armature inclined course, so that radial force components occur on the armature that the Desired fixed association between magnetic excitation and the axially acting actuating force of the Interfere with the valve actuator because these force components lead to a radial displacement of the unsupported Guide the magnet armature in the air gap.
Bei automatisch schaltenden Kraftfahrzeuggetrieben ist jedoch die genaue Anpassung des Arbeitsdruckes und unter Umständen auch anderer Drücke an das Drehmoment des Antriebsmotors, insbesondere z. B. eines Dieselmotors, erforderlich. Hierbei muß die Übertragung der Einflußgröße, z. B. von der Regelstange einer Einspritzpumpe oder anderen Regelorganen möglichst kraftfrei und auch bei Temperaturschwankungen praktisch frei von Rückstellkräften und Verspannungen erfolgen, da andernfalls die Regelung selbst beeinflußt werden könnte.In the case of automatically shifting motor vehicle transmissions, however, the exact adaptation of the working pressure is essential and possibly other pressures to the torque of the drive motor, especially z. B. of a diesel engine. Here, the transfer of the influencing variable, z. B. from the control rod an injection pump or other control elements as force-free as possible and also with temperature fluctuations take place practically free of restoring forces and tension, otherwise the control itself could be influenced.
Der Erfindung liegt das geschilderte Problem als Aufgabe zugrunde. Ausgehend von einem Regelventil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist die erläuterte Aufgabe gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.The object of the invention is based on the problem outlined. Starting from a control valve According to the preamble of claim 1, the explained object is more advantageous according to the invention Way with the characterizing features of claim 1 solved.
Das Regelventil nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die Feldlinien bereits bei vcn Null ansteigender Erregung des Elektromagneten im wesentlichen radialen Verlauf an den Übergängen 7wischen Magnetanker und Polschuhen aufweisen, so daß radiale Kraftkomponenten — wenn überhaupt — nur sehr schwach auftreten und infolge der radialen Zwangsführung des Magnetankers nicht zu Veränderungen der radialen Lage des letzteren im Luftspalt führen. Damit ist eine genaue Zuordnung zwischen magnetischer Erregung und Stellkraft über den gesamten Stellweg des Ventilstellgliedes sichergestellt.The control valve according to the invention has the advantage that the field lines already increase at vcn zero Excitation of the electromagnet is essentially radial at the transitions between the magnet armature and pole pieces, so that radial force components - if at all - only very weak occur and due to the radial forced guidance of the armature does not lead to changes in the radial Position of the latter in the air gap. This is an exact association between magnetic excitation and actuating force ensured over the entire actuating path of the valve actuator.
Beim Regelventil nach der Erfindung kann daher die Übertragung der Einflußgröße, nämlich des Drehmoments, vom Regelorgan am Motor auf das Regelventil kraftfrei erfolgen. Die Abnahme der Eintlußgröße am Regelorgan, z. B. an der Regelstange der Einspritzpumpe, kann z. B. induktiv erfolgen.In the control valve according to the invention, the transmission of the influencing variable, namely the torque, from the control element on the motor to the control valve without force. The decrease in the inflow size on Regulating body, e.g. B. on the control rod of the injection pump, z. B. be done inductively.
Bei dem Regelventil nach der Erfindung ist jede Scheibenfeder am Außenumfang mittels mindestens eines O-Ringes zum Gehäuse bzw. Deckel einerseits und Spulentragkörper andererseits radial nachgiebig eingespannt, so daß auch bei Temperaturschwankungen keine RückstcÜkräfte oder Vorspannungen in der Halterung des Magnetankers auftreten.In the control valve according to the invention, each disc spring on the outer circumference is by means of at least an O-ring to the housing or cover on the one hand and the coil support body on the other hand radially flexible clamped, so that even with temperature fluctuations no restraint forces or pretension in the Bracket of the magnet armature occur.
Bei bekannten Regelvcntilen anderer Art. die sich im wesentlichen durch das Fehlen sowohl eines zur Ankerachse konzentrischen Ringteile* am Magnetanker als auch eines korrespondierenden ringförmigen Luftspaltcs vom gattungsgemäBcn Regelventil unterscheiden, ist der Stößel bereits an seinen beiden FindenWith known control valves of a different type mainly due to the lack of a ring part * on the armature that is concentric to the armature axis as well as a corresponding ring-shaped air gap from the generic control valve, the pestle is already at its two points
IOIO
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durch je eine scheibenförmige rückstellarme Scheibenfeder gehalten (FR-PS 15 78 762; US-PS 35 21 854).each held by a disc-shaped resetting arm disc spring (FR-PS 15 78 762; US-PS 35 21 854).
Auch ein aus der US-PS 36 40 151 bekanntgewordenes Regelventil anderer Art weist die vorgenannten Unterschiede bezüglich des Fehlens eines Ringteiles am Magnetanker etc. gegenüber dem gattungsgemäßen P.egelventil auf. Als weiterer Unterschied ist bei diesem bekannten Regelventil eine vom Stößel durchsetzte Ringspule nicht verwendet, sondern sein stabförmiger Magnetanker ist koaxial zwischen Stößel und einem die Spulenwicklung tragenden Stabmagnetteil angeordnet, der an seinem zum Magnetanker entgegengesetzten Ende in den Boden eines topfförmigen, zentrisch zur Ankerachse liegenden Polschuhs übergeht, in dessen Stirnöffnung das zugekehrte Ende des Magnetankers '5 beim getakteten Erregen der Spulenwicklung einfährt. Der Stößel ist fest mit dem Ventilteller eines Sitzventils verbunden und durch eine Ventilfeder in Schließstellung gehalten. In der Druckschrift sind Hinweise über Führung und Halterung von Stößel und Magnetanker nicht enthalten. Der Druckschrift läßt sich hinsichtlich des Abstandes zwischen dem Sitzventil und dem Polschuh entnehmen, daß das betreffende Ende des Magnetankers im Bereich der äußeren Mündung der Stirnöffnung liegt, wenn das Sitzventil geschlossen ist.Another type of control valve known from US Pat. No. 3,640,151 has the aforementioned differences with regard to the lack of a ring part on the armature, etc. compared to the generic level valve. Another difference in this known control valve is that a toroidal coil penetrated by the plunger is not used, but its rod-shaped magnet armature is arranged coaxially between the plunger and a bar magnet part carrying the coil winding, which at its end opposite to the magnet armature in the bottom of a pot-shaped pole piece located centrally to the armature axis passes, in the front opening of which the facing end of the armature ' 5 moves in when the coil winding is energized in a clocked manner. The tappet is firmly connected to the valve disk of a seat valve and held in the closed position by a valve spring. The publication does not contain information about the guidance and mounting of the plunger and magnet armature. With regard to the distance between the seat valve and the pole piece, the document reveals that the relevant end of the magnet armature lies in the area of the outer mouth of the front opening when the seat valve is closed.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Regelventils nach der Erfindung wird darin gesehen, daß der Scheibenteil des Ankers mit einem t.opfförmig ausgebildeten zentralen Überwurfteil auf der Stange befestigt ist und daß auf diesem Überwurfteil die Scheibenfeder aufgeschoben und durch eine aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehende Kappe festgeklemmt ist. Zweckmäßigerweise kann die Kappe selbst den Ventilverschlußkörper bilden und der Ventilsitz ebenfalls aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehen. Hierdurch kann erreicht werden, daß zwischen Ventilsitz und Verschlußkörper keine Kräfte auftreten und ein Festkleben des Verschlußkörpers am Sitz sowie das Festsetzen von magnetischen Teilchen am Ventilsitz mit Sicherheit vermieden wird.Another advantageous embodiment of the control valve according to the invention is seen in the fact that the Disc part of the armature is attached to the rod with a t.pot-shaped central coupling part and that the woodruff key is pushed onto this coupling part and replaced by a non-magnetic one Material existing cap is clamped. The cap itself can expediently be the valve closure body form and the valve seat also consist of a non-magnetic material. Through this it can be achieved that no forces occur between the valve seat and the closure body and a Sticking of the closure body to the seat and the attachment of magnetic particles to the valve seat Security is avoided.
Bei dem erfindungsgemäßen Regelventil kann ferner auf dem dem Anker entgegengesetzten Ende des Stößels ein topfförmig ausgebildeter zentraler Überwurfteil befestigt sein, auf welchen die andere Scheibenfeder aufgeschoben und durch das Auflager der Feder festgeklemmt ist. Das heißt mit anderen Worten, die Ausbildung der Halterung des Ankersystems mittels der beiden Scheibenfedern ist im Grunde genommen auf beiden Seiten gleich oder zumindest ähnlich.In the control valve according to the invention can also be on the opposite end of the armature The plunger can be attached to a cup-shaped central coupling part on which the other Woodruff key is pushed on and clamped by the support of the spring. That means with others In other words, the formation of the mounting of the anchor system by means of the two disc springs is basically taken the same or at least similar on both sides.
Nach einer Weiterbildung des Regelventils nach der Erfindung ist das Widerlager für die Feder und der Ventilsitz einstellbar in das Gehäuse bzw. einen besonderen Einsatzteil eingesetzt, z. B. eingeschraubt. Dadurch kann eine genaue Justierung und auch eine genaue Einstellung der Federkraft erfolgen, womit der eine Endwert des zu regelnden Druckbereiches — im vorliegenden Fall der obere Grenzwert — verändert und eingestellt werden kann. Im vorliegenden Falle wirkt die elektromagnetische Kraft gegen die Federkraft, to daß bei Stromausfall hoher Druck eingeregelt wird und Schaden im Getriebe verhindert wird. Im einzelnen katin erfindungsgemäß das Fcderwiclcrlager und der Ventilsitz als Schraubstopfen ausgebildet sein, wobei an ihrem Umfang ein straff eingespannter O-Ring hl angeordnet ist. Dieser O-Ring dient in vorteilhafter Weise zugleich als Dichtung und Verdrehsicherung für das Widerlager und den Ventilsitz.According to a development of the control valve according to the invention, the abutment for the spring and the valve seat is adjustable inserted into the housing or a special insert part, for. B. screwed in. As a result, an exact adjustment and also an exact setting of the spring force can take place, with which the one end value of the pressure range to be regulated - in the present case the upper limit value - can be changed and set. In the present case, the electromagnetic force acts against the spring force, so that in the event of a power failure, high pressure is regulated and damage to the transmission is prevented. In detail, according to the invention, the coil bearing and the valve seat can be designed as screw plugs, with a tightly clamped O-ring hl being arranged on their circumference. This O-ring is used advantageously at the same time as a seal and anti-twist device for the abutment and the valve seat.
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50 Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt 50 Details of the invention show the exemplary embodiments in the drawing, namely FIG
F i g. 1 eine Ventilausführung im Längsschnitt undF i g. 1 shows a valve design in longitudinal section and
Fig.2 eine Einzelheit einer anderen Ventilausführung, ebenfalls im Längsschnitt.Fig. 2 a detail of another valve design, also in longitudinal section.
Nach Fig. 1 ist das Gehäuse 10 des Regelventils mit einem längeren Anschlußstutzen 11 in das nicht mehr dargestellte Getriebegehäuse eingesetzt. Im Anschlußstutzen 12 ist ein Einsatzteil 12 eingesetzt, welcher rohrförmig ausgebildet ist und durch welchen am unteren Ende das zu regelnde Druckmedium nach Durchlaufen einer nicht mehr dargestellten Drosselstelle zuströmt Am oberen Ende bildet dieser aus nichtmagnetischen Werkstoff bestehende Einsatzteil den Ventilsitz 13. Um eine ausreichende Führung im Gehäuse 10 zu sichern, ist am oberen Ende ein Flanschteil 14 angeordnet, mit welchem sich dieser Einsatzteil 12 im Gehäuse 10 abstützt. D'.eser Flanschteil 14 hat Ausnehmungen 15, ζ. Β. Schlitze, durch welche das Druckmedium zu den Auslaßöffnungen 16 drucklos abströmen kann.According to Fig. 1, the housing 10 of the control valve is with a longer connecting piece 11 is inserted into the gear housing, not shown any longer. In the connection piece 12, an insert part 12 is used, which is tubular and through which on lower end of the pressure medium to be regulated after passing through a throttle point (not shown) flows in At the upper end this forms an insert made of non-magnetic material the valve seat 13. To ensure adequate guidance in the housing 10, there is a at the upper end Flange part 14 is arranged with which this insert part 12 is supported in the housing 10. D'.eser flange part 14 has recesses 15, ζ. Β. Slots through which the pressure medium to the outlet openings 16 is depressurized can flow away.
Auf einem rohrförmig ausgebildeter! Spulentragkörper 17 ist die Erregerwicklung 18 des Magnetventils angeordnet. Der Spulentragkörper 17 bildet an seinem dem Ventilsitz zugekehrten Ende mit zwei konzentrisch zueinander liegenden Ringteilen 19 und 20 einen magnetischen Spalt, in welchen der ebenfalls ringförmig ausgebildete Anker 21 mehr oder weniger hineingezogen werden kann. In der dargestellten Ruhestellung liegt der Anker mit dem größten Teil seines Ringkörpers außerhalb dieses Magnetspaltes.On a tubular! Bobbin 17 the excitation winding 18 of the solenoid valve is arranged. The bobbin 17 forms on his the valve seat facing end with two concentric ring parts 19 and 20 one magnetic gap, into which the likewise ring-shaped armature 21 is drawn more or less can be. In the rest position shown, the anchor lies with most of its Annular body outside this magnetic gap.
Der Anker selbst hat am Ringkörper 21 auf der dem Ventilsitz zugekehrten Seite einen Scheibenteil 22, der innen mit einem topfförmig ausgebildeten zentralen Überwurfteil 23 auf einer Stange 24, z. B. durch Kleben, befestigt ist, welche den Spulenträger 17 zentral durchsetzt. Am anderen Ende ist auf der Stange ein Auflager 25 für eine Feder 26 in ähnlicher Weise befestigt. Auch hier ist ein topfförmiger Überwurfteil 27 auf der Stange 24 starr befestigt. Der Anker ist zur Verminderung der Seitenkräfte geschlitzt.The armature itself has a disk part 22 on the ring body 21 on the side facing the valve seat, which inside with a cup-shaped central coupling part 23 on a rod 24, for. B. by gluing, is attached, which passes through the coil carrier 17 centrally. At the other end is one on the pole Support 25 for a spring 26 attached in a similar manner. Here, too, there is a cup-shaped coupling part 27 rigidly attached to the rod 24. The anchor is slotted to reduce side forces.
Für die Führung des beschriebenen Ankersystems sind am oberen und unteren Ende der Stange 24 Scheibenfedern 28 vorgesehen, die in axialer Richtung nur geringe Rückstellkräfte haben. Sie dienen lediglich der Zentrierung und Halterung des Ankersystems im Gehäuse. Die Scheibenfedern 28 sind an ihrem äußeren Umfang mit Hilfe von weichen O-Ringen 29 so gehalten, daß sie sich in radialer Richtung bei Temperaturschwankungen ausdehnen können. Auf diese Weise bleibt die Zentrierung des Ankersystems auch bei Temperaturschwankungen erhalten und frei von radialen Verspannungskräften. For the guidance of the anchor system described are at the upper and lower ends of the rod 24 Disk springs 28 are provided which have only low restoring forces in the axial direction. They only serve the centering and holding of the anchor system in the housing. The disc springs 28 are on their outer Circumference held with the help of soft O-rings 29 so that they move in the radial direction with temperature fluctuations can expand. In this way, the anchor system remains centered even with temperature fluctuations preserved and free from radial tension forces.
Der V^ntilverschlußkörper wird durch eine aus nichtmagnetischem Material bestehende Kappe 30 gebildet, welche auf dem zentralen Überwurlteil 23 aufgeschoben ist und dabei zugleich die Scheibenfeder 28 an ihren inneren Umfang festklemmt. Oben am Auflager 25 erfolgt diese Anordnung in sinngemäß derselben Art und W.ise.The valve closure body is made by a non-magnetic material existing cap 30 formed, which on the central Überwurlteil 23 is pushed on and at the same time clamps the disc spring 28 on its inner circumference. At the top of the Support 25, this arrangement takes place in the same way and W.ise.
Die Feder 16 stützt sich auf ein als Deckel dienendes Widerlager .31. das in das Gehäuse mil einem Gewinde einstellbar eingeschraubt ist. Z.ur Abciic'itung und zugleich zur Verdrehsicherung dient dabei ein /wischen Widerlager 31 und dem Gchäuscdeckcl 32 straff cinpespanriiv.!· O-Ring J3.The spring 16 is supported on an abutment serving as a cover .31. which is screwed into the housing with an adjustable thread. A / w the abutment 31 and the housing cover 32 are used for tracking and at the same time for anti-twist protection.! O-ring J3.
Die Wirkungsweise des Regelventil* liif.lt sich aus der Figur bereits entnehmen. In der dargestellten StellungThe mode of operation of the control valve * liif. Is derived from the Figure already removed. In the position shown
ist die !!rregerspule 18 stromlos und der Ventilversehlußkörper. d.h. die K;i[ ic !0 wird unter der Spannung der Feder 26 mit «.iem ganzen Ankersystem entweder vollkommen an den Ventilsitz 12 angelegt oder in einem ganz bestimmten geringfügigen Abstain! davon gehalten. Für eine Justierung ist hierbei auch tier Ventilsit/ 12 im Anschlußsuitzen Il des Gehäuses 10 mittels eines Gewindes einstellbar festgelegt. In dieser .Stellung wird der Abströmdruck des Druckmediums durch die Feder 26 festgelegt. Bei mehr oder weniger starker Rrregung der Spule 18 wird der Anker 21 mehr oder weniger in den Magnetspalt hineingezogen und damit das ganze Ankersystem entgegen der Kraft der Feder 26 vom Ventilsitz H hinwegbewegt. Dadurch ändert sich in üblicher Weise der Druck vor dem Ventil, der dann durch die beiden am Ankersystem wirkenden Kräfte, nämlich Federkraft abzüglich der Magnetkraft bedingt ist.the excitation coil 18 is de-energized and the valve closure body. i.e. the K; i [ic! 0 is under the Tension of the spring 26 with the entire anchor system either completely applied to the valve seat 12 or in a very specific slight distance! kept from it. For an adjustment, there is also a valve seat / 12 in the connection seat II of the housing 10 set adjustable by means of a thread. In this position, the discharge pressure of the pressure medium set by the spring 26. With more or less strong excitation of the coil 18, the armature 21 becomes larger or less drawn into the magnetic gap and thus the entire armature system against the force of the Spring 26 moved away from valve seat H. This changes the pressure upstream of the valve in the usual way, which is then caused by the two forces acting on the armature system, namely the spring force minus the magnetic force is conditional.
NJ3ch Pia 3 io rlrr nrin/inipllr Grsnmtaiifhnu des Regelventil und insbesondere des Ankerswcnis genau derselbe, wie er bisher beschrieben wurde. Das Gehäuse 10 hat bei dieser Atisfur-ung jedoch nur ?inen kurzen Anschlußstutzen 34. in welchen ein Kinsatztei! 35 eingeschoben ist. der mit dem Stutzen 34 einen Ringspalt 3b bildet. In die innere Bohrung dieses F.ins.i'/teils 35 ist der Ventilsit/ 37 einstellbar eingeschraubt und in der bereits beschriebenen Weise mittels eines straff gespannten O Ringes .38 gegen Verdrehung gesichert. Der O-Ring dient dabei — genauso wie bei der Anordnung nach F i g. 1 — am Widerlager 31 zugleich auch zur Midichtiing.NJ3ch Pia 3 io rlrr nrin / inipllr Grsnmtaiifhnu of the control valve and in particular of the armature exactly the same as it has been described so far. In this case, however, the housing 10 has only a short connecting piece 34 in which a Kinsatztei! 35 is inserted. which forms an annular gap 3b with the nozzle 34. The valve seat / 37 is adjustably screwed into the inner bore of this F.ins.i '/ part 35 and secured against rotation in the manner already described by means of a tightly tensioned O ring .38. The O-ring is used - just like in the arrangement according to FIG. 1 - at the abutment 31 also for midighting.
Das zu regelnde Medium strömt wiederum durch die zentrale Öffnung 39 zu und fließt nach Durchströmen des mehr oder weniger offenen Ventils durch die Querbohrungen 40 im Finsatzteil 35 und den Ringspalt 36 ab. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieses Ventils genau dieselbe, wie sie bei F-" i g. I bereits beschrieben ΐThe medium to be regulated flows in turn through the central opening 39 and flows through it of the more or less open valve through the transverse bores 40 in the insert part 35 and the annular gap 36 from. Otherwise, the mode of operation of this valve is exactly the same as that already described for FIG ΐ
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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