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DE102017201518A1 - Ventilvorrichtung mit einem verstellbaren Druckventil - Google Patents

Ventilvorrichtung mit einem verstellbaren Druckventil Download PDF

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DE102017201518A1
DE102017201518A1 DE102017201518.7A DE102017201518A DE102017201518A1 DE 102017201518 A1 DE102017201518 A1 DE 102017201518A1 DE 102017201518 A DE102017201518 A DE 102017201518A DE 102017201518 A1 DE102017201518 A1 DE 102017201518A1
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DE
Germany
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valve
pressure
spring
piston element
force
Prior art date
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Pending
Application number
DE102017201518.7A
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English (en)
Inventor
Gerhard Bailly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2093Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power
    • G05D16/2097Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with combination of electric and non-electric auxiliary power using pistons within the main valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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Abstract

Es wird eine Ventilvorrichtung (1) mit einem verstellbaren Druckventil (2) beschrieben, in dessen Bereich ein Arbeitsdruck (p_sys) auf ein vorgebbares Druckniveau einstellbar ist. Hierfür ist eine an einem Ventilschließglied (3) des Druckventils (2) angreifende und in Schließrichtung des Druckventils (2) wirkende Betätigungskraft einer Betätigungseinrichtung (4) variierbar. Die Betätigungseinrichtung (4) umfasst eine Federeinrichtung (5), die einenends am Ventilschieber (3) angeschultert ist und anderenends an einem Kolbenelement (6) anliegt und deren Federkraft in Schließrichtung des Druckventils (2) am Ventilschieber (3) angreift. Ein Betriebszustand des Kolbenelementes (6) ist durch Anlegen einer Stellkraft in einem die Betätigungskraft verändernden Umfang variierbar. Es ist eine elektrohydraulische Ventileinheit (7) vorgesehen, in deren Bereich ein zum Variieren des Betriebszustandes des Kolbenelementes (6) entgegen einer Federkraft einer am Kolbenelement (6) angreifenden weiteren Federeinrichtung (8) und am Kolbenelement (6) anlegbarer Regeldruck (p_A) in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Arbeitsdruckes (p_sys) einstellbar ist. Die Federkraft der weiteren Federeinrichtung (8) ist größer als die Federkraft der Federeinrichtung (5).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung mit einem verstellbaren Druckventil gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Grundsätzlich erfordert die Versorgung von Hydrauliksystemen von aus der Praxis bekannten Getrieben mit Drucköl die Bereitstellung eines Ölvolumenstromes, der auf einen getriebespezifischen Arbeitsdruck komprimiert wird. In Fahrzeugsystemen ist die zur Bereitstellung eines Ölvolumenstromes erforderliche Leistungsaufnahme durch Anpassung an den tatsächlichen aktuellen Bedarf minimierbar, wenn Volumenstromanpassungen mittels Verstellpumpen möglich sind. Bei Systemen mit kontinuierlicher Ölförderung ist eine Ölpumpe an die Drehzahl einer Antriebsmaschine eines Fahrzeuges gekoppelt. Der Druck im Hydrauliksystem wird dann an die Betriebssituation des Fahrzeuges über eine sogenannte Systemdruckregelung angepasst. Ein von einer derartigen sogenannten Konstantpumpe jeweils zur Verfügung gestellter überschüssiger Ölvolumenstrom über wird über ein sogenanntes Systemdruckregelventil beispielsweise in einen Ölsumpf des Getriebes abgeleitet.
  • Des Weiteren sind steuerbare Systemdruckregelventile bekannt, die im PKW-Bereich zur Optimierung des Getriebewirkungsgrades eingesetzt werden. Der Einsatz solcher steuerbarer Systemdruckregelventile in stufenlos leistungsverzweigten Getriebesystemen ist jedoch nicht ohne weiteres möglich, da im Betrieb solcher Getriebe erhebliche Volumenstromänderungen auf der Verbraucherseite eines Hydrauliksystems auftreten können. Derartige Volumenstromänderungen treten beispielsweise während Betriebszustandsverläufen auf, während welchen kurzzeitig ein erheblicher Ölvolumenstrombedarf vorliegt, der beispielsweise durch gleichzeitige Betätigung mehrerer Kupplungen und/oder durch Verstellung eines Variators auftritt.
  • Steuerbare Systemdruckregelventile übernehmen dabei nicht nur die Aufgabe, einen Ölvolumenstrom auf ein definiertes Druckniveau einzuregeln. Über solche steuerbare Systemdruckregelventile wird zusätzlich auch versucht, starke Volumenstromschwankungen durch eine entsprechende Anpassung des im Bereich des Systemdruckregelventiles abströmenden Ölflusses auszugleichen.
  • Derzeit verfügbare steuerbare Systemdruckregelventile sind hierzu nachteilhafterweise nicht geeignet, da diese bei schnellen Ölvolumenstromschwankungen entweder einen Druckabfall verursachen oder Bauteile in unerwünschtem Umfang belastende Druckspitzen im Hydrauliksystem eines Getriebes bewirken, was jedoch die Getriebefunktion und die Lebensdauer von Getriebebauteilen in unerwünschtem Umfang beeinträchtigt.
  • Aus der DE 40 11 593 A1 ist ein einstellbares Druckventil bekannt, dessen Ventilcharakteristik über einen elektromotorischen Stellantrieb mit Schrittmotor einstellbar ist. Das vorgeschlagene Druckventil ist jedoch durch einen hohen Bauraumbedarf gekennzeichnet und weist einen komplexen konstruktiven Aufbau auf, was sich wiederum nachteilig auf die Herstellkosten auswirkt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraum- und kostengünstige Ventilvorrichtung mit einem verstellbaren Druckventil zur Verfügung zu stellen, mittels welcher während eines Betriebes von Getriebesystemen, während dem starke und schnelle Volumenstromänderungen auftreten, unerwünschte Druckabfälle und Druckspitzen vermeidbar sind.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Ventilvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung umfasst ein verstellbares Druckventil, in dessen Bereich ein Arbeitsdruck auf ein vorgebbares Druckniveau einstellbar ist. Hierfür ist eine an einem Ventilschließglied bzw. an einem Ventilschieber des Druckventils angreifende und in Schließrichtung des Druckventils wirkende Betätigungskraft einer Betätigungseinrichtung variierbar. Zusätzlich umfasst die Betätigungseinrichtung eine Federeinrichtung, die einenends am Ventilschieber angeschultert ist und anderenends an einem Kolbenelement anliegt und deren Federkraft in Schließrichtung des Druckventils am Ventilschieber angreift. Ein Betriebszustand des Kolbenelementes ist durch Anlegen einer Stellkraft in einem die Betätigungskraft verändernden Umfang variierbar.
  • Erfindungsgemäß ist eine elektrohydraulische Ventileinheit vorgesehen, in deren Bereich ein zum Variieren des Betriebszustandes des Kolbenelementes entgegen einer Federkraft einer am Kolbenelement angreifenden weiteren Federeinrichtung und am Kolbenelement anlegbarer Regeldruck in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Arbeitsdruckes einstellbar ist. Die Federkraft der weiteren Federeinrichtung ist größer als die Federkraft der Federeinrichtung, um Rückwirkungen von Änderungen der Federkraft der Federeinrichtung auf die Lage des Kolbenelementes gering zu halten, die aus Schwankungen des Arbeitsdruckes resultieren.
  • Dabei kann es vorgesehen sein, dass die weitere Federeinrichtung auf eine bauraumabhängig maximal mögliche Federkonstante ausgelegt wird und die Federkonstante der weiteren Federeinrichtung gegenüber der Federkonstante der Federeinrichtung maximiert ist. Dadurch wird bewirkt, dass Schwankungen des Systemdrucks, die aus federeinrichtungsseitigen Änderungen der am Ventilschieber jeweils anliegenden Kräfte resultieren, keine Auswirkungen auf die Funktionsweise der Ventilvorrichtung ausüben. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die jeweils aus den Schwankungen des Systemdruckes resultierenden und am Kolbenelement angreifenden Kräfte dann im Vergleich zu der am Kolbenelement ebenfalls angreifenden Federkraft der weiteren Federeinrichtung, die über den Arbeitsdruck die Lage des Kolbenelementes bestimmt, vernachlässigbar sind.
  • Zusätzlich ist die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung auf einfache und kostengünstige Art und Weise in bestehende Hydrauliksysteme an sich bekannter Getriebesystemen implementierbar, da das Druckventil und die dem Druckventil zugeordnet elektrohydraulische Ventileinheit jeweils im Bereich von zur Verfügung stehenden Bauräumen anordenbar sind, die nicht zwingend aneinander angrenzen müssen, da der im Bereich der Ventileinheit eingestellte Regeldruck bauraumgünstig über Leitungen an dem beabstandet zur Ventileinheit angeordneten Druckventil anlegbar ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung wird die Federkraft der Federeinrichtung auf den Ventilschieber mittels eines elektrohydraulischen Systems verändert.
  • Das elektrohydraulische System beziehungsweise die elektrohydraulische Ventileinheit kann beispielsweise als bauraum- und kostengünstiges Proportionalmagnetventil ausgebildet sein.
  • Des Weiteren ist eine Arbeitsdruckmodulation auf das Kolbenelement in Verbindung mit der weiteren Federeinrichtung durchführbar, über welche die über ein Steuergerät vorgebbare Lageänderung des Kolbenelementes bewirkt wird, die wiederum ein Anheben und Absenken von der an der Federeinrichtung am Ventilschließglied anliegenden Federkraft ermöglicht.
  • Die erfindungsgemäße Ventilvorrichtung ist mit serienverfügbaren hydraulischen und elektronischen Standardkomponenten als elektronisch verstellbares Systemdruckregelventil ausführbar, das die Schnelligkeit serienerprobter Systemdruckregelventile bei Ölvolumenstromschwankungen nicht beeinträchtigt und das Druckeinbrüche sowie Druckspitzen im Hydrauliksystem eines Getriebes in gewünschtem Umfang minimiert.
  • Die Federeinrichtung und die weitere Federeinrichtung sind bei einer bauraumgünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung in einem von einem Gehäuse, dem Ventilschieber bzw. dem Ventilschließglied und dem Kolbenelement begrenzten Ventilraum koaxial zueinander angeordnet, wobei die weitere Federeinrichtung einenends am Kolbenelement und anderenends gehäuseseitig angeschultert ist.
  • Ist der Arbeitsdruck über eine Leitung als Versorgungsdruck an der Ventileinheit anlegbar und ist die Leitung über die Ventileinheit mit einem von der Kolbeneinheit beziehungsweise dem Kolbenelement und dem Gehäuse begrenzten weiteren Ventilraum und/oder mit einem Niederdruckbereich verbindbar, sind die Ventilcharakteristik der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung auf konstruktiv einfache Art und Weise bei gleichzeitig geringem Steuer- und Regelaufwand in gewünschtem Umfang variierbar und Druckschwankungen im Bereich des Arbeitsdruckes selbst bei schnellen und starken Volumenstromänderungen vermeidbar.
  • Umfasst die Federeinrichtung eine Schraubenfeder, die einenends bereichsweise in einen wenigstens annähernd hohlzylindrisch ausgeführten Bereich des Ventilschließgliedes in axialer Erstreckung bereichsweise eingreift, wobei der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Bereiches des Ventilschließgliedes und der Außendurchmesser der Schraubenfeder so aufeinander abgestimmt sind ,dass die Schraubenfeder vom Ventilschieber in radialer Richtung geführt ist, ist die Ventilvorrichtung auf einfache Art und Weise bauraumgünstig ausgeführt und die Funktionsweise der Federeinrichtung auf konstruktiv einfache Art und Weise gewährleistet, da das radiale Führen der Schraubenfeder durch den Ventilschieber bzw. das Ventilschließglied einem Beulen oder einem Knicken der Schraubenfeder in gewünschtem Umfang entgegenwirkt.
  • Die Schraubenfeder umfasst bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung mit ihrem dem Kolbenelement zugewandten Ende einen zumindest bereichsweise zylindrischen Bereich. Dabei sind der Außendurchmesser des zylindrischen Bereiches und der Innendurchmesser der Schraubenfeder derart aufeinander abgestimmt, um die Schraubenfeder durch das Kolbenelement in radialer Richtung zu führen und einem Funktionsausfall der Federeinrichtung wiederum durch die radiale Führung der Schraubenfeder auf konstruktiv einfache und bauraumgünstige Art und Weise in gewünschtem Umfang entgegenzuwirken.
  • Bei einer besonders kostengünstig umsetzbaren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung ist das Druckventil als Druckbegrenzungsventil ausgebildet, in dessen Bereich der Arbeitsdruck stromab des Druckbegrenzungsventils auf ein vorgebbares Druckniveau einstellbar ist.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegeben Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung angegeben Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer als Druckbegrenzungsventil ausgeführten Ventilvorrichtung in einer Längsschnittansicht.
  • In der Figur ist eine stark schematisierte Längsschnittansicht einer Ventilvorrichtung 1 mit einem verstellbaren Druckventil 2 gezeigt. Im Bereich des Druckventils 2 ist ein Arbeitsdruck p_sys auf ein im nachfolgenden Umfang vorgebbares Druckniveau einstellbar. Hierfür ist eine an einem Ventilschließglied beziehungsweise an einem Ventilschieber 3 des vorliegend als Druckbegrenzungsventil ausgeführten Druckventils 2 angreifende und in Schließrichtung des Druckventils 2 wirkende Betätigungskraft einer Betätigungseinrichtung 4 variierbar. Die Betätigungseinrichtung 4 umfasst eine Federeinrichtung 5, die einenends am Ventilschieber 3 und anderenends an einem Kolbenelement 6 anliegt und deren Federkraft in Schließrichtung des Druckventils 2 am Ventilschieber 3 angreift.
  • Ein Betriebszustand des Kolbenelementes 6 ist durch Anlegen einer Stellkraft in einem die Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 4 verändernden Umfang variierbar. Dafür ist wiederum eine elektrohydraulische Ventileinheit 7 vorgesehen, die als Proportionalventil ausgebildet ist. In Bereich der Ventileinheit 7 ist in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Arbeitsdruckes p_sys ein am Kolbenelement 6 anlegbarer Regeldruck p_A einstellbar, über den der Betriebszustand des Kolbenelementes 6 entgegen einer Federkraft einer am Kolbenelement 6 angreifenden weiteren Federeinrichtung 8 variierbar ist.
  • Die Federkraft der weiteren Federeinrichtung 8 ist größer als die Federkraft der Federeinrichtung 5, um Rückwirkungen von Änderung der Federkraft der Federeinrichtung 5, die aus Schwankungen im Verlauf des Arbeitsdruckes p_sys resultieren, auf die Lage des Kolbenelementes 6 gering zu halten. Dabei ist es besonders günstig, wenn die weitere Federeinrichtung 8 auf eine bauraumabhängig maximal mögliche Federkonstante ausgelegt ist und damit die Federkonstante der weiteren Federeinrichtung 8 maximiert ist gegenüber der Federkonstante der Federeinrichtung 5. Eine derartige Auslegung der Federkonstante der weiteren Federeinrichtung 8 gewährleistet, dass durch Schwankungen des Arbeitsdruckes p_sys erzeugte Kraftänderungen auf den Zwischenkolben beziehungsweise das Kolbenelement 6 im Vergleich zu der Federkraft der weiteren Federeinrichtung 8 vernachlässigbar sind, die gemeinsam mit dem Regeldruck p_A die Lage des Kolbenelementes 6 in einem Gehäuse 9 bestimmt.
  • Sowohl das Kolbenelement 6 als auch der Ventilschieber 3 sind längsverschieblich im Gehäuse 9 der Ventilvorrichtung 1 angeordnet, wobei ein vom Gehäuse 9, dem Ventilschließglied 3 und dem Kolbenelement 6 begrenzter Ventilraum 10 entlüftet und damit drucklos ist, um Stellbewegungen des Ventilschließgliedes 3 und des Kolbenelementes 6 nicht durch einen unerwünscht anliegenden Druck zu beeinflussen. Die Federeinrichtung 5 und die weitere Federeinrichtung 8 sind koaxial im Ventilraum 10 angeordnet.
  • Die Federeinrichtung 5 umfasst eine Schraubenfeder 11, die einenends bereichsweise in einen wenigstens annähernd hohlzylindrisch ausgeführten Bereich 12 des Ventilschließgliedes 3 in axialer Erstreckung eingreift. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Bereiches 12 des Ventilschließgliedes 3 und der Außendurchmesser der Schraubenfeder 11 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Schraubenfeder 11 vom Ventilschieber 3 in radialer Richtung geführt ist.
  • Zusätzlich umfasst die Schraubenfeder 11 der Federeinrichtung 5 mit ihrem dem Kolbenelement 6 zugewandten Ende einen zumindest bereichsweise zylindrischen Bereich 13 des Kolbenelementes 6. Der Außendurchmesser des zylindrischen Bereiches 13 und der Innendurchmesser der Schraubenfeder 11 sind wiederum derart aufeinander abgestimmt, dass die Schraubenfeder 11 vom Kolbenelement 6 in radialer Richtung geführt ist.
  • Zusätzlich ist vorliegend auch die weitere Federeinrichtung 8 mit einer Schraubenfeder 14 ausgeführt, die bereichsweise an ihrem äußeren Umfang in radialer Richtung vom Gehäuse 9 geführt ist und mit einem Ende an einem Anschlag 15 des Gehäuses anliegt, während die Schraubenfeder 14 der weiteren Federeinrichtung 8 in dargestelltem Betriebszustand der Ventilvorrichtung 1 anderenends am Kolbenelement 6 anliegt. Zusätzlich ist das Gehäuse 9 mit einem weiteren Anschlag 16 ausgeführt, an dem das Kolbenelement 6 bei entsprechend eingestelltem Regeldruck p_A zum Anliegen kommt, womit der weitere Anschlag 16 eine Stellwegbegrenzung des Kolbenelementes 6 in Richtung des Ventilschiebers 3 eine maximale Veränderung der Federkraft der Federeinrichtung 5 begrenzt.
  • Neben dem Ventilraum 10 begrenzen das Gehäuse 9, das Kolbenelement 6 und die Ventileinheit 7 einen weiteren Ventilraum 17, in dem der Regeldruck p_A von der Ventileinheit 7 anlegbar ist. Sowohl das Volumen des Ventilraumes 10 als auch das Volumen des weiteren Ventilraumes 17 variieren in Abhängigkeit der axialen Stellung bzw. des Betriebszustandes des Kolbenelementes 6, dessen maximaler Stellweg neben dem weiteren Anschlag 16 des Gehäuses 9 von der Ventileinheit 7 begrenzt wird. Das bedeutet, dass das Kolbenelement 6 bei entsprechend eingestelltem Regeldruck p_A in Abhängigkeit der Ausführung der beiden Federeinrichtungen 5 und 8 entweder von der Federeinrichtung 5 alleine oder von der Federeinrichtung 5 und der weiteren Federeinrichtung 8 gemeinsam entgegen dem am Kolbenelement 6 anliegenden Regeldruck p_A gegen das Gehäuse der Ventileinheit 7 gedrückt wird, wenn die Federkraft der Federeinrichtung 5 oder die Summe aus den Federkräften der Federeinrichtung 5 und der Federeinrichtung 8 größer ist als die am Kolbenelement 6 anliegende und aus dem Regeldruck p_A resultierende Druckkraft.
  • Im Betrieb der Ventilvorrichtung 1 wird der mit vergleichsweise geringer Masse ausgeführte Ventilschieber 3 im Bereich eines Druckraumes 18 von einer am Ventilschieber 3 angreifenden Druckkraft F18 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 5 verschoben, wenn die Druckkraft F18 größer als die Federkraft der Federeinrichtung 5 ist. Über eine Steuerkante 19 wird in Abhängigkeit der stromauf und stromab an der Ventilvorrichtung 1 anliegenden Drücke Ölvolumen aus dem Druckraum 18, in dessen Bereich der Arbeitsdruck p_sys anliegt, in Richtung eines weiteren Druckraumes 20 abströmen, in dessen Bereich ein niedrigeres Druckniveau vorliegt als im Druckraum 18, bis das durch die Federkraft der Federeinrichtung 5 definierte Druckniveau im Druckraum 18 erreicht wird. In einem solchen Betriebszustand der Ventilvorrichtung 1 wird das Ventilschließglied 3 von der Federkraft der Federeinrichtung 5 in Richtung des Druckraumes 18 sowie der Steuerkante 19 verschoben und damit der aus dem Druckraum 18 in Richtung des weiteren Druckraumes 20 abströmende Ölvolumenstrom reduziert.
  • Da die Stellbewegung des Ventilschließgliedes 3 aufgrund der angreifenden Druck- und Federkräfte jeweils gegen den entlüfteten Ventilraum 10 erfolgt, findet nur eine minimale Behinderung der Stellbewegung des Ventilschiebers 3 statt. Damit sind Druckschwankungen im Systemdruckraum beziehungsweise im Druckraum 18 innerhalb kurzer Betriebszeiten in eine Stellbewegung des Ventilschiebers 3 umsetzbar und auch ausregelbar, da Stellbewegungen nicht von zunächst aus dem Ventilraum 10 zu verdrängendem und inkompressiblem Öl behindert werden.
  • Der Arbeitsdruck bzw. Systemdruck p_sys wird vorliegend mittels eines Drucksensors 21 messtechnisch ermittelt und anschließend ein Mittelwert des Arbeitsdruckes p_sys im Bereich eines Steuergerätes 22 bestimmt. In Abhängigkeit des aktuell vorliegenden Betriebszustandes eines mit der Ventilvorrichtung 1 ausgeführten Getriebes und des erfassten Mittelwertes des Arbeitsdruckes p_sys wird die am Ventilschieber 3 anliegende Kraft der als Druckfeder ausgebildeten Federeinrichtung 5 durch Verändern der axialen Stellung des Kolbenelementes 6 über den Regeldruck p_A entgegen der Federkraft der weiteren Federeinrichtung 8 derart verändert, dass sich im Druckraum 18 ein den Betriebszustand des Getriebes angepasster Arbeitsdruck p_sys einstellt.
  • Die am Ventilschieber 3 jeweils anliegende Federkraft der Federeinrichtung 5 wird bei der in der Figur dargestellten Ventilvorrichtung 1 durch die ein elektrohydraulisches System darstellende Ventileinheit 7 verändert. Die Ventileinheit 7 bzw. das Proportionalmagnetventil ist mit einem Druckanschluss 23 zum Arbeitsdruck p_sys und mit einem Anschluss 24 ausgebildet, über den der Regeldruck p_A im weiteren Ventilraum 17 anlegbar ist. Zusätzlich umfasst die Ventileinheit 7 einen sogenannten Tankanschluss 25, über den Hydraulikfluidvolumen vom Druckanschluss 23 in Richtung des Öltanks des Getriebes, der einen Niederdruckbereich darstellt und in dessen Bereich im wesentlichen Umgebungsdruck vorherrscht, abführbar ist.
  • Das Steuergerät 22 moduliert in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Arbeitsdruckes p_sys über die Ventileinheit 7 den auf das Kolbenelement 6 wirkenden Regeldruck p_A. Die Arbeitsdruckmodulation auf das Kolbenelement 6 in Verbindung mit der weiteren Federeinrichtung 8 bewirkt wiederum eine durch das Steuergerät 22 vorgebbare Lageänderung des Kolbenelementes 6 und ermöglicht damit ein Anheben und ein Absenken der am Ventilschließglied 3 angreifenden Federkraft der Federeinrichtung 5.
  • In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht die Möglichkeit, dass die weitere Federeinrichtung 8 über den gesamten Stellweg des Kolbenelementes 6 mit diesem in Wirkverbindung steht. Dann wird die auf den Ventilschieber 3 seitens der Federeinrichtung 5 angreifende Federkraft sowohl in Abhängigkeit des Regeldrucks p_A als auch in Abhängigkeit der Federkraft der weiteren Federeinrichtung 8 über den gesamten Stellweg des Kolbenelementes 6 eingestellt bzw. variiert.
  • Hiervon abweichend besteht wiederum auch die Möglichkeit, dass die weitere Federeinrichtung 8 nur über einen Bereich des Stellweges des Kolbenelementes 6 mit diesem zusammenwirkt und die am Ventilschieber 3 anliegende Federkraft der Federeinrichtung 5 nur über diesen Bereich in Abhängigkeit der Federkraft der weiteren Federeinrichtung 8 und des Regeldruckes p_A verändert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ventilvorrichtung
    2
    Druckventil
    3
    Ventilschieber, Ventilschließglied
    4
    Betätigungseinrichtung
    5
    Federeinrichtung
    6
    Kolbenelement
    7
    elektrohydraulische Ventileinheit
    8
    weitere Federeinrichtung
    9
    Gehäuse
    10
    Ventilraum
    11
    Schraubenfeder
    12
    hohlzylindrischer Bereich des Ventilschiebers
    13
    zylindrischer Bereich des Kolbenelementes
    14
    Schraubenfeder der weiteren Federeinrichtung
    15
    Anschlag des Gehäuses
    16
    weiterer Anschlag
    17
    weiterer Ventilraum
    18
    Druckraum
    19
    Steuerkante
    20
    weiterer Druckraum
    21
    Drucksensor
    22
    Steuergerät
    23
    Druckanschluss
    24
    Anschluss
    25
    Tankanschluss
    F18
    Druckkraft
    p_A
    Regeldruck
    p_sys
    Arbeitsdruck
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4011593 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Ventilvorrichtung (1) mit einem verstellbaren Druckventil (2), in dessen Bereich ein Arbeitsdruck (p_sys) auf ein vorgebbares Druckniveau einstellbar ist, wobei hierfür eine an einem Ventilschließglied (3) des Druckventils (2) angreifende und in Schließrichtung des Druckventils (2) wirkende Betätigungskraft einer Betätigungseinrichtung (4) variierbar ist, und wobei die Betätigungseinrichtung (4) eine Federeinrichtung (5) umfasst, die einenends am Ventilschließglied (3) angeschultert ist und anderenends an einem Kolbenelement (6) anliegt und deren Federkraft in Schließrichtung des Druckventils (2) am Ventilschließglied (3) angreift, und wobei ein Betriebszustand des Kolbenelementes (6) durch Anlegen einer Stellkraft in einem die Betätigungskraft verändernden Umfang variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrohydraulische Ventileinheit (7) vorgesehen ist, in deren Bereich ein zum Variieren des Betriebszustandes des Kolbenelementes (6) entgegen einer Federkraft einer am Kolbenelement (6) angreifenden weiteren Federeinrichtung (8) und am Kolbenelement (6) anlegbarer Regeldruck (p_A) in Abhängigkeit einer Differenz zwischen einem Soll-Wert und einem Ist-Wert des Arbeitsdruckes (p_sys) einstellbar ist, wobei die Federkraft der weiteren Federeinrichtung (8) größer ist als die Federkraft der Federeinrichtung (5).
  2. Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (5) und die weitere Federeinrichtung (8) in einem von einem Gehäuse (9), dem Ventilschließglied (3) und dem Kolbenelement (6) begrenzten Ventilraum (10) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die weitere Federeinrichtung (8) einenends am Kolbenelement (6) und anderenends gehäuseseitig angeschultert ist.
  3. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsdruck (p_A) über eine Leitung als Versorgungsdruck an der Ventileinheit (7) anlegbar ist und die Leitung über die Ventileinheit (7) mit einem von dem Kolbenelement (6) und dem Gehäuse (9) begrenzten weiteren Ventilraum (17) und/oder mit einem Niederdruckbereich verbindbar ist.
  4. Ventilvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (5) eine Schraubenfeder (11) umfasst, die einenends bereichsweise in einen wenigstens annähernd hohlzylindrisch ausgeführten Bereich (12) des Ventilschließglieds (3) in axialer Erstreckung bereichsweise eingreift, wobei der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Bereiches (12) des Ventilschließglieds (3) und der Außendurchmesser der Schraubenfeder (11) so aufeinander abgestimmt sind, dass die Schraubenfeder (11) vom Ventilschließglied (3) in radialer Richtung geführt ist.
  5. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (11) mit ihrem dem Kolbenelement (6) zugewandten Ende einen zumindest bereichsweise zylindrischen Bereich (13) umfasst, wobei der Außendurchmesser des zylindrischen Bereiches (13) und der Innendurchmesser der Schraubenfeder (11) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Schraubenfeder (11) vom Kolbenelement (6) in radialer Richtung geführt ist.
  6. Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (2) als Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, in dessen Bereich der Arbeitsdruck (p_sys) stromab des Druckbegrenzungsventils (2) auf ein vorgebbares Druckniveau einstellbar ist.
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Citations (5)

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