WO2017005498A1 - Federteller und hydraulikventil, insbesondere hydraulisches getriebeventil - Google Patents

Federteller und hydraulikventil, insbesondere hydraulisches getriebeventil Download PDF

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hydraulic valve
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Thomas Jacob
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Definitions

  • the invention relates to a spring plate and a hydraulic valve with a spring plate, in particular a hydraulic transmission valve of a hydraulic fluid-carrying device, in particular the mechatronics of a hydraulic control of a transmission of a motor vehicle.
  • the gear valve In order to nevertheless be fail-safe in the case of large gear oil change intervals, in extreme cases with so-called lifetime fillings, the gear valve must have a high degree of robustness. High robustness can indeed be achieved with a great play on the parts to be moved. However, this is at the expense of the control quality.
  • a hydraulic valve which has both a high robustness and a high control quality.
  • the high robustness is achieved by dirt particles in the operating medium can not get stuck to jamming of the transmission valve, since the anchor can muster so high axial forces that it can always break loose.
  • the high control quality is achieved by means of several constructive measures, which in particular the lateral forces minimized between the armature and a pole tube, in which the armature is movably arranged.
  • Such a known constructive feature for reducing the transverse forces is there a very close running clearance between the armature and the pole tube.
  • the aim is to achieve the thinnest possible separating layer, instead of, for example, a sleeve or a thick coating.
  • Such a very thin separation layer is usefully at a layer thickness of 10 ⁇ to 60 ⁇ .
  • the thin separating layer can be achieved, for example, by chemical or galvanic deposition of the separating layer.
  • chemical nickel plating can be used.
  • a layer thickness of 45 ⁇ has proved to be favorable, since a high magnetic force is achieved at acceptable transverse forces.
  • With the existing existing methods a layer thickness from 20 ⁇ has proven to be sufficiently reproducible.
  • no electrical voltage is applied across electrodes.
  • the layer thickness is very homogeneous in chemical nickel plating.
  • a Polkernkonus is provided in DE 10 201 1 053 023 A1. With such a Polkernkonus but also different other force / displacement curves are feasible. However, the linear force / displacement curve is mostly desired to simplify the control.
  • An object of the invention is to provide a spring plate for guiding a spring for biasing an armature of a hydraulic valve, in particular a hydraulic transmission valve, which is as simple and inexpensive to manufacture
  • Another object of the invention is to provide a hydraulic valve with such a spring plate, in particular as a hydraulic transmission valve that combines the highest possible robustness with cost-effective design.
  • a spring plate in particular for a hydraulic valve, in particular a hydraulic transmission valve, wherein the spring plate is provided by deep drawing formed from sheet metal.
  • the spring plate is provided for guiding a spring, by means of which spring a longitudinally movable armature of the hydraulic valve is biased to assume a basic position of the hydraulic valve.
  • the spring plate may be expediently pressed into a recess of the armature.
  • the spring plate made of sheet metal according to the invention can be made thin-walled by forming by deep drawing and still stiff.
  • a damping diaphragm can additionally be designed by an inner diameter, wherein the damping diaphragm can be as open as possible in order to achieve effective damping for the flowing inside the spring plate hydraulic fluid.
  • the spring plate can be made as a prestressed component.
  • the spring plate is formed of non-magnetic material, such as non-magnetic stainless steel with a wall thickness in the range 0.15 mm to 0.2 mm, but other materials and wall thicknesses are low.
  • a circumferential radial projection may be provided as a stop and Antiklebesay.
  • a bent or flanged edge in the axial direction on the outer circumference of the projection of the spring plate of this can be pressed when pressed into the recess of the anchor only to this edge and then rests with this edge as a stop on an end face of the anchor.
  • this edge can protrude for example by additional bending, for example in a thickness of the sheet, so far beyond the end face of the anchor, that the radial projection can serve as an anti-adhesive disc of the anchor.
  • the spring plate may be formed as turned inside tube piece.
  • the spring plate can be made inexpensively by at least partially flanging a sheet metal part.
  • a wall thickness of the sheet metal part is advantageously maintained, which further simplifies the manufacturing process of the spring plate.
  • the spring plate may be useful in a manufacturing process by forming a brim on the sheet metal part, deepening the brim, turning over a part of the sheet metal part, pulling the folded part, and upsetting the solid part to enlarge a diameter of the tubular spring plate as a receptacle for the spring , getting produced.
  • the spring plate on one side of the circumferential radial projection double-walled and on the opposite Side be formed single-walled.
  • the radial projection can be made for example by deep drawing from a sheet metal blank.
  • the piece of sheet metal can be shaped by means of a punch to a pot with brim, which pot is then pressed from below through the piece of sheet metal.
  • the spring plate can be formed by crimping to a defined length in the form of a double-walled tube piece, which opens into the radial projection radially outward.
  • the double-walled part of the spring plate can be pressed so advantageous in the recess of the anchor.
  • the other non-flared part of the original sheet metal part on the opposite side of the spring plate may be continued single-walled to receive the spring.
  • the spring plate may be open on both sides.
  • the spring plate can thus form a channel for hydraulic fluid flowing through it, which can thus flow from an armature space to a hydraulic fluid reservoir and back through a channel formed in the interior of the armature and through the spring plate.
  • the damping diaphragm formed by the inner diameter of the spring plate may be selected as open as possible in order to achieve the most effective possible hydraulic damping of the spring plate.
  • a hydraulic valve in particular a hydraulic transmission valve comprising a solenoid part with a magnetizable housing, which encloses a magnet coil on an outer periphery and at least a first end side, and with a pole tube arranged in the interior of the magnet coil, in which an armature in an armature space is provided axially displaceable, and a hydraulic part with a hydraulic piston, which is guided axially displaceably in a valve sleeve and by means of which at least one working port optionally with at least one supply connection and at least one tank connection is connectable.
  • the armature is provided for driving the hydraulic piston.
  • the valve sleeve is arranged along a longitudinal axis in extension of the pole tube.
  • the armature can be provided biased by a spring in the direction of the hydraulic part and pressed to guide the spring, a spring plate in a recess of the armature.
  • the spring plate can be provided by deep drawing formed from sheet metal and having a circumferential radial projection as a stop and Antiklebeact.
  • the pole tube comprises a pole and / or a pole core of the solenoid part.
  • the spring plate made of sheet metal according to the invention can be carried out in this way thin-walled and yet stiff.
  • a damping diaphragm can additionally be designed by an inner diameter, wherein the damping diaphragm can be as open as possible in order to achieve effective damping for the flowing inside the spring plate hydraulic fluid.
  • the spring plate can be made as a prestressed component.
  • the spring plate is formed of non-magnetic material, such as non-magnetic stainless steel with a wall thickness in the range 0.15 mm to 0.2 mm, but other materials and wall thicknesses are low.
  • a circumferential radial projection may be provided as a stop and Antiklebeface. Due to the radial projection on the outer circumference of the spring plate of this can be pressed when pressed into the recess of the armature only up to this stop and then lies flat with this projection as a stop on a front side of the armature. Also, this radial projection, for example, by additional Bending, for example, in a thickness of the sheet, as far protrude beyond the end face of the anchor, that the radial projection can serve as an anti-adhesive disc of the anchor. Thereby, a possible hydraulic or magnetic bonding of the armature is reduced at a stop of a pole tube, in which the armature is moved.
  • the spring plate may be formed as turned inside tube piece.
  • the spring plate can be manufactured inexpensively by at least partially flanging a sheet metal part.
  • a wall thickness of the sheet metal part is advantageously maintained, which further simplifies the manufacturing process of the spring plate.
  • the spring plate may be useful in a manufacturing process by forming a brim on the sheet metal part, deep drawing the brim, turning over a part of the sheet metal part, pulling the folded part, and upsetting the solid part to a diameter of the tubular spring plate as a receptacle for the spring enlarge, be produced.
  • the spring plate can be double-walled on one side of the circumferential radial projection and formed on the opposite side single-walled.
  • the radial projection can be made for example by deep drawing from a sheet metal blank.
  • the piece of sheet metal can be shaped by means of a punch to a pot with brim, which pot is then pressed from below through the piece of sheet metal. So can be formed over a beading on a defined length as a double-walled pipe section, which opens into the radial projection radially outward.
  • the double-walled part of the spring plate can be pressed so low in the recess of the anchor.
  • the spring plate may be open on both sides.
  • the spring plate can thus form a channel for hydraulic fluid flowing through it, which can thus flow from an armature space to a hydraulic fluid reservoir and back through a channel formed in the interior of the armature and through the spring plate.
  • the damping diaphragm formed by the inner diameter of the spring plate may be selected as open as possible in order to achieve the most effective possible hydraulic damping of the spring plate.
  • an axial force transmission between the armature and hydraulic piston can be effected by means of a separately formed pins, wherein the pin can be provided in particular guided in the valve sleeve.
  • the pin can be made in particular of non-magnetic material.
  • the pin can advantageously be designed symmetrically with respect to a transverse plane in order to facilitate assembly, since it is not necessary to pay attention to the orientation of the installation position.
  • a favorable diameter of the pin may be, for example, 2.0 mm to 2.5 mm.
  • the pin may have on its circumference a recess for reducing its longitudinal bearing surface, in particular the recess may be circumferentially formed as an annular groove on the circumference.
  • the recess reduces the possible bearing surface of the pin in the valve sleeve and thus contributes to a reduction of the friction in an axial movement of the pin.
  • the length and depth of the recess can be designed depending on the tolerance situation and the required guide length of the pin and of a stroke of the armature and the hydraulic piston. If the recess is advantageously designed as an annular groove, the pin can be manufactured as a simple turned part. Further, the recess with respect to the axial arrangement on the pin can be designed symmetrically to the longitudinal center of the pin and thus be independent of a mounting position in the hydraulic valve. The pin can be inserted first when assembling with the front or back side.
  • the pin on at least one of its two ends, a pad surface reducing structure, such as a rounded end face, in particular a ball point having.
  • Rounded end faces such as ball joints facilitate the transmission of power between the armature and hydraulic piston, as in this way tolerance errors in the alignment of armature and hydraulic piston to each other play a lesser role.
  • a low-friction power transmission between armature and hydraulic piston is possible.
  • a ring structure or nub structure or the like is conceivable.
  • both ends of the pin have a rounded end face, a mounting of the pin is independent of its orientation possible.
  • a pole disk and / or a fork plug can be provided integrated into a bobbin.
  • the pole disc serves as a magnetic closure of the magnetizable housing, which encloses the magnetic coil on an outer circumference and on at least one end side, on the side facing away from the hydraulic piston end face of the magnetic coil.
  • the pole disk can be designed, for example, as a magnetizable disc-shaped or annular body with recesses for cable feedthroughs, wherein the recesses can be bores, for example.
  • the pole disk may in particular be designed symmetrically in order to obtain a favorable symmetrical magnetic circuit.
  • This Policrobial can be advantageously integrated into the bobbin, for example, be encapsulated with the plastic material of the bobbin when the solenoid is to be executed with the bobbin overmolded.
  • Recesses in the pole disk can be suitably injected to fill it.
  • the pole disk can be molded together with the magnetic coil in an injection molding process. In this way, the axial space can be reduced favorably. Also hereby a particularly compact design is possible.
  • a fork plug as an electrical connection of the magnetic coil may conveniently also be integrated into the bobbin by encapsulation.
  • a stable mechanical connection of the fork plug is ensured with the solenoid part.
  • a good electrical insulation can be achieved by encapsulation, so that essential parts of the fork plug, which are not covered by a plug, can be formed safe to touch.
  • the pole disk can be encapsulated with a material of the bobbin at least in regions. In this way, the fixation of the pole disk is much easier in their relative orientation to the bobbin, since the two components, once they are encapsulated, can not move against each other. Also, the sealing of the bobbin against the hydraulic fluid and / or moisture is easier to maintain.
  • the housing may be caulked on the pole disk or welded to the pole disk.
  • the housing is pushed during assembly over an outer periphery of the pole disk and is fixed for example on the pole disk via a press-fit.
  • a caulking of the housing can also be effected via caulking segments, which are sheared off from the housing by means of a suitable tool and / or bent over and pressed onto the pole disk.
  • caulking segments which are sheared off from the housing by means of a suitable tool and / or bent over and pressed onto the pole disk.
  • caulking provides additional protection of the attachment of the housing and Polin.
  • the housing is provided welded to the pole plate.
  • the pole disk can be subsequently provided in the axial direction on the housing and in this way can be welded flush with the housing on an outer side.
  • a coil wire of the magnetic coil may be provided wound around a pin of the fork plug.
  • a welding sleeve can be inserted over the pin of the fork plug and the coil wire, which is then electrically and mechanically connected by means of pressing and a suitable welding process such as resistance welding with the pin and the wire.
  • a hydraulic fluid reservoir may be provided in the bobbin, which is in communication with the armature space.
  • the hydraulic fluid reservoir may be provided in the housing.
  • the reservoir which can conveniently be filled once initial, for example, in a production-side test is in hydraulic communication with the armature space and can advantageously prevent air from entering the hydraulic valve.
  • the reservoir can be sealed with a cover as a sealing disk on the side facing away from the armature space.
  • the reservoir can also prevent the entry of possibly resulting from abrasion chips in the anchor space.
  • the ability to displace the hydraulic fluid into the reservoir prevents additional undesirable damping.
  • the reservoir may be favorably dimensioned such that the volume displacement effected by the stroke of the pin between the armature and the hydraulic piston is for example 10% of the reservoir volume. In this way, only hydraulic fluid from the armature space is pushed into the reservoir and sucked in from there. This reduces the dirt entry into the armature space.
  • the bobbin in the armature space protruding projections may have as a stop for the anchor.
  • the projections may be arranged on an armature on the side facing away from the hydraulic piston end face and project into the armature space. These projections can advantageously form the stop for the armature, so that the armature does not impinge flatly with its end face on the bobbin and rests. Due to the reduced contact surface of the armature on the bobbin as anticaking effect can be achieved so that the anchor at Stop on the bobbin does not stick to it, but can easily be solved again.
  • the pole tube may have in a arranged in its outer circumference incision, preferably a V-shaped incision, a radially circumferential recess as a fine control contour.
  • the recess may be formed, for example, as a circumferential annular groove.
  • a favorable groove depth is in the range of 0.1 mm.
  • the incision advantageously serves to focus the magnetic field lines of the magnetic coil in the direction of a region of the armature on the part of the armature facing the hydraulic piston. Due to the circumferential recess in the region of the incision, an additional favorable focus can be made in the direction of the armature, which can achieve a magnetic force gain and thus serve for fine control in the control / regulation of the armature.
  • the pole tube on an outer surface in a longitudinal region between the first end face and one of these opposite the second end face of the magnetic coil having the annular circumferential recess.
  • the incision may favorably have on its opposite side flanks a first conical contour and a second conical contour arranged opposite to a plane perpendicular to the longitudinal direction, the conical contours being able to be open towards the outer surface.
  • a conical design permits favorable focusing of the cone Magnetic field generated by the magnetic coil.
  • the mechanical stability of the pole tube can thereby be obtained in a favorable manner, so that the hydraulic valve can be controlled favorably over a wide range of mechanical and thermal stress.
  • the slope of the conical contours may be formed differently steep, whereby a characteristic of the magnetic characteristic can be influenced.
  • the first and the second cone-shaped contour may be connected by a connecting web, wherein a wall thickness of the connecting web may be less than a wall thickness of the pole tube.
  • the wall thickness in the region of the connecting web can be substantially lower than the continuous wall thickness of the pole tube.
  • wall thicknesses of the connecting web may typically be in the range of 0.2 to 0.3 mm, so that a magnetic effect of the pole tube in the region of the incision is almost completely interrupted.
  • a possible thin connecting web has proven to be advantageous for the focusing of the magnetic field, so as to achieve a favorable controllability of the magnetic part.
  • the incision on an inner surface of the pole tube may have at least one circumferential recess, wherein in particular the at least one recess may be arranged in the region of the connecting web.
  • the hydraulic valve according to the invention Due to the arrangement of at least one circumferential recess, which may be formed, for example, as a circumferential annular groove on the inner surface of the pole tube, the hydraulic valve according to the invention has the additional advantage of reducing the transverse magnetic forces in the region of the relief shoulder to minimize the magnetosuppression and thus the valve hysteresis.
  • the recess in the incision may be arranged laterally in the connecting web at the transition to the conical side edge.
  • this side edge may be steeper than the opposite side edge of the incision.
  • Another advantage is an increase in the robustness of the magnet / valve against thermal influences / forces during operation.
  • the connecting bridge is mechanically relieved.
  • a functional influence of the magnet due to thermal deformation and different thermal expansions of the sensitive, thin-walled connecting web is avoided.
  • the circumferential recess and the at least one recess on the pole tube can be arranged axially spaced. Such a spatial separation in the axial direction proves to be advantageous for the focusing of the magnetic field and in particular for the reduction of parasitic magnetic flux.
  • the radial depth of the groove may conveniently be chosen in the range of 0.1 mm. Depending on the design of the hydraulic valve other sizes may be provided.
  • the hydraulic valve may have a chip protection cover which covers the pole disk with ribs.
  • the chip protection cover can prevent metallic chips, for example by abrasion in production or by friction of the moving parts of the hydraulic valve in operation, can cause a short circuit between the terminals of the solenoid.
  • the chip protection cover can be pushed as Spantikkappe on the bobbin or formed by molding the bobbin with the fork plug. Further, the chip protection cover can serve as a support of the plug force when mounting a mating connector on the fork plug.
  • the pole tube and the valve sleeve may be integrally formed.
  • the hydraulic valve according to the invention, the pole tube and valve sleeve in one piece formed integrally formed has significant advantages in the operation of the hydraulic valve, since possible component deformations and a resulting negative influence on the armature run in the pole tube and thereby caused a magnet / valve Hysteresis can be reduced.
  • By a common, one-piece production of pole tube and valve sleeve coaxiality of polar axis and valve sleeve axis is easier to achieve than in a production of pole tube and valve sleeve as separate components, since assembly inaccuracies play only a minor role. Both axes must therefore be reliably matched during production. This ensures a favorable configuration of the run of the armature in the pole tube and the hydraulic piston in the valve sleeve and an advantageous power transmission from the armature to the hydraulic piston.
  • pole tube and valve bush further favors a reduction of the magnetic transverse forces on the armature, since the most accurate alignment of the armature run in the axis of the solenoid by the one-piece design of pole tube and valve sleeve is easier to achieve.
  • the one-piece design of pole tube and valve sleeve further allows a reduction in the number of components of the hydraulic valve and consequent simplification of assembly, which contributes to a cost reduction and a lower number of errors in the assembly. Also, the overall operation of the hydraulic valve becomes more reliable because during operation, the risk of component deformation and concomitant functional impairment in valve operation can be reduced.
  • a production of the one-piece component as a turned part is possible in a favorable manner.
  • the armature can be guided in a recess of the pole tube. In this way, the armature can be favorably aligned and guided in the axis of the solenoid, which is an advantage for an efficient drive of the hydraulic valve.
  • the recess can be made very accurately with low tolerances and thereby low-friction running of the armature can be ensured in the recess, whereby the response and operating parameters of the hydraulic valve can be improved.
  • the hydraulic piston can be arranged at an end remote from the armature by means of a spring element at an end facing away from the armature of the valve sleeve.
  • the armature is operatively coupled to the hydraulic piston, in particular mechanically coupled, in particular the armature can be mechanically actuated by the hydraulic piston, e.g. indirectly with a pin (pin), which is arranged between the armature and hydraulic piston, or directly with a piston arranged on the small plunger.
  • a pin pin
  • Embodiment of the invention in a basic position
  • Fig. 3 is a longitudinal section through a hydraulic valve after another
  • Embodiment of the invention in a basic position.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a spring plate 43 according to an embodiment of the invention.
  • the spring plate which is provided in particular for a hydraulic valve 1, in particular a hydraulic transmission valve 1, as shown in Figure 2, can be made by deep drawing formed from sheet metal.
  • FIG. 2 shows in a longitudinal section the hydraulic valve 1 in a basic position. It is a pressure control valve.
  • This hydraulic valve 1 is used for example in a dual-clutch transmission.
  • valve bushings 5 of hydraulic parts 2 of a plurality of similarly constructed hydraulic valves are inserted into a control plate of the dual-clutch transmission.
  • the valve sleeves 5 are designed as turned parts.
  • Electromagnetic parts 3 of the transmission valves 1 respectively connected to the hydraulic parts 2 project out of the control plate and are surrounded by hydraulic fluid.
  • Each of the solenoid parts 3 has a magnetizable housing 4.
  • the spring plate 43 is provided for guiding the spring 40, by means of which spring 40 of the movable armature 10 in a longitudinal direction of the hydraulic valve 1 is biased to assume a basic position of the hydraulic valve 1.
  • the spring plate 43 is expediently pressed into a recess 32 of the armature 10.
  • the damping diaphragm 120 is designed by the inner diameter, wherein the damping diaphragm 120 is as open as possible in order to achieve an effective damping for the flowing inside the spring plate 43 hydraulic fluid.
  • the spring plate 43 may be made as a prestressed component. By this elastic design a secure pressing into the armature 10 on the closed contour of the spring plate 43 is possible. By providing the radius 122 as a lead-in chamfer-free press-fitting into the recess 32 of the armature 10 can be ensured.
  • the spring plate 43 is formed of non-magnetic material, such as non-magnetic stainless steel with a wall thickness in the range of 0.15 mm to 0.2 mm, but other materials and wall thicknesses are low.
  • the circumferential radial projection 44 is provided as a stop and Antiklebesay.
  • This can be pressed when pressed into the recess 32 of the armature 10 only to this edge 45 and then lies with the edge 45 as a stop on the front side of the armature 10th at.
  • this edge 45 protrude, for example, by additional bending, for example in the thickness of the sheet, as far as the end face of the armature 10, that the radial projection 44 serves as an anti-stick disc of the armature 10.
  • a possible hydraulic or magnetic bonding of the armature 10 is reduced at a stop of the pole tube 6, in which the armature 10 is moved.
  • the spring plate 43 is double-walled on the side of the circumferential radial projection 44 and formed on the opposite side single-walled.
  • the double-walled part of the spring plate can be pressed so low in the recess 32 of the armature 10.
  • the other non-crimped, single-wall part of the original tube piece receives the spring 40.
  • the spring plate 43 is open on both sides. Expediently, the spring plate 43 can thus form a channel for hydraulic fluid flowing through it, which can thus flow from the armature space 56 to the hydraulic fluid reservoir 26 and back through the channel 12 formed in the interior of the armature 10 and through the spring plate 43. In this way, a hydraulic balance between the armature chamber 56 and the hydraulic fluid reservoir 26 is ensured.
  • the damping diaphragm 120 formed by the inner diameter of the spring plate 43 may be selected as open as possible in order to achieve the most effective possible hydraulic damping of the spring plate 43.
  • the hydraulic valve 1 shown in Figure 2 comprises the solenoid part 3 with the magnetizable housing 4, which encloses a magnetic coil 7 on an outer periphery 50 and at least a first end face 52, as well as with a pole tube 6 arranged in the interior of the magnet coil 7, in which an armature 10 in an armature space 56 is provided so as to be axially displaceable.
  • the hydraulic valve 1 comprises the hydraulic part 2 with a hydraulic piston 1 6, which is axially displaceable in the valve sleeve 5 and by means of which at least one working port A with either a supply port P and a tank port T is connectable.
  • the armature 10 is provided for driving the hydraulic piston 1 6.
  • the valve sleeve 5 is arranged along a longitudinal axis L in extension of the pole tube 6.
  • the magnetic coil 7 is embedded in the bobbin 8 embedded in the housing 4, for example by means of press fit.
  • the magnetic coil 7 may be encapsulated with plastic material of the bobbin 8.
  • the valve bush 5 is provided in one piece with the pole tube 6, so that the hydraulic valve 1 has fewer components and the assembly process can be simplified. Due to the coaxiality of the pole tube 6 and the valve bushing 5, a large immersion depth of the armature 10 into the magnet coil 7 of the solenoid part 3 can be implemented in a structurally simpler manner, whereby a favorable and effective operation of the hydraulic valve 1 can be ensured. Thus, the operation of the entire hydraulic valve 1 is improved.
  • pole tube 6 and valve sleeve 5 further favors a reduction of the magnetic transverse forces on the armature 10, since the most accurate alignment of the armature run in the axis of the solenoid 7 by a one-piece design of pole tube 6 and valve sleeve 5 is easier to achieve ,
  • the pole tube 6 has a favorable influence on the magnetic flux, for example, a V-shaped recess 9.
  • the armature 10 is provided in an armature space 56 forming recess 1 1 of the pole tube 6 axially displaceable and has a central channel 12, which is designed as a bore.
  • This central channel 12 is extended with a shoulder at the front end of the armature 10 to a recess 13 of larger diameter, which is also designed as a bore.
  • an anti-adhesive disc 14 is used, which has one or more eccentric to the longitudinal axis L arranged small orifices apertures 15 which connect the armature space with the central channel 12.
  • the anti-stick disc 14 prevents sticking of the armature 10 to the magnetically conductive valve sleeve 5 of the hydraulic part 2 with a fully disengaged armature 10.
  • the hydraulic part 2 has the hydraulic piston 1 6, which is guided axially displaceably in the valve sleeve 5.
  • the hydraulic piston 1 6 is arranged at an end facing away from the armature 10 60 supported by a spring member 17 on the valve sleeve 5.
  • the hydraulic piston 1 6 against the force of the helical compression spring spring element 17 is displaceable, which is supported on a, attached in the valve sleeve 5 sieve 21.
  • the sieve 21 has a spring guide 22.
  • the working port A by means of a circumferential annular groove 18 and longitudinal and transverse bores 20, 19 in the hydraulic piston 1 6 with the supply port P or the tank port T connectable.
  • the working port A is connected to the supply port P in the basic position shown.
  • the spring 40 accommodated in the recess 41 of the pole tube 6 biases the armature 10 in the direction of the hydraulic part 2.
  • the spring plate 43 is pressed, which guides the spring 40 and serves at the same time by the circumferential radial projection 44 as a stop and Antiklebecons.
  • the axial force transmission between the armature 10 and the hydraulic piston 16 by means of a pin 23 which is guided in the valve sleeve 5 is arranged.
  • the pin 23 allows a decoupling between anchor and piston bearing.
  • a circumferential recess 24 on its circumference which is formed as a peripheral annular groove 68, thereby allowing a reduction of the support surface, whereby the friction can be reduced.
  • the hydraulic piston 1 6 and the Antiklebeattach 14 ball studs In order to simplify these two components, it is alternatively conceivable to form a pad-reducing structure, preferably rounded end faces, in particular ball studs, on the pin 23.
  • a pole disk 28 is provided integrated in the bobbin 8 by being at least partially encapsulated by the plastic material of the bobbin 8, for example, or by injecting recesses of the pole disk 28.
  • the pole plate 28 serves as a magnetic closure of the magnetizable housing 4, which encloses the magnetic coil 7 on the outer circumference 50 and at least one end face 52 on the hydraulic piston 1 6 opposite end face 54 of the magnetic coil 7.
  • the pole plate 28 may be magnetizable, such as disk-shaped or annular, be configured body with recesses for cable penetrations, wherein the recesses may be, for example, holes.
  • the bobbin 8 closes off the armature space 56 at one end of the hydraulic valve 1.
  • protrusions 25 projecting into the armature space 56 form a stop for the armature 10, so that the bearing surface reduced as a result has an anti-adhesive effect.
  • a provided in the bobbin 8 hydraulic fluid reservoir 26, which is preferably initially filled once, is in communication with the armature space 56 and prevents air from entering the hydraulic valve. 1 Furthermore, the possibility of displacement of the hydraulic fluid into the reservoir 26 prevents additional undesirable damping.
  • the reservoir 26 is dimensioned such that the volume shift caused by the pin stroke is reduced.
  • the hydraulic valve 1 In order to prevent a short circuit caused by foreign bodies between a forked plug, not shown, and the pole disk 28, the hydraulic valve 1 also has a chip protection cover 27, which covers the pole disk 28 with ribs.
  • the fork plug is also partially injected in the bobbin 8 provided so that a secure attachment of the fork plug and thus a secure contact can be guaranteed.
  • the coil wire is wound around the pin of the fork plug. Subsequently, a welding sleeve is inserted over the wound pin and pin and coil wire are connected by pressing and resistance welding appropriate.
  • the housing 4 is pushed during assembly over an outer periphery of the pole plate 28 and is fixed for example on the pole plate 28 via a press-fit.
  • a caulking of the housing 4 can also be effected via suitable Verstemmungssegmente, which sheared off by means of a suitable tool of the housing 4 and / or bent and pressed onto the pole plate 28.
  • Verstemmungssegmente which sheared off by means of a suitable tool of the housing 4 and / or bent and pressed onto the pole plate 28.
  • a such caulking provides additional protection of the attachment of the housing 4 and pole disc 28.
  • the housing 4 is welded to the pole plate 28 is provided.
  • the pole plate 28 may be provided in the axial direction of the housing 4 and then welded in this manner on an outer side flush with the housing 4.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section of a second exemplary embodiment of a hydraulic valve 1 according to the invention in the basic position.
  • a repeated description of the same components as in FIG. 2 is dispensed with and reference is made to their description in FIG. 1 in order to avoid unnecessary repetitions.
  • pole tube 6 and valve sleeve 5 are made in one piece.
  • the working connection A is connected to the supply connection P in the basic position shown.
  • a spring 40 accommodated in a recess of a pole tube insert 41 biases the armature 10 in the direction of the hydraulic part 2.
  • a spring plate 43 is pressed, which guides the spring 40 and at the same time by a circumferential radial projection 44 with a direction in the direction of the intended insertion chamfer bent or beaded rim 45 serves as a stop and Antiklebescene.
  • the spring plate 43 is advantageously formed by deep drawing from sheet metal.
  • the valve sleeve 5 of the second embodiment has a shorter end portion 46 of the hydraulic sleeve 5, which merges into the pole tube 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Federteller (143), insbesondere für ein Hydraulikventil (1), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller (143) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hydraulikventil (1), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, umfassend ein Elektromagnetteil (3) mit einem magnetisierbaren Gehäuse (4), welches eine Magnetspule (7) an einem Außenumfang (50) und an wenigstens einer ersten Stirnseite (52) umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule (7) angeordneten Polrohr (6), in welchem ein Anker (10) in einem Ankerraum (56) axial verschieblich vorgesehen ist, sowie ein Hydraulikteil (2) mit einem Hydraulikkolben (16), welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse (5) geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss (A) wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss (P) und wenigstens einem Tankanschluss (T) verbindbar ist. Dabei ist der Anker (10) zum Antrieb des Hydraulikkolbens (16) vorgesehen. Die Ventilbuchse (5) ist entlang einer Längsachse (L) in Verlängerung des Polrohrs (6) angeordnet. Dabei ist der Anker (10) mittels einer Feder (40) in Richtung Hydraulikteil (2) vorgespannt vorgesehen. Zur Führung der Feder (40) ist ein Federteller (43) in eine Ausnehmung (32) des Ankers (10) eingepresst, wobei der Federteller (43) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist und einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.

Description

Federteller und Hydraulikventil, insbesondere hydraulisches
Getriebeventil
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Federteller und ein Hydraulikventil mit einem Federteller, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil einer ein Hydraulikfluid führenden Einrichtung, insbesondere der Mechatronik einer hydraulischen Steuerung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs.
Stand der Technik
Um bei großen Getriebeölwechselintervallen, im Extremfall bei so genannten Lebensdauerfüllungen, dennoch ausfallsicher zu sein, muss das Getriebeventil eine hohe Robustheit aufweisen. Hohe Robustheit lässt sich zwar mit einem großen Spiel bei den zu bewegenden Teilen erzielen. Jedoch geht das zu Lasten der Regelgüte.
Aus der DE 10 201 1 053 023 A1 ist ein Hydraulikventil bekannt, das sowohl eine hohe Robustheit als auch eine hohe Regelgüte aufweist. Die hohe Robustheit wird erreicht, indem Schmutzpartikel im Betriebsmedium nicht zum Verklemmen des Getriebeventils gelangen können, da der Anker so hohe Axialkräfte aufbringen kann, dass dieser sich stets losreißen kann. Die hohe Regelgüte wird mittels mehrerer konstruktiver Maßnahmen erreicht, welche insbesondere die Querkräfte zwischen dem Anker und einem Polrohr minimiert, in dem der Anker beweglich angeordnet ist.
Ein solches bekanntes konstruktives Merkmal zur Verringerung der Querkräfte ist dort ein sehr enges Laufspiel zwischen dem Anker und dem Polrohr. Um hohe Magnetkräfte zu erreichen, wird eine möglichst dünne Trennschicht angestrebt, anstelle beispielsweise einer Hülse oder einer dicken Beschichtung - erreicht wird. Eine solche sehr dünne Trennschicht liegt sinnvollerweise bei einer Schichtdicke von 10 μηι bis 60 μηι. Die dünne Trennschicht kann beispielsweise durch chemisches oder galvanisches Abscheiden der Trennschicht erreicht werden. Als chemisches Verfahren kann beispielweise das chemische Vernickeln Anwendung finden. Hier hat sich eine Schichtdicke von 45 μηι als günstig erwiesen, da hier eine hohe Magnetkraft bei akzeptablen Querkräften erreicht wird. Mit den derzeitigen vorhandenen Verfahren hat sich eine Schichtdicke ab 20 μηι als ausreichend reproduzierbar herstellbar erwiesen. Im Gegensatz beispielsweise zur galvanischen Vernickelung wird beim chemischen Verfahren keine elektrische Spannung über Elektroden angelegt. Die Schichtdicke ist bei der chemischen Vernickelung sehr homogen.
Zur Herstellung eines proportionalen Verhaltens des Getriebeventils ist in der DE 10 201 1 053 023 A1 ein Polkernkonus vorgesehen. Mit einem solchen Polkernkonus sind aber auch verschiedene andere Kraft/Weg-Verläufe realisierbar. Der lineare Kraft/Weg-Verlauf ist jedoch zur Vereinfachung der Regelung zumeist gewünscht.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Federteller zur Führung einer Feder zum Vorspannen eines Ankers eines Hydraulikventils zu schaffen, insbesondere eines hydraulischen Getriebeventils, der möglichst einfach und kostengünstig zu fertigen ist
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hydraulikventil mit einem solchen Federteller zu schaffen, insbesondere als hydraulisches Getriebeventil, das möglichst hohe Robustheit mit kostengünstiger Bauweise vereint.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Es wird ein Federteller vorgeschlagen, insbesondere für ein Hydraulikventil, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist. Der Federteller ist zur Führung einer Feder vorgesehen, mittels welcher Feder ein in einer Längsrichtung beweglicher Anker des Hydraulikventils vorgespannt ist, um eine Grundstellung des Hydraulikventils einzunehmen. Dazu kann der Federteller zweckmäßigerweise in eine Ausnehmung des Ankers eingepresst sein.
Der erfindungsgemäße Federteller aus Blech kann durch Umformen mittels Tiefziehen dünnwandig und trotzdem steif ausgeführt sein. Eine Dämpfungsblende kann dabei zusätzlich durch einen Innendurchmesser gestaltbar sein, wobei die Dämpfungsblende möglichst offen sein kann, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker über eine geschlossene Kontur des Federtellers möglich. Durch Vorsehen eines Radius als Einführschräge kann auch ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung des Ankers gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller aus nichtmagnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein umlaufender radialer Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen sein. Durch einen in axialer Richtung umgebogenen oder umgebördelten Rand am äußeren Umfang des Vorsprungs des Federtellers kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung des Ankers nur bis zu diesem Rand eingepresst werden und liegt dann mit diesem Rand als Anschlag auf einer Stirnseite des Ankers an. Auch kann dieser Rand beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in einer Dicke des Blechs, soweit über die Stirnseite des Ankers hervorragen, dass der radiale Vorsprung als Antiklebscheibe des Ankers dienen kann. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers an einem Anschlag eines Polrohrs, in welchem der Anker bewegt wird, reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Federteller durch wenigstens teilweises Umbördeln eines Blechteils kostengünstig gefertigt sein. Dabei bleibt eine Wandstärke des Blechteils vorteilhaft erhalten, was den Fertigungsprozess des Federtellers zusätzlich vereinfacht. So kann der Federteller zweckmäßig in einem Fertigungsprozess durch Bilden einer Krempe an dem Blechteil, Tiefziehen der Krempe, Umschlagen eines Teils des Blechteils, Durchziehen des umgeschlagenen Teils, und Stauchen des durchgezogenen Teils, um einen Durchmesser des rohrförmigen Federtellers als Aufnahme für die Feder zu vergrößern, hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet sein. So kann der radiale Vorsprung beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Blechrohling gefertigt sein. Beispielsweise kann das Blechstück mittels eines Stempels zu einem Topf mit Krempe geformt werden, welcher Topf dann von unten wieder durch das Blechstück durchgedrückt wird. So kann der Federtellerüber ein Umbördeln auf eine definierte Länge in Form eines doppelwandigen Rohrstücks ausgebildet sein, das in den radialen Vorsprung radial nach außen mündet. Das doppelwandige Teil des Federtellers kann so vorteilhaft in die Ausnehmung des Ankers eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte Teil des ursprünglichen Blechteils auf der gegenüberliegenden Seite des Federtellers kann einwandig weitergeführt sein, um die Feder aufzunehmen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch einen im Inneren des Ankers ausgebildeten Kanal und durch den Federteller von einem Ankerraum zu einem Hydraulikfluid-Reservoir und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen Ankerraum und Hydraulikfluid-Reservoir gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers gebildete Dämpfungsblende möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers zu erreichen.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Hydraulikventil vorgeschlagen, insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, umfassend ein Elektromagnetteil mit einem magnetisierbaren Gehäuse, welches eine Magnetspule an einem Außenumfang und an wenigstens einer ersten Stirnseite umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule angeordneten Polrohr, in welchem ein Anker in einem Ankerraum axial verschieblich vorgesehen ist, sowie ein Hydraulikteil mit einem Hydraulikkolben, welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss und wenigstens einem Tankanschluss verbindbar ist. Der Anker ist zum Antrieb des Hydraulikkolbens vorgesehen. Die Ventilbuchse ist entlang einer Längsachse in Verlängerung des Polrohrs angeordnet. Dabei kann der Anker mittels einer Feder in Richtung Hydraulikteil vorgespannt vorgesehen sein und zur Führung der Feder ein Federteller in eine Ausnehmung des Ankers eingepresst sein. Der Federteller kann mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen sein und einen umlaufenden radialen Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe aufweisen. Das Polrohr umfasst dabei einen Pol und/oder einen Polkern des Elektromagnetteils.
Der erfindungsgemäße Federteller aus Blech kann auf diese Weise dünnwandig und trotzdem steif ausgeführt sein. Eine Dämpfungsblende kann dabei zusätzlich durch einen Innendurchmesser gestaltbar sein, wobei die Dämpfungsblende möglichst offen sein kann, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker über eine geschlossene Kontur des Federtellers möglich. Durch Vorsehen eines Radius als Einführschräge kann auch ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung des Ankers gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller aus nichtmagnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein umlaufender radialer Vorsprung als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen sein. Durch den radialen Vorsprung am äußeren Umfang des Federtellers kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung des Ankers nur bis zu diesem Anschlag eingepresst werden und liegt dann mit diesem Vorsprung als Anschlag auf einer Stirnseite des Ankers flach an. Auch kann dieser radiale Vorsprung beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in einer Dicke des Blechs, soweit über die Stirnseite des Ankers hervorragen, dass der radiale Vorsprung als Antiklebscheibe des Ankers dienen kann. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers an einem Anschlag eines Polrohrs, in welchem der Anker bewegt wird, reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller als in sich umgestülpten Rohrstück ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Federteller durch wenigstens teilweises Umbördeln eines Blechteils kostengünstig gefertigt werden. Dabei bleibt eine Wandstärke des Blechteils vorteilhaft erhalten, was den Fertigungsprozess des Federtellers zusätzlich vereinfacht. So kann der Federteller beispielsweise zweckmäßig in einem Fertigungsprozess durch Bilden einer Krempe an dem Blechteil, Tiefziehen der Krempe, Umschlagen eines Teils des Blechteils, Durchziehen des umgeschlagenen Teils, und Stauchen des durchgezogenen Teils, um einen Durchmesser des rohrförmigen Federtellers als Aufnahme für die Feder zu vergrößern, hergestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet sein. So kann der radiale Vorsprung beispielsweise durch Tiefziehen aus einem Blechrohling gefertigt sein. Beispielsweise kann das Blechstück mittels eines Stempels zu einem Topf mit Krempe geformt werden, welcher Topf dann von unten wieder durch das Blechstück durchgedrückt wird. So kann über ein Umbördeln auf eine definierte Länge als doppelwandiges Rohrstück ausgebildet sein, das in den radialen Vorsprung radial nach außen mündet. Das doppelwandige Teil des Federtellers kann so günstig in die Ausnehmung des Ankers eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte Teil des ursprünglichen Blechteils auf der gegenüberliegenden Seite des Federtellers kann so einwandig weitergeführt sein, um die Feder aufzunehmen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Federteller beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch einen im Inneren des Ankers ausgebildeten Kanal und durch den Federteller von einem Ankerraum zu einem Hydraulikfluid-Reservoir und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen Ankerraum und Hydraulikfluid-Reservoir gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers gebildete Dämpfungsblende möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers zu erreichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine axiale Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben mittels eines separat ausgebildeten Pins erfolgen, wobei der Pin insbesondere in der Ventilbuchse geführt vorgesehen sein kann. Vorteilhaft kann der Pin insbesondere aus nicht-magnetischem Material ausgeführt sein. Eine derartige Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben erlaubt eine mechanische Entkopplung zwischen der Lagerung des Ankers und der Lagerung des Hydraulikkolbens. Auf diese Weise ist es möglich, dass nur axiale Kräfte zwischen den beiden Bauteilen übertragen werden. Querkräfte auf den Anker und/oder Hydraulikkolben werden dadurch vorteilhaft reduziert, wodurch die Reibung des Laufs von Anker und/oder Hydraulikkolben reduziert werden kann. Auch ist durch eine Trennung der Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben über ein separates Bauteil, wie es der Pin darstellt, eine günstigere Toleranzgestaltung von Polrohr und Ventilbuchse möglich, da beide Ausnehmungen, in denen Anker und Hydraulikkolben laufen, auf diese Weise getrennt sind. Der Pin kann vorteilhaft bezüglich einer Querebene symmetrisch ausgestaltet sein, um dadurch die Montage zu erleichtern, da nicht auf die Orientierung der Einbaulage geachtet werden muss. Ein günstiger Durchmesser des Pins kann beispielsweise bei 2,0 mm bis 2,5 mm liegen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Pin an seinem Umfang eine Ausnehmung zur Verringerung seiner longitudinalen Auflagefläche aufweisen, insbesondere kann die Ausnehmung am Umfang umlaufend als Ringnut ausgebildet sein. Es sind jedoch auch andere Formen der Ausnehmung, insbesondere unterbrochene oder eckige Ausnehmungen, denkbar. Eine solche Ausnehmung verringert die mögliche Auflagefläche des Pins in der Ventilbuchse und trägt damit zu einer Reduzierung der Reibung bei einer axialen Bewegung des Pins bei. Die Länge und Tiefe der Ausnehmung kann dabei abhängig von der Toleranzsituation und der nötigen Führungslänge des Pins sowie von einem Hub des Ankers und des Hydraulikkolbens gestaltet werden. Ist die Ausnehmung vorteilhaft als Ringnut ausgeführt, kann der Pin als einfaches Drehteil gefertigt werden. Weiter kann die Ausnehmung bezüglich der axialen Anordnung auf dem Pin symmetrisch zur longitudinalen Mitte des Pins ausgeführt sein und somit unabhängig von einer Einbaulage in dem Hydraulikventil sein. Der Pin kann beim Zusammenbau mit der Vorderseite oder Rückseite zuerst eingeführt werden.
Vorteilhaft kann der Pin an wenigstens einem seiner beiden Enden eine auflageflächenreduzierende Struktur, etwa eine gerundete Stirnfläche, insbesondere eine Kugelkuppe, aufweisen. Gerundete Stirnflächen wie beispielsweise Kugelkuppen erleichtern die Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben, da auf diese Weise Toleranzfehler in der Ausrichtung von Anker und Hydraulikkolben zueinander eine geringere Rolle spielen. Außerdem ist so eine reibungsarme Kraftübertragung zwischen Anker und Hydraulikkolben möglich. Auch ist es in der Herstellung günstiger, wenn Kugelkuppen an dem Pin angebracht werden als an einer Stirnfläche von Anker und Hydraulikkolben, da der Pin das einfacher zu fertigende Bauteil darstellt. Denkbar ist auch eine Ringstruktur oder Noppenstruktur oder dergleichen. Weisen insbesondere beide Enden des Pins eine gerundete Stirnfläche auf, so ist eine Montage des Pins unabhängig von seiner Orientierung möglich. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Polscheibe und/oder ein Gabelstecker in einen Spulenkörper integriert vorgesehen sein. Die Polscheibe dient als magnetischer Abschluss des magnetisierbaren Gehäuses, welches die Magnetspule an einem Außenumfang und an wenigstens einer Stirnseite umschließt, auf der dem Hydraulikkolben abgewandten Stirnseite der Magnetspule. Die Polscheibe kann beispielsweise als magnetisierbarer scheibenförmiger oder ringförmiger Körper mit Ausnehmungen für Kabeldurchführungen ausgestaltet sein, wobei die Ausnehmungen beispielsweise Bohrungen sein können. Die Polscheibe kann insbesondere symmetrisch gestaltet sein, um einen günstigen symmetrischen Magnetkreis zu erhalten. Diese Polscheibe kann vorteilhaft in den Spulenkörper integriert sein, beispielsweise mit dem Kunststoff-Material des Spulenkörpers umspritzt sein, wenn die Magnetspule mit dem Spulenkörper umspritzt ausgeführt sein soll. Ausnehmungen in der Polscheibe können geeignet durchspritzt werden, um sie auszufüllen. So kann die Polscheibe mit der Magnetspule in einem Spritzgussprozess gemeinsam umspritzt werden. Auf diese Weise kann der axiale Bauraum günstig verringert werden. Auch ist hiermit eine besonders kompakte Bauweise möglich. Außerdem entfällt ein separater Montageschritt für die Polscheibe. Auch kann so die Toleranzsituation auf unkritische Außendurchmesser verlagert werden, da sich die Polscheibe so günstig zu der Magnetspule sowie dem Polrohr ausrichten lässt.
Ein Gabelstecker als elektrischer Anschluss der Magnetspule kann günstigerweise ebenfalls in den Spulenkörper durch Umspritzen integriert sein. Auf diese Weise ist eine stabile mechanische Verbindung des Gabelsteckers mit dem Elektromagnetteil gewährleistet. Außerdem kann durch Umspritzen gleichzeitig auch eine gute elektrische Isolation erreicht werden, so dass wesentliche Teile des Gabelsteckers, welche nicht von einem Stecker abgedeckt werden, berührungssicher ausgebildet sein können. Vorteilhaft kann die Polscheibe mit einem Material des Spulenkörpers wenigstens bereichsweise umspritzt sein. Auf diese Weise ist die Fixierung der Polscheibe in ihrer relativen Ausrichtung zu dem Spulenkörper wesentlich erleichtert, da sich die beiden Bauteile, wenn sie einmal umspritzt sind, nicht mehr gegeneinander verschieben können. Auch ist die Abdichtung des Spulenkörpers gegen das Hydraulikfluid und/oder Feuchtigkeit dadurch einfacher einzuhalten.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Gehäuse auf der Polscheibe verstemmt oder mit der Polscheibe verschweißt vorgesehen sein. Das Gehäuse wird bei der Montage über einen Außenumfang der Polscheibe geschoben und ist beispielsweise auf der Polscheibe über eine Presssitzpassung fixiert. Zur zusätzlichen Befestigung des Gehäuses auf der Polscheibe kann darüber hinaus ein Verstemmen des Gehäuses über Verstemmungssegmente bewirkt werden, welche mittels eines geeigneten Werkzeugs von dem Gehäuse abgeschert und/oder umgebogen und auf die Polscheibe gepresst werden. Dadurch ist eine rein axiale Verstemmung des Gehäuses auf der Polscheibe zu erreichen, so dass eventuell bei einer Verstemmung wirkende Querkräfte verringert werden. Eine solche Verstemmung stellt eine zusätzliche Absicherung der Befestigung von Gehäuse und Polscheibe dar. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Gehäuse mit der Polscheibe verschweißt vorgesehen ist. Beispielweise kann die Polscheibe in axialer Richtung an das Gehäuse anschließend vorgesehen sein und auf diese Weise auf einer Außenseite bündig mit dem Gehäuse verschweißt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Spulendraht der Magnetspule um einen Pin des Gabelsteckers gewickelt vorgesehen sein. Dabei kann eine Schweißhülse über den Pin des Gabelsteckers und den Spulendraht gesteckt sein, welche dann mittels Verpressen und einem geeigneten Schweißprozess wie beispielsweise Widerstandsschweißen mit dem Pin und dem Draht elektrisch und mechanisch verbunden wird. Auf diese Weise ist eine robuste und zuverlässige Verbindung vorzusehen, welche auch bei rauen Betriebsbedingungen eine große Lebensdauer erreichen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann im Spulenkörper ein Hydraulikfluid- Reservoir vorgesehen sein, welches mit dem Ankerraum in Verbindung steht. Alternativ kann das Hydraulikfluid-Reservoir im Gehäuse vorgesehen sein. Das Reservoir, welches günstigerweise einmalig initial befüllt werden kann, beispielsweise bei einer produktionsseitigen Prüfung, steht mit dem Ankerraum in hydraulischer Verbindung und kann vorteilhaft einen Lufteintritt in das Hydraulikventil verhindern. Das Reservoir kann mit einem Abschlussdeckel als Dichtscheibe auf der dem Ankerraum abgewandten Seite abgedichtet sein. Durch das Reservoir kann auch ein Eintritt von möglicherweise durch Abrieb entstandenen Spänen in den Ankerraum verhindert werden. Des Weiteren verhindert die Möglichkeit zur Verschiebung des Hydraulikfluids in das Reservoir eine zusätzliche unerwünschte Dämpfung. Das Reservoir kann dazu günstigerweise derart dimensioniert sein, dass die durch den Hub des Pins zwischen Anker und Hydraulikkolben erfolgte Volumenverschiebung beispielsweise 10% des Reservoirvolumens beträgt. Auf diese Weise wird nur Hydraulikfluid aus dem Ankerraum in das Reservoir geschoben und von dort wieder angesaugt. Dies reduziert den Schmutzeintrag in den Ankerraum.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Spulenkörper in den Ankerraum hineinragende Vorsprünge als Anschlag für den Anker aufweisen. Dazu können die Vorsprünge an einer dem Anker auf der dem Hydraulikkolben abgewandten Stirnseite angeordnet sein und in den Ankerraum hineinragen. Diese Vorsprünge können vorteilhaft den Anschlag für den Anker bilden, so dass der Anker nicht flächig mit seiner Stirnseite auf den Spulenkörper auftrifft und anliegt. Durch die reduzierte Auflagefläche des Ankers auf dem Spulenkörper kann so günstig eine Antiklebwirkung erreicht werden, so dass der Anker bei Anschlag an den Spulenkörper nicht daran kleben bleibt, sondern sich wieder leicht davon lösen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Polrohr in einem in seinem Außenumfang angeordneten Einschnitt, vorzugsweise einem V-förmigen Einschnitt, eine radial umlaufende Ausnehmung als Feinsteuerkontur aufweisen. Die Ausnehmung kann beispielsweise als umlaufende Ringnut ausgebildet sein. Eine günstige Nuttiefe liegt im Bereich von 0,1 mm. Der Einschnitt dient vorteilhaft zur Fokussierung der Magnetfeldlinien der Magnetspule in Richtung eines Bereichs des Ankers auf der dem Hydraulikkolben zugewandten Teil des Ankers. Durch die umlaufende Ausnehmung im Bereich des Einschnitts kann eine zusätzliche günstige Fokussierung in Richtung Anker erfolgen, welche einen Magnetkraftgewinn erzielen kann und so zur Feinsteuerung bei der Steuerung/Regelung des Ankers dienen kann. Besonders vorteilhaft wird dies durch die V-Form des Einschnitts bewirkt. Dadurch wird ein besonders effizientes Betriebsverhalten des Hydraulikventils gewährleistet. Durch die Ausnehmung kann eine verbleibende Wandstärke des Polrohrs im Bereich des Einschnitts bei ansonsten gleicher Festigkeit des Polrohrs zusätzlich reduziert werden. Auf diese Weise lassen sich Auswirkungen des im Betrieb im Einschnitt fokussierten Magnetfelds, wie sie beispielsweise durch einen parasitären Magnetfluss entstehen könnten, reduzieren und die Magnetkraft in diesem Bereich steigern. Dadurch lässt sich das Steuerverhalten des Elektromagnetteils weiter günstig verbessern bei im Wesentlichen gleichbleibender Festigkeit des Polrohrs gegenüber mechanischen Deformationen durch äußere Kräfte während der Fertigung sowie im Betrieb des Hydraulikventils.
Vorteilhaft kann das Polrohr auf einer Außenfläche in einem Längsbereich zwischen der ersten Stirnseite und einer dieser gegenüberliegenden zweiten Stirnseite der Magnetspule den ringförmig umlaufenden Einschnitt aufweisen. Um den Effekt einer Fokussierung des durch die Magnetspule erzeugten Magnetfelds günstig ausnutzen zu können, ist es zweckmäßig, den Einschnitt auf einem Teil des Polrohrs anzuordnen, der bei bestimmungsgemäßer Montage. im Bereich zwischen den beiden Stirnseiten der Magnetspule liegt. So lässt sich der Effekt am günstigsten ausnutzen und für eine Steuerung des Ankers vorteilhaft einsetzen.
Günstigerweise kann der Einschnitt an seinen sich gegenüberliegenden Seitenflanken eine erste konusförmige Kontur und eine bezüglich einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung gegenüberliegend dazu angeordnete zweite konusförmige Kontur aufweisen, wobei die konusförmigen Konturen zu der Außenfläche hin geöffnet ausgebildet sein können Eine solch konusförmige Ausbildung erlaubt eine günstige Fokussierung des durch die Magnetspule erzeugten Magnetfelds. Weiter kann dadurch die mechanische Stabilität des Polrohrs auf günstige Weise erhalten werden, so dass sich das Hydraulikventil über einen weiten Bereich an mechanischer und thermischer Beanspruchung günstig steuern lässt. Die Steigung der konusförmigen Konturen kann unterschiedlich steil ausgebildet sein, wodurch eine Charakteristik der Magnetkennlinie beeinflussbar ist.
Zweckmäßig können die erste und die zweite konusförmige Kontur durch einen Verbindungssteg verbunden sein, wobei eine Wandstärke des Verbindungsstegs geringer als eine Wandstärke des Polrohrs sein kann. Insbesondere kann die Wandstärke im Bereich des Verbindungsstegs wesentlich geringer sein als die durchgehende Wandstärke des Polrohrs. So können Wandstärken des Verbindungsstegs typischerweise im Bereich von 0,2 bis 0,3 mm liegen, so dass eine magnetische Wirkung des Polrohrs im Bereich des Einschnitts fast völlig unterbrochen ist. Ein möglichst dünner Verbindungssteg hat sich als vorteilhaft für die Fokussierung des Magnetfelds erwiesen, um so eine günstige Steuerbarkeit des Magnetteils zu erreichen. Weiter kann der Einschnitt auf einer Innenfläche des Polrohrs wenigstens einen umlaufenden Einstich aufweisen, wobei insbesondere der wenigstens eine Einstich im Bereich des Verbindungsstegs angeordnet sein kann. Durch die Anordnung wenigstens eines umlaufenden Einstichs, welcher beispielsweise als umlaufende Ringnut ausgebildet sein kann, auf der Innenfläche des Polrohrs weist das erfindungsgemäße Hydraulikventil als zusätzlichen Vorteil eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte im Bereich des Entlastungsabsatzes zur Minimierung der Magnethysterese und somit der Ventilhysterese auf. Der Einstich im Einschnitt kann seitlich in dem Verbindungssteg am Übergang zur konisch ausgebildeten Seitenflanke angeordnet sein. Vorteilhaft kann diese Seitenflanke steiler sein als die gegenüberliegende Seitenflanke des Einschnitts.
Weitere Vorteile, die sich aus einem Konzept der Einstiche auf der Innenfläche des Polrohrs ergeben, sind zum einen eine Erhöhung der Robustheit des Elektromagnetteils/Ventils gegen eingeleitete Kräfte bei der Einzelteilfertigung. Weiter kann der Verbindungssteg am Polhut mechanisch entlastet werden, da der Anker nur auf einem Teil des Verbindungsstegs direkt läuft. Eine Funktionsbeeinflussung des Magneten aufgrund plastischer Deformation des dünnwandigen Verbindungssteges während der Fertigung des Polhuts wird so verringert, wie etwa Deformationen durch Torsion oder elastischem Verdrängen der Wand während der Vor- und Finish-Bearbeitung des Polrohrs, aufgrund der Wandstärkeunterschiede.
Ein weiterer Vorteil stellt eine Erhöhung der Robustheit des Magneten/Ventils gegen thermische Einflüsse/Kräfte im Betrieb dar. Der Verbindungssteg wird mechanisch entlastet. So wird eine Funktionsbeeinflussung des Magneten aufgrund thermischer Deformation und unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen des empfindlichen, dünnwandigen Verbindungssteges vermieden. Vorteilhaft können die umlaufende Ausnehmung und der wenigstens eine Einstich auf dem Polrohr axial beabstandet angeordnet sein. Eine solche räumliche Trennung in axialer Richtung erweist sich als vorteilhaft für die Fokussierung des Magnetfelds und insbesondere für die Verringerung von parasitärem Magnetfluss. Dabei ist die vorteilhafte Kombination von auf dem Polrohr außen angeordneter Ausnehmung und in radialer Richtung dazu innen liegendem Einstich in einem Abstand von etwa der axialen Breite der Ausnehmung und/oder des Einstichs, welche beispielsweise 0,2 mm bis 0,3 mm betragen können, besonders vorteilhaft. Die radiale Tiefe des Einstichs kann günstigerweise im Bereich von 0,1 mm gewählt werden. Je nach Ausführung des Hydraulikventils können andere Größen vorgesehen sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Hydraulikventil eine Spanschutzabdeckung aufweisen, welche mit Rippen die Polscheibe abdeckt. Durch die Spanschutzabdeckung kann verhindert werden, dass metallische Späne, beispielsweise durch Abrieb in der Fertigung oder durch Reibung der bewegten Teile des Hydraulikventils im Betrieb, einen Kurzschluss zwischen den Anschlüssen der Magnetspule verursachen können. Dazu kann die Spanschutzabdeckung als Spanschutzkappe auf den Spulenkörper geschoben werden oder auch durch Umspritzen des Spulenkörpers mit dem Gabelstecker gebildet werden. Weiter kann die Spanschutzabdeckung als Abstützung der Steckerkraft bei einer Montage eines Gegensteckers auf den Gabelstecker dienen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können das Polrohr und die Ventilbuchse einteilig ausgebildet sein. Das erfindungsgemäße Hydraulikventil, das Polrohr und Ventilbuchse in einem Bauteil einteilig ausgebildet vorsieht, weist signifikante Vorteile beim Betrieb des Hydraulikventils auf, da mögliche Bauteildeformationen und eine daraus resultierende negative Beeinflussung des Ankerlaufes im Polrohr und eine hierdurch hervorgerufene Magnet/Ventil- Hysterese reduziert werden können. Durch eine gemeinsame, einteilige Fertigung von Polrohr und Ventilbuchse ist eine Koaxialität von Polrohrachse und Ventilbuchsenachse einfacher zu erreichen als bei einer Fertigung von Polrohr und Ventilbuchse als separate Bauteile, da Montageungenauigkeiten eine nur geringe Rolle spielen. Beide Achsen sind daher schon bei der Fertigung zuverlässig in Übereinstimmung zu bringen. Dadurch wird eine günstige Ausgestaltung des Laufs des Ankers im Polrohr und des Hydraulikkolbens in der Ventilbuchse sowie eine vorteilhafte Kraftübertragung vom Anker auf den Hydraulikkolben gewährleistet.
Durch die Koaxialität von Polrohr und Ventilbuchse lässt sich auch eine große Eintauchtiefe des Ankers in die Magnetspule des Elektromagnetteils konstruktiv einfacher umsetzen, wodurch ein günstiger und effektiver Betrieb des Hydraulikventils gewährleistet werden kann. Damit wird die Funktionsweise des gesamten Hydraulikventils verbessert.
Die vorteilhafte Koaxialität von Polrohr und Ventilbuchse begünstigt weiter eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte auf den Anker, da auch eine möglichst genaue Ausrichtung des Ankerlaufs in der Achse der Magnetspule durch die einteilige Ausführung von Polrohr und Ventilbuchse einfacher zu erreichen ist.
Die einteilige Ausführung von Polrohr und Ventilbuchse erlaubt weiter eine Reduzierung der Anzahl von Bauteilen des Hydraulikventils und daraus folgend eine Vereinfachung der Montage, was zu einer Kostenreduzierung sowie zu einer geringeren Fehlerzahl in der Montage beiträgt. Auch wird der gesamte Betrieb des Hydraulikventils zuverlässiger, da im Betrieb das Risiko von Bauteildeformationen und damit einhergehenden Funktionsbeeinträchtigungen im Ventilbetrieb reduziert werden können. Eine Fertigung des einteiligen Bauteils als Drehteil ist auf günstige Weise möglich. Vorteilhaft kann der Anker in einer Ausnehmung des Polrohrs geführt sein. Auf diese Weise kann der Anker günstig in der Achse der Magnetspule ausgerichtet und geführt werden, was für einen effizienten Antrieb des Hydraulikventils von Vorteil ist. Durch eine günstige Fertigung des Polrohrs als Drehteil kann die Ausnehmung sehr genau mit geringen Toleranzen gefertigt werden und dadurch ein möglichst reibungsarmer Lauf des Ankers in der Ausnehmung gewährleistet werden, wodurch Ansprechverhalten und Betriebsparameter des Hydraulikventils verbessert werden können.
Günstigerweise kann der Hydraulikkolben an einem dem Anker abgewandten Ende mittels eines Federelements an einem dem Anker abgewandten Ende der Ventilbuchse abgestützt angeordnet sein. Der Anker ist mit dem Hydraulikkolben wirkverbunden gekoppelt, insbesondere mechanisch gekoppelt, insbesondere kann der Anker durch den Hydraulikkolben mechanisch betätigt werden, z.B. mittelbar mit einem Stift (Pin), der zwischen Anker und Hydraulikkolben angeordnet ist, oder direkt mit einem am Kolben angeordneten kleinen Stössel. Durch das an der Ventilbuchse abgestützte Federelement kann auf günstige Weise eine Rückstellkraft erzeugt werden, welche einen Betrieb des magnetischen Antriebs des Hydraulikventils als Feder-Masse-Schwinger begünstigt. Dadurch wird der gesamte Betrieb des Hydraulikventils günstig beeinflusst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen beispielhaft:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Federteller nach einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Hydraulikventil nach einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Grundstellung; und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Hydraulikventil nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Grundstellung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Federteller 43 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Federteller, der insbesondere für ein Hydraulikventil 1 , insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil 1 , wie es in Figur 2 dargestellt ist, vorgesehen ist, kann mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt hergestellt sein.
Figur 2 zeigt in einem Längsschnitt das Hydraulikventil 1 in einer Grundstellung. Dabei handelt es sich um ein Druckregelventil. Dieses Hydraulikventil 1 findet beispielsweise Einsatz in einem Doppelkupplungsgetriebe. Dazu sind Ventilbuchsen 5 von Hydraulikteilen 2 mehrerer in Teilen ähnlich aufgebauter Hydraulikventile in eine Steuerplatte des Doppelkupplungsgetriebes eingesetzt. Die Ventilbuchsen 5 sind als Drehteile ausgeführt. Mit den Hydraulikteilen 2 jeweils verbundene Elektromagnetteile 3 der Getriebeventile 1 ragen aus der Steuerplatte heraus und sind von Hydraulikfluid umspült. Jedes der Elektromagnetteile 3 weist ein magnetisierbares Gehäuse 4 auf.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist der Federteller 43 zur Führung der Feder 40 vorgesehen, mittels welcher Feder 40 der in einer Längsrichtung bewegliche Anker 10 des Hydraulikventils 1 vorgespannt ist, um eine Grundstellung des Hydraulikventils 1 einzunehmen. Dazu ist der Federteller 43 zweckmäßigerweise in eine Ausnehmung 32 des Ankers 10 eingepresst.
Die Dämpfungsblende 120 ist durch den Innendurchmesser gestaltet, wobei die Dämpfungsblende 120 möglichst offen ist, um eine wirksame Entdämpfung für das im Inneren des Federtellers 43 strömende Hydraulikfluid zu erreichen. Über den Tiefziehprozess kann der Federteller 43 als vorgespanntes Bauteil hergestellt sein. Durch diese elastische Ausführung ist ein sicheres Einpressen in den Anker 10 über die geschlossene Kontur des Federtellers 43 möglich. Durch Vorsehen des Radius 122 als Einführschräge kann ein spanfreies Einpressen in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 gewährleistet werden. Vorteilhaft ist der Federteller 43 aus nicht-magnetischem Material ausgebildet, beispielsweise aus nichtmagnetischem Edelstahl mit einer Wandstärke im Bereich 0,15 mm bis 0,2 mm, jedoch sind auch andere Materialien und Wandstärken günstig einsetzbar.
Der umlaufende radiale Vorsprung 44 ist als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen. Durch den in Richtung des als Einführschräge vorgesehenen Radius 122 umgebogenen oder umgebördelten Rand 45 des radialen Vorsprungs 44 am äußeren Umfang des Federtellers 43 kann dieser beim Einpressen in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 nur bis zu diesem Rand 45 eingepresst werden und liegt dann mit dem Rand 45 als Anschlag auf der Stirnseite des Ankers 10 an. Auch kann dieser Rand 45 beispielsweise durch zusätzliches Aufbiegen, beispielsweise in der Dicke des Blechs, soweit über die Stirnseite des Ankers 10 hervorragen, dass der radiale Vorsprung 44 als Antiklebescheibe des Ankers 10 dient. Dadurch wird ein mögliches hydraulisches oder magnetisches Kleben des Ankers 10 an einem Anschlag des Polrohrs 6, in welchem der Anker 10 bewegt wird, reduziert.
Der Federteller 43 ist auf der Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs 44 doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet. Der doppelwandige Teil des Federtellers kann so günstig in die Ausnehmung 32 des Ankers 10 eingepresst werden. Der andere nicht umgebördelte einwandige Teil des ursprünglichen Rohrstücks nimmt die Feder 40 auf.
Der Federteller 43 ist beidseitig offen ausgebildet sein. Zweckmäßig kann der Federteller 43 so im Inneren einen Kanal für durchströmendes Hydraulikfluid bilden, das so durch den im Inneren des Ankers 10 ausgebildeten Kanal 12 und durch den Federteller 43 von dem Ankerraum 56 zu dem Hydraulikfluid-Reservoir 26 und zurück fließen kann. Auf diese Weise ist ein hydraulischer Ausgleich zwischen dem Ankerraum 56 und dem Hydraulikfluid-Reservoir 26 gewährleistet. Dazu kann die durch den Innendurchmesser des Federtellers 43 gebildete Dämpfungsblende 120 möglichst offen gewählt sein, um eine möglichst wirksame hydraulische Entdämpfung des Federtellers 43 zu erreichen.
Das in Figur 2 dargestellte Hydraulikventil 1 umfasst das Elektromagnetteil 3 mit dem magnetisierbaren Gehäuse 4, welches eine Magnetspule 7 an einem Außenumfang 50 und an wenigstens einer ersten Stirnseite 52 umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnetspule 7 angeordneten Polrohr 6, in welchem ein Anker 10 in einem Ankerraum 56 axial verschieblich vorgesehen ist. Weiter umfasst das Hydraulikventil 1 das Hydraulikteil 2 mit einem Hydraulikkolben 1 6, welcher axial verschieblich in der Ventilbuchse 5 geführt wird und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss A wahlweise mit einem Versorgungsanschluss P und einem Tankanschluss T verbindbar ist. Der Anker 10 ist zum Antrieb des Hydraulikkolbens 1 6 vorgesehen. Die Ventilbuchse 5 ist entlang einer Längsachse L in Verlängerung des Polrohrs 6 angeordnet. Die Magnetspule 7 wird in dem Spulenkörper 8 eingebettet in das Gehäuse 4 beispielsweise mittels Presssitz aufgenommen. Alternativ kann die Magnetspule 7 auch mit Kunststoff-Material des Spulenkörpers 8 umspritzt sein.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist die Ventilbuchse 5 einteilig mit dem Polrohr 6 ausgebildet vorgesehen, so dass das Hydraulikventil 1 weniger Bauteile aufweist und der Montageprozess vereinfacht werden kann. Durch die Koaxialität von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 lässt sich auch eine große Eintauchtiefe des Ankers 10 in die Magnetspule 7 des Elektromagnetteils 3 konstruktiv einfacher umsetzen, wodurch ein günstiger und effektiver Betrieb des Hydraulikventils 1 gewährleistet werden kann. Damit wird die Funktionsweise des gesamten Hydraulikventils 1 verbessert.
Die vorteilhafte Ausgestaltung der Koaxialität von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 begünstigt weiter eine Reduzierung der magnetischen Querkräfte auf den Anker 10, da eine möglichst genaue Ausrichtung des Ankerlaufs in der Achse der Magnetspule 7 durch eine einteilige Ausführung von Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 einfacher zu erreichen ist.
Das Polrohr 6 weist zur günstigen Beeinflussung des magnetischen Flusses eine beispielsweise V-förmige Ausnehmung 9 auf. Der Anker 10 ist in einer den Ankerraum 56 bildenden Ausnehmung 1 1 des Polrohrs 6 axial verschieblich vorgesehen und weist einen zentralen Kanal 12 auf, der als Bohrung ausgeführt ist. Dieser zentrale Kanal 12 ist mit einem Absatz am vorderen Ende des Ankers 10 zu einer Ausnehmung 13 größeren Durchmessers erweitert, die ebenfalls als Bohrung ausgeführt ist. In diese größere Ausnehmung 13 ist eine Antiklebscheibe 14 eingesetzt, die eine oder mehrere exzentrisch zur Längsachse L angeordnete kleine Drosselblendenöffnungen 15 aufweist, welche den Ankerraum mit dem zentralen Kanal 12 verbinden. Die Antiklebscheibe 14 verhindert ein Kleben des Ankers 10 an der magnetisch leitenden Ventilbuchse 5 des Hydraulikteils 2 bei einem voll ausgerückten Anker 10.
Der Hydraulikteil 2 weist den Hydraulikkolben 1 6 auf, der axial verschiebbar in der Ventilbuchse 5 geführt ist. Der Hydraulikkolben 1 6 ist an einem dem Anker 10 abgewandten Ende 60 mittels eines Federelements 17 an der Ventilbuchse 5 abgestützt angeordnet. Dabei ist der Hydraulikkolben 1 6 gegen die Kraft des als Schraubendruckfeder ausgebildeten Federelements 17 verschiebbar, das sich an einem, in der Ventilbuchse 5 befestigten Sieb 21 abstützt. Zur Führung und Zentrierung der Schraubendruckfeder 17 weist das Sieb 21 eine Federführung 22 auf. Je nach Stellung des Hydraulikkolbens 1 6 ist der Arbeitsanschluss A mittels einer umlaufenden Ringnut 18 und Längs- und Querbohrungen 20, 19 im Hydraulikkolben 1 6 mit dem Versorgungsanschluss P oder dem Tankanschluss T verbindbar.
Der Arbeitsanschluss A ist in der gezeigten Grundstellung mit dem Versorgungsanschluss P verbunden. Hierzu spannt die in der Ausnehmung 41 des Polrohrs 6 aufgenommene Feder 40 den Anker 10 in Richtung Hydraulikteil 2 vor. In der Ausnehmung 32 des Ankers 10 ist der Federteller 43 eingepresst, welcher die Feder 40 führt und gleichzeitig durch den umlaufenden radialen Vorsprung 44 als Anschlag und Antiklebescheibe dient. Die axiale Kraftübertragung zwischen dem Anker 10 und dem Hydraulikkolben 16 erfolgt mittels eines Pins 23, welcher in der Ventilbuchse 5 geführt angeordnet ist. Der Pin 23 ermöglicht eine Entkopplung zwischen Anker- und Kolbenlagerung. Eine an seinem Umfang umlaufende Ausnehmung 24, welche als am Umfang umlaufende Ringnut 68 ausgebildet ist, ermöglicht dabei eine Verringerung der Auflagefläche, wodurch die Reibung reduziert werden kann. Gleichzeitig werden vorteilhafterweise nur axiale Kräfte durch den Pin 23 übertragen und die Toleranzsituation ist zudem erheblich verbessert. Für eine möglichst reibungsfreie Kraftübertragung weisen der Hydraulikkolben 1 6 und die Antiklebescheibe 14 Kugelkuppen auf. Um diese beiden Bauteile zu vereinfachen, ist es alternativ denkbar, eine auflageflächenreduzierende Struktur, vorzugsweise gerundete Stirnflächen, insbesondere Kugelkuppen, an dem Pin 23 auszubilden.
Wie Figur 2 weiter zu entnehmen ist, ist eine Polscheibe 28 in den Spulenkörper 8 integriert vorgesehen, indem sie beispielsweise von dem Kunststoff-Material des Spulenkörpers 8 zumindest teilweise umspritzt ist, bzw. indem Ausnehmungen der Polscheibe 28 durchspritzt werden. Dadurch ist ein geringerer axialer Bauraum zu erzielen und die Montage des Hydraulikventils 1 wird vereinfacht. Die Polscheibe 28 dient als magnetischer Abschluss des magnetisierbaren Gehäuses 4, welches die Magnetspule 7 an dem Außenumfang 50 und an wenigstens einer Stirnseite 52 umschließt, auf der dem Hydraulikkolben 1 6 abgewandten Stirnseite 54 der Magnetspule 7. Die Polscheibe 28 kann als magnetisierbarer, beispielsweise scheibenförmiger oder ringförmiger, Körper mit Ausnehmungen für Kabeldurchführungen ausgestaltet sein, wobei die Ausnehmungen beispielsweise Bohrungen sein können.
Der Spulenkörper 8 schließt den Ankerraum 56 an einem Ende des Hydraulikventils 1 ab. Dabei bilden in den Ankerraum 56 hineinragende Vorsprünge 25 einen Anschlag für den Anker 10, so dass die hierdurch reduzierte Auflagefläche eine Antiklebwirkung aufweist. Ein im Spulenkörper 8 vorgesehenes Hydraulikfluid-Reservoir 26, welches bevorzugt einmalig initial gefüllt wird, steht in Verbindung mit dem Ankerraum 56 und verhindert einen Lufteintritt in das Hydraulikventil 1 . Des Weiteren verhindert die Möglichkeit zur Verschiebung des Hydraulikfluids in das Reservoir 26 eine zusätzliche unerwünschte Dämpfung. Das Reservoir 26 ist derart dimensioniert, dass die durch den Pinhub erfolgte Volumenverschiebung reduziert wird.
Um einen durch Fremdkörper verursachten Kurzschluss zwischen einem nicht gezeigten Gabelstecker und der Polscheibe 28 zu verhindern, weist das Hydraulikventil 1 ferner eine Spanschutzabdeckung 27 auf, welche mit Rippen die Polscheibe 28 abdeckt. Der Gabelstecker ist ebenfalls teilweise im Spulenkörper 8 eingespritzt vorgesehen, so dass eine sichere Befestigung des Gabelsteckers und damit auch eine sichere Kontaktierung gewährleistet werden kann.
Zur verbesserten Anbindung des Spulendrahtes an einen Pin des Gabelsteckers wird der Spulendraht um den Pin des Gabelsteckers gewickelt. Anschließend wird eine Schweißhülse über den umwickelten Pin gesteckt und Pin und Spulendraht werden mittels Verpressen und Widerstandsschweißen zweckmäßig verbunden.
Das Gehäuse 4, welches die Polscheibe 28 überragt, wird zusätzlich auf der Polscheibe 28 verstemmt. Das Gehäuse 4 wird bei der Montage über einen Außenumfang der Polscheibe 28 geschoben und ist beispielsweise auf der Polscheibe 28 über eine Presssitzpassung fixiert. Zur zusätzlichen Befestigung des Gehäuses 4 auf der Polscheibe 28 kann darüber hinaus ein Verstemmen des Gehäuses 4 über geeignete Verstemmungssegmente bewirkt werden, welche mittels eines geeigneten Werkzeugs von dem Gehäuse 4 abgeschert und/oder umgebogen und auf die Polscheibe 28 gepresst werden. Dadurch ist eine rein axiale Verstemmung des Gehäuses 4 auf der Polscheibe 28 zu erreichen, so dass eventuell bei einer Verstemmung wirkende Querkräfte verringert werden. Eine solche Verstemmung stellt eine zusätzliche Absicherung der Befestigung von Gehäuse 4 und Polscheibe 28 dar. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Gehäuse 4 mit der Polscheibe 28 verschweißt vorgesehen ist. Beispielweise kann die Polscheibe 28 in axialer Richtung an das Gehäuse 4 anschließend vorgesehen sein und auf diese Weise auf einer Außenseite bündig mit dem Gehäuse 4 verschweißt werden.
Figur 3 ist im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydraulischen Ventils 1 in Grundstellung zu entnehmen. Auf eine wiederholte Beschreibung gleicher Bauteile wie in Figur 2 wird verzichtet und zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen auf deren Beschreibung bei Figur 1 verwiesen. Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Polrohr 6 und Ventilbuchse 5 einteilig ausgeführt.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsanschluss A in der gezeigten Grundstellung mit dem Versorgungsanschluss P verbunden. Hierzu spannt eine in einer Ausnehmung eines Polrohreinsatzes 41 aufgenommene Feder 40 den Anker 10 in Richtung Hydraulikteil 2 vor. In eine Ausnehmung 32 des Ankers 10 ist ein Federteller 43 eingepresst, welcher die Feder 40 führt und gleichzeitig durch einen umlaufenden radialen Vorsprung 44 mit einem in Richtung des als Einführschräge vorgesehenen Radius umgebogenen oder umgebördeltem Rand 45 als Anschlag und Antiklebescheibe dient. Der Federteller 43 ist vorteilhafterweise mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt.
Die Ventilbuchse 5 des zweiten Ausführungsbeispiels weist einen kürzeren Endbereich 46 der Hydraulikbuchse 5 auf, der in das Polrohr 6 übergeht.
Die beschriebenen Merkmale müssen nicht zwangsläufig kombiniert werden und können auch einzeln in einem Hydraulikventil Anwendung finden.

Claims

Ansprüche
Federteller (43), insbesondere für ein Hydraulikventil (1 ), insbesondere ein hydraulisches Getriebeventil, wobei der Federteller mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist.
Federteller nach Anspruch 1 , wobei ein umlaufender radialer Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe vorgesehen ist.
Federteller nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet ist.
Federteller nach Anspruch 2 und 3, wobei der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs (44) doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet ist.
Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Federteller beidseitig offen ausgebildet ist.
Hydraulikventil (1 ), insbesondere hydraulisches Getriebeventil, umfassend ein Elektromagnetteil (3) mit einem magnetisierbaren Gehäuse (4), welches eine Magnet-Spule (7) an einem Außenumfang (50) und an wenigstens einer ersten Stirnseite (52) umschließt, sowie mit einem im Inneren der Magnet-Spule (7) angeordneten Polrohr (6), in welchem ein Anker (10) in einem Ankerraum (56) axial verschieblich vorgesehen ist,
ein Hydraulikteil (2) mit einem Hydraulikkolben (1 6), welcher axial verschieblich in einer Ventilbuchse (5) geführt ist und mittels welchem wenigstens ein Arbeitsanschluss (A) wahlweise mit wenigstens einem Versorgungsanschluss (P) und wenigstens einem Tankanschluss (T) verbindbar ist,
wobei der Anker (10) zum Antrieb des Hydraulikkolbens (1 6) vorgesehen ist,
wobei die Ventilbuchse (5) entlang einer Längsachse (L) in Verlängerung des Polrohrs (6) angeordnet ist, und
der Anker (10) mittels einer Feder (40) in Richtung Hydraulikteil (2) vorgespannt vorgesehen ist und zur Führung der Feder (40) ein Federteller (43) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in eine Ausnehmung (32) des Ankers (10) eingepresst ist, wobei der Federteller (43) mittels Tiefziehen aus Blech umgeformt vorgesehen ist und einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.
7. Hydraulikventil nach Anspruch 6, wobei der Federteller einen umlaufenden radialen Vorsprung (44) als Anschlag und Antiklebescheibe aufweist.
8. Hydraulikventil nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Federteller als in sich umgestülptes Rohrstück ausgebildet ist.
9. Hydraulikventil nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Federteller auf einer Seite des umlaufenden radialen Vorsprungs (44) doppelwandig und auf der gegenüberliegenden Seite einwandig ausgebildet ist.
10. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Federteller beidseitig offen ausgebildet ist.
1 1 . Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei eine axiale Kraftübertragung zwischen Anker (10) und Hydraulikkolben (1 6) mittels eines separat ausgebildeten Pins (23) erfolgt, wobei der Pin (23) insbesondere in der Ventilbuchse (5) geführt vorgesehen ist.
12. Hydraulikventil nach Anspruch 1 1 , wobei der Pin (23) an seinem Umfang eine Ausnehmung (24) zur Verringerung seiner longitudinalen Auflagefläche aufweist, insbesondere wobei die Ausnehmung (24) am Umfang umlaufend als Ringnut (68) ausgebildet ist.
13. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei eine Polscheibe (28) und/oder ein Gabelstecker (35) in einen Spulenkörper (8) integriert vorgesehen ist.
14. Hydraulikventil nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse (4) auf der Polscheibe (28) verstemmt oder mit der Polscheibe (28) verschweißt vorgesehen ist.
15. Hydraulikventil nach Anspruch 13 oder 14, wobei ein Spulendraht (37) der Magnet-Spule (7) um einen Pin (36) des Gabelsteckers (35) gewickelt vorgesehen ist und der Spulendraht (37) und der Pin (36) mittels einer Schweißhülse verpresst und verschweißt sind.
16. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei im Spulenkörper (8) ein Hydraulikfluid-Reservoir (150) vorgesehen ist, welches mit dem Ankerraum (56) in Verbindung steht.
17. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Spulenkörper (8) in den Ankerraum (56) hineinragende Vorsprünge (25) als Anschlag für den Anker (10) aufweist.
18. Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 17, wobei das Polrohr (6) in einem in seinem Außenumfang angeordneten, vorzugsweise V-förmigen, Einschnitt (9) eine radial umlaufende Ausnehmung (29) als Feinsteuerkontur aufweist.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 18, wobei eine Spanschutzabdeckung (27) vorgesehen ist, welche mit Rippen (39) die Polscheibe (28) abdeckt.
Hydraulikventil nach einem der Ansprüche 6 bis 19, wobei das Polrohr (6) und die Ventilbuchse (5) einteilig vorgesehen sind.
PCT/EP2016/064529 2015-07-03 2016-06-23 Federteller und hydraulikventil, insbesondere hydraulisches getriebeventil Ceased WO2017005498A1 (de)

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