Fahrzeuqqetriebe mit einem Ventil

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilgehäuse, wenigstens einem Kolben, mindes tens einem Stützelement und zumindest einer Feder, mit den Merkmalen:

der Kolben und das Ventilgehäuse sind zueinander koaxial auf einer gedachten Ven tilachse angeordnet, wobei die Ventilachse in eine erste axiale Richtung sowie in eine zur ers ten axialen Richtung entgegengesetzte zweite axiale Richtung axial ausgerichtet ist,

der Kolben ist gegen Federkräfte der Feder axial beweglich in dem Ventilgehäuse auf genommen, wobei die Feder zumindest in die erste axiale Richtung an dem Stützelement und in die zweite axiale Richtung an dem Kolben abgestützt ist,

das Stützelement ist an dem Ventilgehäuse abgestützt,

der Kolben weist einen Kolbenboden und einen Kolbenmantel auf,

das Ventilgehäuse ist mit einer strömungsmitteldurchlässigen ersten Öffnung verse hen, welche durch den Kolbenboden verschließbar ist,

der Kolben ist über den Kolbenmantel in dem Ventilgehäuse geführt dabei axial gegen die Feder in Richtung des Stützelementes verschiebbar. Die Erfindung betrifft auch eine Vor richtung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe mit ei nem derartigen Ventil.

Hintergrund der Erfindung

Ein Ventil der Gattung ist in EP 1 382 893 A1 offenbart. Dieses Ventil ist ein Druckbegren zungsventil in einem hydraulischen Kreislauf. Es ist aus einem Ventilgehäuse, einem Kolben mit einer Kugel, einer Feder und aus einem Stützelement gebildet. In einer Schließstellung sind Kugel und Kolben mittels der Feder in Richtung der stirnseitigen Öffnung des Ventilge häuses vorgespannt. Die als Druckfeder ausgebildete Feder stützt sich dabei axialen die eine Richtung an dem Kolbenboden und axial in die andere Richtung an einem scheibenförmig ausgebildeten Stützelement ab und wird dort auch radial geführt. Das Stützelement ist form- und kraftschlüssig in dem Ventilgehäuse verankert. Die Kugel verschließt in der Schließstel lung die Öffnung. Das Ventil sitzt in einem Gehäuse mit Kanälen. Die stirnseitige Öffnung des massiven Ventilgehäuses mündet strömungstechnisch in einen zuführenden Kanal mit hohem Druckniveau. Der Ausgang des Ventiles ist rückseitig des Ventilgehäuses an einer der stirn seitigen Öffnung axial gegenüberliegend vorgesehen und mit einem abführenden Kanal nied- rigerem Druckniveaus strömungstechnisch verbunden. Das Ventil öffnet, wenn der Druck in dem zuführenden Kanal eine vorgegebene Grenze überschreitet. Eine bzw. mehrere Drossel öffnungen im Stützelement regeln die Durchflussmenge des hydraulischen Strömungsmittels durch das Ventil in den abführenden Kanal und damit die angestrebte Druckminderung in dem zuführenden Kanal, so, dass das Stützelement zugleich die Funktion einer Drosselscheibe er füllt.

Beschreibung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil und eine Vorrichtung zur Regelung von Drücken mit einem derartigen Ventil zu schaffen, die sich einfachen kostengünstig hersteilen sowie va riabel einsetzen lassen.

Diese Aufgabe ist mit einem Ventil nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 und einer Vorrich tung zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe nach ei nem weiteren Anspruch gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Drosselscheibe als separates Bauteil zwischen dem Kolben und dem Stützelement angeordnet. Der Vorteil dieser Erfindung ergibt sich daraus, dass ein Ventil mit einer gegenüber den Drosselbohrungen im Stützelement nach dem bekannten Stand der Technik separat zu dem Stützelement ausgebildeten Drosselscheibe variabler auf zu regelnde bzw. Öffnungsdrücke einstellbar ist. Die Drosselscheibe, die wahlweise ein Bauelement aus einem Metall oder aus Kunststoffen ist, kann als Massenware aber auch in kleineren Losen kostengünstig und mit sehr genau ausgebildeten Drosselöffnungen bzw. Abmessungen her gestellt werden. Der Strömungsquerschnitt der Drosselöffnungen kann mit einfachen Mitteln verändert werden und so die Dämpfung der Axialbewegung des Kolbens bzw. von axialen Schwingungen des Kolbens eingestellt werden. Die anderen Bauelemente des Ventils können unverändert verbleiben. Das Stützelement kann unabhängig von den Anforderungen an die Genauigkeit einer Drosselscheibe als einfaches Stanzteil, zum Beispiel aus Blech, und dabei beispielsweise aus einem Federstahl, hergestellt werden. Eventuelle Verformungen des Stüt zelements beim Einpressen bzw. Einbördeln haben keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Drosselöffnungen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drosselöffnung als wenigs tens ein zwischen dem Ventilgehäuse und der Drosselscheibe für die Strömungsmittel durch lässiger Drosselspalt ausgebildet ist. Der Querschnitt der Drosselöffnung bzw. des Drossel spaltes, der vorzugsweise ein Ringsspalt ist, ist vorteilhaft über den Durchmesser der Dros- selscheibe vorbestimmt und ergibt sich im Wesentlichen aus der Differenz des Innendurch messers des Ventilgehäuses und des Außendurchmessers der Drosselscheibe.

Die Drosselscheibe ist gemäß der Erfindung zwischen dem einen Ende der Feder und dem Stützelement angeordnet und dort bevorzugt zwischen der als Druckfeder ausgebildeten Fe der und dem Stützelement unter Wirkung der Federvorspannung axial eingeklemmt. In die sem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Drosselscheibe an dem Stützelement befestigt ist. Der Vorteil einer derartigen Lösung liegt darin, dass die Dros selscheibe vor der Montage in das Ventil bereits an dem Stützelement zentriert und so befes tigt werden kann, dass die Drosselscheibe während der Montage des Ventils nicht gesondert zugeführt und aufwendig ausgerichtet werden muss. Diese Lösung lässt sich dadurch vorteil haft ausgestalten, dass das Stützelement mittig ein Durchgangsloch aufweist, in die ein Befes tigungsmittel der Druckscheibe vorzugsweise formschlüssig eingreift und die Druckscheibe auf einfache Weise in dem scheibenartig ausgebildeten Stützelement zentriert ist.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Feder axial an der Drosselscheibe an liegt sowie über die Drosselscheibe radial in dem Ventilgehäuse geführt und zentriert ist.

Durch diese Ausführung der Drosselscheibe kann auch mit einfachen Mitteln auf ein kompli ziertes Design der Stützfeder verzichtet werden.

Mit der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Regelung von Drücken eines Strömungs mittels in einem Fahrzeuggetriebe vorgesehen. Die Vorrichtung ist aus einem Abschnitt eines Getriebebauteils, aus zumindest einem ersten Kanal und einem zweiten Kanal sowie aus dem Ventil gebildet. Das Ventil ist ein Druckausgleichsventil. Die Kanäle verlaufen in einem Ge häuse oder einem Bauteil des Fahrzeuggetriebes. Der erste Kanal führt in dem Abschnitt des Getriebebauteils, in welchem das Druckausgleichsventil sitzt, zu der ersten Öffnung. Das Druckausgleichsventil weist eine für Strömungsmittel durchlässige zweite Öffnung im Ventil gehäuse auf, die in den zweiten Kanal mündet. Die zweite Öffnung ist gemäß einer Ausgestal tung der Erfindung quer zu den axialen Richtungen ausgerichtet und von dem Kolbenmantel verschließbar.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kolben gegen die Federkräfte der Feder aus einer Schließstellung in eine axial von der Schließstellung entfernte Öffnungs stellung axial beweglich in dem Ventilgehäuse geführt ist. In der Schließstellung des Kolbens ist die erste Öffnung mittels des Kolbens verschlossen. In der Öffnungsstellung des Kolbens ist die erste Öffnung durch den Kolben freigegeben, so dass in der Öffnungsstellung über die erste Öffnung und die zweite Öffnung ein für die Strömungsmittel freier Durchlass durch das Ventilgehäuse gebildet ist.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und weiteren Ausgestal tungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Druckausgleichsventils 1 ,

Figur 2 einen Längsschnitt durch das Druckausgleichsventil 1 bzw. durch einen Ausschnitt ei ner Vorrichtung 30 zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem ansonsten nicht weiter dargestellten Fahrzeuggetriebe entlang der Ventilachse 6 des Druckausgleichs ventils 1 , wobei der Kolben 3 in einer Schließposition I steht.

Figur 3 die Rückansicht des Druckausgleichsventils 1 nach Figur 1 ,

Figur 4 den Längsschnitt nach Figur 2 durch das Druckausgleichsventil 1 bzw. die Vorrich tung 30 entlang der Ventilachse 6 des Druckausgleichsventils 1 , wobei der Kolben 3 jedoch in einer Öffnungsposition II steht und

Figur 5 eine vergrößerte und nicht maßstäbliche Darstellung des Details X des Ventils 20 aus der Figur 2.

Figuren 2 und 4 - Das Druckausgleichsventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2, einen Kolben 3, ein Stützelement 4 und eine Feder 5 auf. Das Ventilgehäuse 2 und der Kolben 3 sind im Wesent lichen rotationssymmetrisch ausgebildet und koaxial zu einer Ventilachse 6 angeordnet. Die Ventilachse 6 ist axial ausgerichtet. Der Kolben 3 ist axial beweglich aber radial mit geringem radialem Spiel in dem Ventilgehäuse 2 geführt und mit einem Kolbenmantel 9 sowie einen Kolbenboden 7 versehen. Der Kolbenmantel 9 ist hohlzylindrisch ausgebildet und koaxial zur Ventilachse 6 ausgerichtet und erstreckt sich von dem Kolbenboden 7 aus in Richtung des Stützelements 4.

Figuren 2, 3, 4 und 5 - Die Feder 5 ist eine Druckfeder und axial in die eine Richtung an dem Kolbenboden 7 des Kolbens 3 und in die andere axiale Richtung über die Drosselscheibe 32 an dem Stützelement 4 so abgestützt, dass die Feder 5 axial zwischen dem Kolbenboden 7 und dem Stützelement 4 eingespannt ist. Das Stützelement 4 sitzt an einem Ende 19 des Ventilgehäuses 2. Die Drosselscheibe 32 ist als separates Bauteil zwischen dem Kolben 3 und dem Stützelement 4 angeordnet. Das Stützelement 4 greift mit den Vorsprüngen 28 in ei ne Umfangsnut 21 des Ventilgehäuses 2 ein und ist dort fest abgestützt.

Figuren 3 und 5 - Das Stützelement 4 weist eine scheibenförmig ausgebildete Basis 23 auf, von der die Vorsprünge 28 leicht zur Ventilachse 6 geneigt in die Umfangsnut 21 abgehen. Zwischen den Vorsprüngen 28 des Stützelements 4 sind für strömungsmitteldurchlässige tra pezförmige Lücken 16 ausgebildet. Außerdem weist das Stützelement 4 zentral ein Durch gangsloch 22 auf. Die Drosselscheibe 32 ist mit einem flachen Grundkörper 24 versehen, welcher flach an der Basis 23 anliegt. Zentral mittig der Drosselscheibe 32 befindet sich ein Verschluss 25, welcher das Zentrum der Drosselscheibe bestimmt. In der mit Figur 5 gezeig ten Darstellung ist der Verschluss 25 stopfenartig ausgeführt und sitzt in dem Durchgangsloch 22, wodurch dieses gegen Strömungsmittel undurchlässig verschlossen ist. Weiterhin ist der Verschluss 25 mit wenigstens einem Haltemittel 26 versehen, durch das die Drosselscheibe 32 an dem Stützelement 4 gehalten ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Drosselscheibe 32 aus einem Metall, vorzugsweise aus Stahlblech. Das Haltemittel 26 ist ein Kragen aus plastisch verdrängtem Metall. Alternativ kann die Drosselscheibe auch aus Kunststoff gebildet sein und der Kragen kann alternativ auch durch einzelne Schnapphaken 26 gebildet sein. Der Außendurchmesser der Drosselscheibe 32 ist kleiner als der Innendurchmesser des Ventilge häuses 2, sodass ein Ringsspalt 34 zwischen der Scheibe und der Innenwandung des Ventil gehäuses ausgebildet ist. Die Drosselscheibe 32 erstreckt sich radial soweit in Richtung des Ventilgehäuses 2, dass die trapezförmige Lücken 16 vom Zentrum aus zumindest teilweise verdeckt sind und für das strömungsmitteldurchlässige Drosselöffnungen 33 in Form von Drosselspalten gebildet sind. Die Drosselspalte sind in Umfangsrichtung von den Kanten je weils zweier Vorsprünge 28 und in radialer Richtung zum Zentrum hin durch die Drossel scheibe 32 und nach außen hin durch das Ventilgehäuse 2 begrenzt.

Figuren 1, 2 und 4 - Das hülsenförmig ausgebildete Ventilgehäuse 2 ist mit einer für Strö mungsmittel durchlässigen ersten Öffnung 8 und an seinem Hülsenmantel 14 mit einer zwei ten Öffnung 10 versehen. Die erste Öffnung ist kopfseitig des Druckausgleichsventils 1 an dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet, koaxial zur Ventilachse 6 angeordnet und senkrecht von der Ventilachse 6 durchstoßen. Die zweite Öffnung 10 ist quer zur ersten Öffnung 8 ausge richtet, d. h., dass sich die zweite Öffnung 10 mit radialem Abstand zur Ventilachse 6 in axia ler Richtung erstreckt. Die Mittenachse 27 der Öffnung 10 verläuft in radialer Richtung senk recht zur Ventilachse 6. Figuren 2 und 4 - Der Ventilsitz 17 weist vorzugsweise eine konkav nach innen gewölbte ka lottenförmige Fläche auf, die mit einer konvexen Ringfläche 29 des Kolbens 3 korrespondiert. Dem Kolbenboden 7 schließt sich axial ein Übergangsabschnitt 11 an, an dem der Kolbenbo den 7 in den Kolbenmantel 9 bzw. der Kolbenmantel 9 in den Kolbenboden 7 übergeht. Der Übergangsabschnitt 1 1 ist in Form einer Hohlkehle konkav-rinnenförmig ausgebildet und ver bindet den Kolbenboden 7 mit dem Kolbenmantel 9. Die Ringfläche 29 schließt sich der Flä che 31 des Kolbenbodens 7 an und leitet in den Übergangsabschnitt 11 über. Die Fläche 31 kann wie dargestellt eine flache Kreisfläche alternativ aber auch eine konvex oder konkav bzw. anderweitig dreidimensional strukturierte Fläche sein. Das Ventilgehäuse 2 und der Kol ben 3 sind hülsenförmigen Bauelemente, die vorzugsweise aus flachem Blechmaterial kalt ge formt, d. h., gezogen und gestanzt werden.

Figuren 2 und 4 -Die Vorrichtung 30 zur Regelung von Drücken eines Strömungsmittels in einem Fahrzeuggetriebe ist aus wenigstens einem Abschnitt eines Getriebebauteils 35, einem ersten Kanal 36 einem zweiten Kanal 37 und aus dem Druckausgleichsventil 1 gebildet. Das Druckausgleichsventil 1 sitzt in einer Durchgangsbohrung 38, deren Durchmesser gleich dem des ersten Kanals 36 oder größer bzw. kleiner als der erste Kanal 36 ist. Der erste Kanal 36 führt zur ersten Öffnung 8. Die zweite Öffnung 10 ist zu dem zweiten Kanal 37 so ausgerich tet, dass diese in den zweiten Kanal 37 mündet.

Figuren 2 und 4 - Der Kolben 3 ist aus einer mit Figur 2 dargestellten Schließstellung I gegen die Wirkung der Federkräfte der Feder 5 in eine mit Figur 4 dargestellte Öffnungsstellung II axial beweglich.

Figur 2 - Der Kolben 3 ist in der Schließstellung I durch die Wrkung der Feder 5 axial gegen den Ventilsitz 17 vorgespannt und verschließt in dieser Position die erste Öffnung 8 mit dem Kolbenboden 7. Die Schließstellung I ist dementsprechend die Position des Kolbenbodens 7 zum Ventilsitz 17 im geschlossenen Zustand des Ventils 3. Dabei liegt die Ringfläche 29 dich tend an dem Ventilsitz 17 an. Die zweite Öffnung 10 ist in der Schließstellung I des Kolbens 3 größtenteils durch den Kolbenmantel 9 verschlossen, wobei jedoch eine für Strömungsmittel durchlässige spaltförmige Durchgangsöffnung 12 verbleibt. Die spaltförmige Durchgangsöff nung 12 ist dabei durch einen Mantelabschnitt des Kolbenmantels 9 bzw. durch einen Über gangsabschnitt 11 des Kolbens 3 sowie einen Rand des Ventilgehäuses 2 an der zweiten Öff nung 10 begrenzt. Der der ersten Öffnung 8 am offenen Ende 19 des Ventilgehäuses 2 axial gegenüberliegende offene Querschnitt ist durch den Kolben 3 ebenfalls verschlossen. Dabei ist ein zwischen dem Kolbenmantel 9 und dem Ventilgehäuse 2 aufgrund geringeren Radial spiels ausgebildeter Ringsspalt (Leckspalt) nicht berücksichtigt. In der Schließstellung I ist ein Ringkanal 13 zwischen dem Kolben 3 und dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet, der durch den Übergangsabschnitt 11 am Kolben 3 und einem Abschnitt des Ventilgehäuses 2 begrenzt wird. Der Abschnitt 15 erstreckt sich von dem Ventilsitz 17 aus zum Hülsenmantel des Ventil gehäuses 2. Der Ringkanal 13 ist an der spaltförmigen Durchgangsöffnung 12 offen und an- sonsten umlaufend geschlossen.

In der Schließstellung I ist die durch den Druck eines Strömungsmittels im ersten Kanal 36 auf die Fläche 31 des Kolbenbodens ausgeübte Kraft kleiner oder gleich einer im Inneren des Druckausgleichsventils 1 auf die Rückseite des Kolbenbodens 7 wirkenden Gegenkraft. Die Gegenkraft ist ein Ergebnis der durch einen Gegendruck im Inneren des Druckausgleichsven tils 1 erzeugten Kraft an der Rückseite des Kolbenbodens 7 und vornehmlich der auf die Rückseite des Kolbenbodens 7 ausgeübten Federkraft der zwischen dem Kolbenboden 7 und dem Stützelement 4 eingespannten Feder 5. Figur 4 - Wenn der Druck im ersten Kanal 36 soweit ansteigt, dass die dadurch auf die Flä che 31 des Kolbenbodens 7 die Gegenkraft übersteigt, bewegt sich der Kolben 3 axial in Rich tung des Stützelements 4 in die Öffnungsstellung II und gibt den Ventilsitz 17 frei. Zugleich wird rückseitig des Kolbenbodens 7 befindliches Strömungsmittel über die Drosselöffnungen 33 aus dem Inneren des Druckausgleichsventils 1 verdrängt und werden die axiale Bewegung bzw. eventuelle axiale Schwingbewegungen des Kolbens 3 gedämpft. Das Strömungsmittel strömt durch einen so frei gegebenen Durchlass 18 über die erste Öffnung 8 durchs Innere des Druckausgleichsventils 1 über die zweite Öffnung 10 in den zweiten Kanal 37.

Bezuqszeichenliste