DE19827281C1

DE19827281C1 - Motor vehicle automatic transmission hydraulic control valve

Info

Publication number: DE19827281C1
Application number: DE1998127281
Authority: DE
Inventors: Mathias Niebergall; Klaus Schudt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-27
Anticipated expiration: 2018-06-20

Abstract

The motor vehicle automatic transmission control valve (10) has a valve member (12) connected to an actuator (24). The valve has a peripheral seal ring (54) with an elastic section (58) attached to a seal base (56). The seal can be biased into engagement by pressure fluid in grooves (62) in the seal.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Wegeventil entsprechend der Gattung des Anspruchs 1. Derartige Wegeventile sind in einer Vielzahl von Bauvarianten bekannt und werden u. a. zur Steuerung von Automatikgetrieben in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Ein gattungsgemäßes Wegeventil ist beispielsweise aus der DE 41 11 987 A1 bekannt. Dieses bekannte Wegeventil weist eine elektromagnetische Betätigungseinheit aus einer Magnetspule, einem Spulenkern und einem Anker auf. Der Anker wirkt mit einem Ventilkörper in Form einer Kugel zusammen. Der Ventilkörper ist im Inneren eines Ventilelements angeordnet und steuert Druckmittelverbindungen zwischen im Ventilelement ausgebildeten Kanälen.The invention is based on a directional valve according to the Genus of claim 1. Such directional valves are in one A variety of designs are known and u. a. to Control of automatic transmissions in motor vehicles used. A generic directional control valve is known for example from DE 41 11 987 A1. This known directional control valve has an electromagnetic Actuating unit consisting of a magnetic coil, a coil core and an anchor. The armature works with a valve body together in the form of a ball. The valve body is in the Arranged and controls inside a valve element Pressure medium connections between in the valve element trained channels.

Zur gegenseitigen bzw. externen Abdichtung dieser Kanäle sind konventionelle O-Ringe vorhanden, die in dafür vorgesehenen Nuten am Umfang des Ventilelements angeordnet sind. Obwohl mit O-Ringen Bauteile gegeneinander abgedichtet werden können, die mit relativ großen Fertigungstoleranzen hergestellt sind, haben O-Ringe den Nachteil, daß sie Beschaffungs-, Vorratshaltungs- und insbesondere Montagekosten verursachen. Zudem kann die Dichtfläche der O-Ringe beim Einbau der Wegeventile verletzt werden und Folgeschäden hervorrufen. Oftmals können auch die Quelleigenschaften und die Temperaturempfindlichkeit des O- Ring-Materials zu Dichtproblemen führen.For the mutual or external sealing of these channels there are conventional O-rings available for this provided grooves arranged on the circumference of the valve element are. Although components are sealed against each other with O-rings can be made with relatively large manufacturing tolerances are manufactured, O-rings have the disadvantage that they Procurement, inventory and especially Cause assembly costs. In addition, the Sealing surface of the O-rings damaged when installing the directional control valves and cause consequential damage. Often they can Swelling properties and the temperature sensitivity of the O- Ring materials lead to sealing problems.

Spaltdichtungen weisen diese Nachteile nicht auf, sind aber nicht absolut hermetisch dicht und sind im Falle ihrer metallischen Ausführung teuer. Bauteile aus Leichtmetall, die zusammen mit Bauteilen aus Kunststoff Spaltdichtungen bilden, sind zwar preisgünstig zu produzieren, allerdings können hierbei die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien Undichtigkeiten hervorrufen.Gap seals do not have these disadvantages, but are not absolutely hermetically sealed and are in the case of their metallic execution expensive. Light metal components, which together with components made of plastic gap seals are cheap to produce, however can the different Thermal expansion coefficient of the materials Cause leaks.

Darüber hinaus ist in der DE 44 45 222 A1 ein Schließglied für ein hydraulisches Steuerventil offenbart, das zwischen einem Einlaß und einem Auslaß angeordnet ist, um die Druckmittelverbindung zwischen beiden Anschlüssen zu steuern. Ferner ist aus der DE 30 37 459 A1 ein Bremsdrucksteuerventil bekannt, das mittels eines Schraubstutzens und eines Anschlusses hydraulisch kontaktierbar ist. Beide bekannten Einrichtungen weisen im Unterschied zum Gegenstand der Erfindung keine Dichtungseinrichtungen zur Abdichtung ihrer Anschlüsse gegenüber der Umgebung auf.In addition, DE 44 45 222 A1 has a closing member for a hydraulic control valve disclosed between an inlet and an outlet is arranged around the Pressure medium connection between the two connections Taxes. Furthermore, from DE 30 37 459 A1 Brake pressure control valve known by means of a Screw socket and a connection hydraulic is contactable. Both known devices have in No difference to the subject of the invention Sealing devices for sealing their connections towards the environment.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil zu schaffen, dessen hydraulische Anschlüsse untereinander und zur Umgebung hin mittels Dichtungseinrichtungen abgedichtet sind, die besonders kostengünstig herstellbar sind, keine separate Montage erfordern und die biegeelastisch an der Ventileinheit verankert sind. Diese Aufgabe wird von einem Wegeventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The invention is therefore based on the object To create directional valve, its hydraulic connections with each other and to the environment by means of Sealing devices are sealed that special are inexpensive to manufacture, no separate assembly require and the flexible on the valve unit are anchored. This task is performed by a directional valve solved the features of claim 1.

Advantages of the invention

Ein derartiges Wegeventil gewährleistet im eingebauten Zustand eine zuverlässige Dichtheit, ohne Zusatzbauteile oder nennenswerte Zusatzkosten bei seiner Herstellung zu erfordern. Hierfür ist das Wegeventil mit speziellen Dichtungseinrichtungen versehen, deren Anpreßdruck und deren Dichtwirkung mit zunehmendem Druck im Dichtmittel zunimmt. Aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften kann die Dichtungseinrichtung konstruktiv derart ausgelegt werden, daß auch unter extremen Temperatur- oder Druckbelastungen keine plastischen Deformationen auftreten. Eine versehentliche Nichtmontage der Dichtungseinrichtungen kann aufgrund ihres einteiligen Aufbaus mit dem Ventilelement ausgeschlossen werden. Weitere Vorteile oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Such a directional valve ensures in the built-in Condition a reliable tightness, without additional components or significant additional costs in its manufacture require. For this, the directional valve is with special Provide sealing devices, their contact pressure and their Sealing effect increases with increasing pressure in the sealant. Due to its elastic properties, the Sealing device can be designed such that even under extreme temperature or pressure loads no plastic deformations occur. A accidental non-assembly of the sealing devices can due to their one-piece construction with the valve element be excluded. Further advantages or advantageous Further developments of the invention result from the Subclaims and the description.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt den Ausschnitt eines eingebauten Wegeventils im Querschnitt.An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained. The only figure shows a section of one built-in directional valve in cross section.

Description of the embodiment

Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt eines Wegeventils 10, das mit seiner Ventileinheit 12 in eine einmal abgestufte Ausnehmung 14 eines Bauteils, beispielsweise einer Steuerplatte 16 eines Automatikgetriebes für Kraftfahrzeuge, eingebaut ist. In dieser Steuerplatte 16 sind druckmittelführende Kanäle 18, 20, 22 vorgesehen, die in Anschlüsse P, A, T des Wegeventils 10 einmünden. Der Kanal 18 ist mit einem nicht gezeichneten Druckerzeuger gekoppelt und ist mit dem Zulaufanschluß P des Wegeventils 10 verbunden, während der Kanal 20 an den mit A bezeichneten Verbraucheranschluß angeschlossen ist und zu einem nicht dargestellten hydraulischen Verbraucher führt. Der nur schematisch angedeuteten Kanal 22 ist mit dem Rücklaufanschluß T des Wegeventils 10 verbunden und führt das Druckmittel zurück zu einem nicht gezeichneten Vorratsbehälter.The single figure shows a section of a directional control valve 10 , which is installed with its valve unit 12 into a recess 14 , which is stepped once, of a component, for example a control plate 16 of an automatic transmission for motor vehicles. In this control plate 16 pressure medium channels 18 , 20 , 22 are provided, which open into connections P, A, T of the directional control valve 10 . The channel 18 is coupled to a pressure generator, not shown, and is connected to the inlet port P of the directional control valve 10 , while the channel 20 is connected to the consumer port labeled A and leads to a hydraulic consumer, not shown. The channel 22, which is only indicated schematically, is connected to the return connection T of the directional control valve 10 and leads the pressure medium back to a storage tank, not shown.

Während der Kanal 18 an der der Steuerplatte 16 zugewandten Stirnseite in das Wegeventil 10 einmündet, verlaufen die Kanäle 20 und 22 quer zu diesem Kanal 18 in radialer Richtung zum Wegeventil 10. Das Wegeventil 10 bildet ein hydraulisches 3/2-Wegeventil konventioneller Bauart.While the channel 18 opens into the directional control valve 10 on the end face facing the control plate 16 , the channels 20 and 22 run transversely to this channel 18 in the radial direction to the directional control valve 10 . The directional valve 10 forms a hydraulic 3/2-way valve of a conventional type.

Konstruktiv ist dieses Wegeventil 10 in zwei miteinander verbundene Baugruppen gegliedert. Die erste Baugruppe wird von einer extern ansteuerbaren Betätigungseinheit 24 gebildet. Diese umfaßt eine nur zum Teil erkennbare hohlzylindrische Magnetspule 26, einen in diese Magnetspule 26 hineinragenden und darin ortsfest fixierten Kern 28 und einen von der Magnetspule 26 betätigbaren Anker 30. Der Anker 30 ist mit einem Stößel 32 verbunden, der in einer Ausnehmung 34 des Kerns 28 axial beweglich geführt ist. Der Stößel 32 ist in seinem Außendurchmesser mehrfach abgesetzt und erstreckt sich über den Kern 28 hinaus bis in einen zentrisch in der Ventileinheit 12 angeordneten Durchgangskanal 36 hinein.This directional valve 10 is structurally divided into two interconnected assemblies. The first assembly is formed by an externally controllable actuation unit 24 . This comprises a hollow cylindrical magnet coil 26 which is only partially recognizable, a core 28 which projects into this magnet coil 26 and is fixed therein and an armature 30 which can be actuated by the magnet coil 26 . The armature 30 is connected to a plunger 32 which is guided in an axially movable manner in a recess 34 in the core 28 . The tappet 32 is offset several times in its outer diameter and extends beyond the core 28 into a through channel 36 arranged centrally in the valve unit 12 .

Die Ventileinheit 12 bildet die zweite Baugruppe des Wegeventils 10 und ist mit der Betätigungseinheit 24 verbunden. Im Ventilelement 12 sind quer zum Durchgangskanal 36 verlaufende Stichkanäle 38, 40 vorhanden, an deren Enden der Verbraucheranschluß A bzw. der Rücklaufanschluß T des Wegeventils 10 liegen.The valve unit 12 forms the second assembly of the directional valve 10 and is connected to the actuation unit 24 . In the valve element 12 there are branch channels 38 , 40 running transversely to the through-channel 36 , at the ends of which the consumer connection A or the return connection T of the directional control valve 10 are located.

Der Zulaufanschluß P ist am Ende des Durchgangskanals 36 ausgebildet.The inlet connection P is formed at the end of the through channel 36 .

Die Mündungsstellen der Stichkanäle 38, 40 in den Durchgangskanal 36 sind als Ventilsitze 42, 44 ausgeführt, die von zwei axial beabstandeten Ventilelementen 46, 48 gesteuert werden. Bei dem die Druckmittelverbindung zwischen dem zulaufseitigen Kanal 18 und dem verbraucherseitigen Kanal 20 steuernden Ventilelement 46 handelt es sich beispielhaft um eine mit dem Stößel 32 zusammenwirkende Kugel. Im dargestellten, nicht bestromten Zustand der Magnetspule 26, d. h. bei nichtbetätigtem Anker 30, liegt das Ventilelement 46 am Ventilsitz 42 an. Das Ventilelement 46 wird vom Druck im Kanal 18 auf den Ventilsitz 42 gepreßt und verschließt diesen druckdicht. Der zweite Ventilsitz 44 ist in diesem Zustand geöffnet, so daß zwischen dem Kanal 20 und dem Kanal 22 eine Druckmittelverbindung besteht. Diese Druckmittelverbindung erfolgt über einen Ringspalt 50, zwischen dem Stößel 32 und der Durchgangsbohrung 36 des Ventilteils 12. Im Bereich dieses Ringspalts 50 ist am Stößel 32 ein Bund 52 angeformt.The mouths of the branch channels 38 , 40 in the through channel 36 are designed as valve seats 42 , 44 , which are controlled by two axially spaced valve elements 46 , 48 . The valve element 46 controlling the pressure medium connection between the inlet-side channel 18 and the consumer-side channel 20 is, for example, a ball interacting with the tappet 32 . In the illustrated, non-energized state of the solenoid 26 , ie when the armature 30 is not actuated, the valve element 46 bears against the valve seat 42 . The valve element 46 is pressed by the pressure in the channel 18 onto the valve seat 42 and closes the latter in a pressure-tight manner. The second valve seat 44 is open in this state, so that there is a pressure medium connection between the channel 20 and the channel 22 . This pressure medium connection takes place via an annular gap 50 , between the tappet 32 and the through bore 36 of the valve part 12 . In the area of this annular gap 50 , a collar 52 is formed on the tappet 32 .

Durch das Bestromen der Magnetspule 26 wird der Anker 30 in die nicht gezeichnete Schaltstellung verbracht. In dieser Schaltstellung liegt das zweite Ventilelement 48 am zweiten Ventilsitz 44 an und verschließt diesen. Das zweite Ventilelement 48 wird im Ausführungsbeispiel von einer, als Fase ausgeführten Durchmesserveränderung des Stößels 32 gebildet. Das erste Ventilelement 46 befindet sich in dieser Schaltstellung in seiner vom ersten Ventilsitz 42 abgehobenen Stellung. Dadurch besteht eine Druckmittelverbindung zwischen dem zulaufseitigen Kanal 18 und dem zu einem Verbraucher führenden Kanal 20.By energizing the solenoid 26 , the armature 30 is brought into the switching position, not shown. In this switching position, the second valve element 48 bears against the second valve seat 44 and closes it. In the exemplary embodiment, the second valve element 48 is formed by a change in the diameter of the tappet 32, which is designed as a chamfer. In this switching position, the first valve element 46 is in its position which is raised from the first valve seat 42 . As a result, there is a pressure medium connection between the inlet-side channel 18 and the channel 20 leading to a consumer.

Um nun unter allen Betriebsbedingungen des Wegeventils 10 eine zuverlässige Abdichtung der Kanäle 18, 20 untereinander bzw. zur Umgebung hin sicherzustellen, sind am Umfang der Ventileinheit 12 erfindungsgemäß spezielle Dichtungseinrichtungen 54 vorgesehen. Diese Dichtungseinrichtungen 54 sind axial oberhalb und unterhalb des Kanals 20 angeordnet und umfassen ringförmige Dichtkörper 56, die mittels biegeelastisch angeordneten Abschnitten 58 einteilig mit der Ventileinheit 12 verbunden sind. Die Dichtkörper 56 sind mit umlaufenden Dichtlippen 60 versehen, die das Ventilelement 12 umfangsseitig überragen und die, in eingebautem Zustand des Wegeventils 10, durch die Wandung der Ausnehmung 14 unter Vorspannung stehen.In order to ensure reliable sealing of the channels 18 , 20 from one another or from the environment under all operating conditions of the directional control valve 10, special sealing devices 54 are provided according to the invention on the circumference of the valve unit 12 . These sealing devices 54 are arranged axially above and below the channel 20 and comprise ring-shaped sealing bodies 56 which are connected in one piece to the valve unit 12 by means of sections 58 which are arranged to be flexible. The sealing bodies 56 are provided with circumferential sealing lips 60 , which project beyond the circumference of the valve element 12 and which, in the installed state of the directional control valve 10 , are pretensioned by the wall of the recess 14 .

Zur Ausbildung der Dichtungseinrichtungen 54 sind an den Stirnflächen der Ventileinheit 12 ringförmige Nuten 62 vorgesehen. Diese Nuten 62 sind zu den Druckmittel unter Hochdruck führenden Kanälen 18, 20 hin geöffnet, so daß im Betrieb des Wegeventils 10 die nicht dichtenden Rückseiten der Dichtungseinrichtungen 54 druckbeaufschlagt sind. Die im Bereich der Stirnflächen der Ventileinheit 12 angeordneten Dichtkörper 56 werden mit ihrer Dichtlippe 60 dadurch betriebsdruckabhängig gegen die Wandung der Ausnehmung 14 gedrückt. Eine Anbindung der Dichtkörper 56 an die Ventileinheit 12 erfolgt mittels unter Druckeinwirkung biegeelastisch angeordneten Abschnitten 58, die den Dichtungseinrichtungen 54 eine gewisse Elastizität verleihen. Diese Elastizität ist konstruktiv, d. h. durch die Formgebung und die Dimensionierung der Dichtkörper 56 und insbesondere der Abschnitte 58 beeinflußbar, wodurch plastische Verformungen der Dichtungseinrichtung 54 auch unter Extrembelastungen vermieden werden können. Somit wird eine dauerhaft zuverlässige Dichtfunktion sichergestellt.To form the sealing devices 54 , annular grooves 62 are provided on the end faces of the valve unit 12 . These grooves 62 are open to the pressure medium under high pressure channels 18 , 20 so that the non-sealing rear sides of the sealing devices 54 are pressurized during operation of the directional valve 10 . The sealing bodies 56 arranged in the region of the end faces of the valve unit 12 are pressed with their sealing lip 60 against the wall of the recess 14 as a function of the operating pressure. The sealing bodies 56 are connected to the valve unit 12 by means of sections 58 which are arranged elastically under the action of pressure and which give the sealing devices 54 a certain elasticity. This elasticity is constructive, ie can be influenced by the shape and dimensioning of the sealing bodies 56 and in particular the sections 58 , as a result of which plastic deformations of the sealing device 54 can be avoided even under extreme loads. This ensures a permanently reliable sealing function.

Die Herstellung der der Erfindung zugrundeliegenden Dichtungseinrichtungen 54 ist im Falle einer aus Kunststoff in Spritzgußtechnik hergestellten Ventileinheit 12 besonders einfach und kostengünstig möglich, weil ihre Ausbildung bereits im Werkzeug vorgesehen werden kann und somit annähernd kostenneutral erfolgt.The manufacture of the sealing devices 54 on which the invention is based is particularly simple and cost-effective in the case of a valve unit 12 made of plastic using injection molding technology, because their design can already be provided in the tool and is therefore carried out almost cost-neutral.

Selbstverständlich sind weitergehende Änderungen und Ergänzungen am beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. So ist beispielsweise eine Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtungen 54 auch bei Wegeventilen mit mehr als 3 Anschlüssen und/oder mehr als 2 Schaltstellungen denkbar. Ebenso vorstellbar wäre es, für den Dichtkörper 56 und die Abschnitte 58 unterschiedliche Materialien einzusetzen.Of course, further changes and additions to the described embodiment are possible without deviating from the basic idea of the invention. For example, an application of the sealing devices 54 according to the invention is also conceivable for directional valves with more than 3 connections and / or more than 2 switching positions. It would also be conceivable to use different materials for the sealing body 56 and the sections 58 .

Claims

1. Directional control valve ( 10 ) with an externally controllable actuation unit ( 24 ) and a valve unit ( 12 ) connected to the actuation unit ( 24 ), in which a valve element ( 46 , 48 ) which can be acted upon by the actuation unit ( 24 ) carries connections between pressure medium Controls channels ( 36 , 38 , 40 ) of the valve unit ( 12 ) and wherein the valve unit ( 12 ) has sealing devices ( 54 ) arranged on its circumference, which the channels ( 36 , 38 , 40 ) against each other in the installed state of the directional control valve ( 10 ) or sealing off from the environment, characterized in that the sealing devices ( 54 ) on the valve unit ( 12 ) comprise sections ( 58 ) which are arranged to be flexible and on which at least one sealing body ( 56 ) is formed.

2. Directional control valve according to claim 1, characterized in that the sealing devices ( 54 ) with the aid of grooves ( 62 ) which are open to the pressure medium leading channels ( 36 , 38 ) open, can be pressurized on their backs.

3. Directional valve according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valve unit ( 12 ) is injection molded from plastic.

4. Directional control valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing body ( 56 ) have at least one circumferential sealing lip ( 60 ).

5. Directional control valve according to one of claims 1 to 4, characterized in that the actuating unit ( 24 ) at least one magnet coil ( 26 ), a core ( 28 ) inserted into the magnet coil ( 26 ) and an armature which can be acted upon by the magnet coil ( 26 ) ( 30 ).

6. Directional control valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that the directional control valve ( 10 ) is a hydraulic valve in a 3/2 construction.

7. Automatic transmission for motor vehicles with a control unit which comprises at least one directional control valve ( 10 ) according to one of claims 1 to 6.