DE102014207801A1

DE102014207801A1 - Pilot-controllable control valve device with a valve slide

Info

Publication number: DE102014207801A1
Application number: DE102014207801.6A
Authority: DE
Inventors: Rainer Novak; Tobias Pfleger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-10-29

Abstract

Es wird eine vorsteuerbare Regelventilvorrichtung (1) mit einem Ventilschieber (2) beschrieben, der in einem Ventilgehäuse (3) zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar ausgeführt ist und über dem Verschiebeweg jeweils eine Verbindung zwischen Anschlussbereichen (5 bis 9) freigibt oder sperrt. Am Ventilschieber (2) greift eine Stellkraft in Richtung einer ersten Endstellung an, während am Ventilschieber (2) eine in Richtung einer zweiten Endstellung wirkende Vorsteuerkraft anlegbar ist, die der Stellkraft entgegenwirkt und in Abhängigkeit eines Vorsteuerdruckes (pEDS) steht. Der Vorsteuerdruck (pEDS) ist im Bereich einer druckdicht vom Ventilschieber (2) getrennten Steuerfläche (13) wenigstens eines stiftartigen Steuerkolbens (14) anlegbar. Der Steuerkolben (14) ist ebenfalls axial verschiebbar, steht zumindest bei anliegendem Steuerdruck (pEDS) mit dem Ventilschieber (2) in Wirkverbindung und beaufschlagt den Ventilschieber (2) mit der Vorsteuerkraft. Der Durchmesser des Steuerkolbens (14) ist kleiner als der Durchmesser (D2A) des Ventilschiebers (2).A pilot-controllable control valve device (1) with a valve slide (2) is described, which is designed to be axially displaceable in a valve housing (3) between two end positions and respectively releases or blocks a connection between connection areas (5 to 9) via the displacement path. On the valve spool (2) engages a force in the direction of a first end position, while the valve spool (2) acting in the direction of a second end position pilot force can be applied, which counteracts the actuating force and is dependent on a pilot pressure (pEDS). The pilot pressure (pEDS) is in the range of a pressure-tight from the valve spool (2) separate control surface (13) of at least one pin-like control piston (14) can be applied. The control piston (14) is also axially displaceable, is at least at applied control pressure (pEDS) with the valve spool (2) in operative connection and acts on the valve spool (2) with the pilot force. The diameter of the control piston (14) is smaller than the diameter (D2A) of the valve spool (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine vorsteuerbare Regelventilvorrichtung mit einem Ventilschieber gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The invention relates to a controllable control valve device with a valve spool according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Aus der Praxis bekannte Automatikgetriebe weisen zur Ansteuerung von Kupplungen vorsteuerbare Regelventilvorrichtungen in Schieberbauweise auf, denen zur Vorsteuerung oftmals elektromagnetische Vorsteuerstufen zugeordnet sind. Ventilgehäuse solcher Regelventilvorrichtungen umfassen üblicherweise mehrere Gusstaschen, innerhalb welchen jeweils ein zugehöriger Ventilschieber axial verschiebbar angeordnet ist. Im Bereich einer ersten Gusstasche bzw. Tasche mündet, beispielsweise eine Steuerleitung, die mit einer elektromagnetischen Vorsteuerstufe in Verbindung steht. An der elektromagnetischen Vorsteuerstufe liegt ein eigenes hydraulisches Druckniveau an, welches einem sogenannten Reduzierdruckniveau entspricht. Durch eine elektrische Ansteuerung der elektromagnetischen Vorsteuerstufe ist im Bereich der ersten Tasche bzw. der Vorsteuerdrucktasche ein Vorsteuerdruck frei einstellbar, der im Bereich einer Steuerfläche des Ventilschiebers zur Vorsteuerung der Regelventilvorrichtung anlegbar ist. Des Weiteren liegt an einer weiteren Tasche bzw. einer Systemdrucktasche der Regelventilvorrichtung das sogenannte Systemdruckniveau an, das in Abhängigkeit einer über den Vorsteuerdruck eingestellten axialen Stellung des Ventilschiebers auf ein Arbeitsdruckniveau im Bereich einer weiteren Tasche bzw. einer Arbeitsdrucktasche eingeregelt wird. Im Bereich einer zusätzlichen Tasche bzw. Tankdrucktasche ist das Ventilgehäuse mit einem Niederdruckbereich bzw. einem Tank verbindbar, in dem ein Tankdruck vorliegt, der das niedrigste erreichbare Arbeitsdruckniveau kennzeichnet. Automatic gearboxes known from practice have pilot-operated control valve devices of a slide-type design for the control of clutches, which are often associated with pre-control electromagnetic pilot stages. Valve housing such control valve devices usually comprise a plurality of cast bags, within each of which an associated valve spool is arranged axially displaceable. In the region of a first Gusstasche or pocket opens, for example, a control line which is in communication with an electromagnetic pilot stage. At the electromagnetic pilot stage is its own hydraulic pressure level, which corresponds to a so-called Reduzierdruckniveau. By an electrical control of the electromagnetic pilot stage, a pilot pressure is freely adjustable in the region of the first pocket or the pilot pressure pocket, which can be applied in the region of a control surface of the valve spool for pilot control of the control valve device. Furthermore, the so-called system pressure level is applied to a further pocket or a system pressure pocket of the control valve device, which is adjusted to a working pressure level in the region of another pocket or a working pressure pocket as a function of an axial position of the valve slide set via the pilot pressure. In the area of an additional pocket or tank pressure pocket, the valve housing can be connected to a low-pressure area or a tank in which there is a tank pressure which indicates the lowest achievable working pressure level.

Um eine vordefinierte Grundstellung des Ventilschiebers einer Regelventilvorrichtung im unbedruckten Zustand, d. h. bei Anliegen eines minimalen Vorsteuerdruckes, sicherzustellen, wird der Ventilschieber von einer Stellkraft in eine erste Endstellung überführt, zu der der Arbeitsdruck gleich dem Tankdruck ist. To a predefined basic position of the valve spool of a control valve device in the unprinted state, d. H. when concerns a minimum pilot pressure, ensure the valve spool is transferred by a force in a first end position, to which the working pressure is equal to the tank pressure.

Der Ventilschieber ist beispielsweise mit zwei Ventilschieberbereichen mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet. Wird der Vorsteuerdruck ausgehend vom minimalen Vorsteuerdruckniveau angehoben, wird der Ventilschieber entgegen der Stellkraft ausgehend von der ersten Endstellung in Richtung einer zweiten Endstellung verschoben. Aus der Verstellung des Ventilschiebers resultiert eine Änderung des Arbeitsdruckes. Gleichzeitig tritt zwischen der Systemdrucktasche und der Arbeitsdrucktasche sowie zwischen der Arbeitsdrucktasche und der Tankdrucktasche jeweils ein laminarer Leckagestrom auf. The valve spool is formed for example with two valve spool areas with different diameters. If the pilot pressure is raised starting from the minimum pilot pressure level, the valve slide is displaced counter to the actuating force starting from the first end position in the direction of a second end position. From the adjustment of the valve spool results in a change in the working pressure. At the same time, a laminar leakage flow occurs between the system pressure pocket and the working pressure pocket as well as between the working pressure pocket and the tank pressure pocket.

Regelungstechnisch stellt die vorbeschriebene Schaltung einer Regelventilvorrichtung ein hydraulisches Widerstandsnetzwerk bzw. eine sogenannte Halbbrücke dar, da sich der hydraulische Widerstand zwischen der Systemdrucktasche und der Arbeitsdrucktasche mit zunehmendem Stellweg des Ventilschiebers sukzessive verringert, während sich der hydraulische Widerstand zwischen der Tankdrucktasche und der Arbeitsdrucktasche gleichzeitig vergrößert. Der Ventilschieber selbst wirkt als Verstärker des Vorsteuerdrucks. Control technology, the above-described circuit of a control valve device is a hydraulic resistance network or a so-called half-bridge, as the hydraulic resistance between the system pressure pocket and the working pressure pocket gradually decreases with increasing travel of the valve spool, while the hydraulic resistance between the tank pressure pocket and the working pressure pocket increases simultaneously. The valve spool itself acts as an amplifier of the pilot pressure.

Grundsätzlich entspricht der Arbeitsdruck einem Produkt aus dem Vorsteuerdruck und einem Flächenverhältnis zwischen der Wirkfläche des Ventilschiebers, in dessen Bereich der Vorsteuerdruck anlegbar ist, und einer sogenannten Rückführfläche, die der Differenz zwischen einander zugewandten Stirnflächen der Ventilschieberbereiche des Ventilschiebers entspricht und an der jeweils der Arbeitsdruck anliegt. Basically, the working pressure corresponds to a product of the pilot pressure and an area ratio between the active surface of the valve spool, in the region of the pilot pressure can be applied, and a so-called return surface, which corresponds to the difference between facing end faces of the valve spool portions of the valve spool and abutting each of the working pressure ,

Zur Verstellung des Ventilschiebers ist einer Regelventilvorrichtung über die Verbindungsleitung ausgehend von der Vorsteuerstufe ein definiertes Fördervolumen zuzuführen. Die Durchflussbelastung im Bereich der Vorsteuerstufe steigt daher mit zunehmendem Durchmesser des Ventilschiebers an. Daher wird versucht, vorsteuerbare Regelventilvorrichtung mit möglichst kleinen Ventildurchmessern konstruktiv umzusetzen. Der gewählte Durchmesser ist letztlich durch die Möglichkeiten der Bohrwerkzeuge und deren Längen sowie Durchmesserverhältnisse beschränkt. Für miniaturisierte Ventilschieber verwendet man üblicherweise sogenannte Cartridge-Lösungen, die konstruktiv allerdings aufwändig sind. To adjust the valve slide, a control valve device is to be supplied with a defined delivery volume via the connecting line, starting from the pilot control stage. The flow load in the area of the pilot stage therefore increases with increasing diameter of the valve spool. Therefore, attempts are being made to implement vorsteuerbare control valve device with the smallest possible valve diameters constructive. The selected diameter is ultimately limited by the possibilities of drilling tools and their lengths and diameter ratios. For miniaturized valve spools, so-called cartridge solutions are usually used, which, however, are complex in terms of design.

Aus systemtheoretischer Sicht der Vorsteuerstufe ist der Ventilschieber, der für sich einen Regelkreis bzw. eine Verstärkerstufe des Vorsteuerdrucks darstellt, in erster Näherung auch als hydraulische Kapazität modellierbar. Das bedeutet, dass es einen proportionalen Zusammenhang zwischen dem von der Vorsteuerstufe gelieferten Fluidvolumen und einem Druckanstieg im Bereich der Vorsteuerdrucktasche gibt. From a system-theoretical point of view of the pilot control stage, the valve spool, which in itself represents a control circuit or an amplifier stage of the pilot pressure, can be modeled to a first approximation as a hydraulic capacity. This means that there is a proportional relationship between the volume of fluid delivered by the pilot stage and a pressure increase in the area of the pilot pressure pocket.

Die hydraulische Kapazität eines Ventilschiebers ist mathematisch über ein geometrisches Volumen zwischen der Vorsteuerstufe und dem Ventilschieber sowie einer Ölsteifigkeit des jeweils eingesetzten Hydraulikfluides, einer sogenannten Ventilüberdeckung und einer Federsteifigkeit einer Ventilfeder beschreibbar, wenn die Stellkraft über eine am Ventilschieber angreifende Federeinrichtung zur Verfügung gestellt wird. In den meisten Anwendungen darf die Federsteifigkeit vernachlässigt werden, weshalb die hydraulische Kapazität hauptsächlich durch die Geometrie des Ventilschiebers bestimmt wird. Die hydraulische Belastung einer Vorsteuerstufe bzw. die Vorsteuerdruckkapazität ist ein entscheidender Parameter für die Stabilität des Regelkreises. Da die Wirkfläche des Ventilschiebers, in deren Bereich der Vorsteuerdruck anlegbar ist, und die Rückführfläche des Ventilschiebers durch fertigungstechnische und funktionale Anforderungen definiert sind, ist die hydraulische Belastung der Vorsteuerstufe nicht frei gestaltbar. Zusätzlich soll auch die Ventilüberdeckung aus Leckagegründen bzw. unter Wirkungsgradgesichtspunkten möglichst groß sein. The hydraulic capacity of a valve spool is mathematically describable via a geometric volume between the pilot stage and the valve spool and an oil stiffness of the respectively used hydraulic fluid, a so-called valve overlap and a spring stiffness of a valve spring, when the actuating force is provided via a spring device acting on the valve spool. In most applications, the spring stiffness may be neglected, why the hydraulic capacity is mainly determined by the geometry of the valve spool. The hydraulic load of a pilot stage or the pilot pressure capacity is a crucial parameter for the stability of the control loop. Since the effective surface of the valve spool, in the region of the pilot pressure can be applied, and the return surface of the valve spool are defined by manufacturing and functional requirements, the hydraulic load of the pilot stage is not freely designable. In addition, the valve cover should be as large as possible for reasons of leakage or efficiency.

Problematisch bei der vorbeschriebenen Ventilanordnung ist, dass eine hohe Vorsteuerdruckkapazität eine messbare und deutliche Beschränkung der Dynamik einer Regelventilvorrichtung und somit des gesamten Regelkreises ausgehend vom Stromwert der elektromagnetischen Vorsteuerstufe bis hin zum Arbeitsdruck verursacht. The problem with the above-described valve arrangement is that a high pilot pressure capacity causes a measurable and significant limitation of the dynamics of a control valve device and thus the entire control loop, starting from the current value of the electromagnetic pilot stage up to the working pressure.

Aus hydraulischen Anwendungen im Industrieanlagenbau ist bekannt, dass bei mehrstufigen Ventilschaltungen die Vorsteuerstufen nicht überlastet werden dürfen, da dies zu großen Dynamikverlusten im Gesamtsystem führt. Um eine solche Überlastung zu vermeiden, wird in der DE 197 27 003 A1 eine geometrische Optimierung im Bereich eines hydraulisch vorsteuerbaren Druckventils vorgeschlagen, während ein aus der DE 43 30 073 A1 bekanntes vorgesteuertes Hydraulikventil mit einer größeren Anzahl an Steuerflächen ausgeführt wird. From hydraulic applications in industrial plant construction is known that in multi-stage valve circuits, the pilot stages must not be overloaded, as this leads to large dynamics losses in the overall system. In order to avoid such an overload, is in the DE 197 27 003 A1 proposed a geometric optimization in the range of a hydraulically vorsteuerbaren pressure valve, while a from the DE 43 30 073 A1 known pilot operated hydraulic valve is executed with a larger number of control surfaces.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und kostengünstige vorsteuerbare Regelventilvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die durch eine hohe Dynamik gekennzeichnet ist. The present invention has for its object to provide a structurally simple and inexpensive pre-controllable control valve device available, which is characterized by a high degree of dynamics.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention this object is achieved with a pilot-controllable control valve device having the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung ist ein Ventilschieber in einem Ventilgehäuse zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar ausgeführt. Der Ventilschieber gibt über dem Verschiebeweg jeweils eine Verbindung zwischen Anschlussbereichen frei oder sperrt diese. Des Weiteren greift am Ventilschieber eine Stellkraft in Richtung einer ersten Endstellung an, während am Ventilschieber eine in Richtung einer zweiten Endstellung wirkende Vorsteuerkraft anlegbar ist, die der ersten Stellkraft entgegenwirkt und die in Abhängigkeit eines Vorsteuerdruckes steht. In the pre-controllable control valve device according to the invention, a valve slide in a valve housing between two end positions is designed to be axially displaceable. The valve slide releases, via the displacement path, in each case a connection between connection areas or blocks them. Furthermore, a control force engages on the valve slide in the direction of a first end position, while a valve acting in the direction of a second end position pre-control force can be applied, which counteracts the first actuating force and which is a function of a pilot pressure.

Erfindungsgemäß ist der Vorsteuerdruck im Bereich einer druckdicht vom Ventilschieber getrennten Steuerfläche wenigstens eines stiftartigen Steuerkolbens anlegbar. Der Steuerkolben ist ebenfalls axial verschiebbar, steht zumindest bei anliegendem Steuerdruck mit dem Ventilschieber in Wirkverbindung und beaufschlagt den Ventilschieber mit der Vorsteuerkraft, wobei der Durchmesser des Steuerkolbens kleiner ist als der Durchmesser des Ventilschiebers. According to the pilot pressure in the region of a pressure-tight separated from the valve spool control surface of at least one pin-like control piston can be applied. The control piston is also axially displaceable, is at least at applied control pressure with the valve spool in operative connection and acts on the valve spool with the pilot force, wherein the diameter of the control piston is smaller than the diameter of the valve spool.

Bei der erfindungsgemäßen Regelventilvorrichtung wird der Steuerdruck nicht wie bei aus der Praxis bekannten Lösungen direkt im Bereich einer Wirkfläche bzw. einer Stirnfläche des Ventilschiebers angelegt, sondern im Bereich des Steuerkolbens, der mit einer elektromagnetischen Vorsteuerstufe in Wirkverbindung bringbar ist und dessen Durchmesser mit geringem fertigungstechnischem Aufwand wesentlich kleiner als der Durchmesser des Ventilschiebers ausführbar ist. Die erfindungsgemäße Regelventilvorrichtung ist daher mit einer wesentlich kleineren Hydraulikfluidmenge betätigbar als bekannte Regelventilvorrichtungen, womit die erfindungsgemäße Regelventilvorrichtung eine höhere Ventildynamik aufweist und zu einer Verbesserung der Systemstabilität beiträgt. In the control valve device according to the invention, the control pressure is not applied as in practice known solutions directly in the region of an active surface or an end face of the valve spool, but in the control piston, which can be brought into operative connection with an electromagnetic pilot stage and its diameter with little manufacturing effort is substantially smaller than the diameter of the valve slide executable. The control valve device according to the invention is therefore operable with a much smaller amount of hydraulic fluid than known control valve devices, whereby the control valve device according to the invention has a higher valve dynamics and contributes to an improvement of the system stability.

Der vorliegenden Erfindung liegt die durch Vorversuche gewonnene Kenntnis zugrunde, dass mit miniaturisierten Ventilschiebern eine deutlich bessere Druckdynamik während der Ansteuerung einer Doppelkupplung erzielbar ist. Diese bessere Dynamik wird bei der vorliegenden Erfindung größtenteils mit herkömmlicher bzw. klassischer Technologie und daher auf konstruktiv einfache und kostengünstige Art und Weise erzielt. Über die hohe Dynamik sind vereinfachte Getriebeapplikationen aufgrund des nahezu idealen Druckfolgeverhaltens einsetzbar. Während ungünstiger Betriebszustandsverläufe sind softwaremäßige Implementierungen erweiterter Störgrößenaufschaltungen, sogenannte Schwingungs-Dämpfungs-Algorithmen, verwendbar. Speziell die Schwingungs-Dämpfungs-Algorithmen sind bei herkömmlichen Lösungen aufgrund eines schlechteren Phasengangs der zugehörigen Übertragungsfunktion bislang nicht robust in Serie implementierbar. The present invention is based on the knowledge gained by preliminary experiments that with miniaturized valve spools a significantly better pressure dynamics during the activation of a dual clutch can be achieved. This better dynamics is achieved in the present invention for the most part with conventional or classical technology and therefore in a structurally simple and cost-effective manner. Due to the high dynamics, simplified gearbox applications can be used due to the almost ideal post-pressure behavior. During unfavorable operating state curves, software implementations of extended disturbance variable circuits, so-called vibration damping algorithms, can be used. Especially the vibration damping algorithms have not been robustly implemented in series in conventional solutions due to a poorer phase response of the associated transfer function.

Bei einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung ist der Steuerkolben in einer im Ventilgehäuse fest angeordneten Hülse axial verschieblich angeordnet. In a structurally simple and cost-effective development of the pre-controllable control valve device according to the invention, the control piston is arranged axially displaceably in a sleeve fixedly arranged in the valve housing.

Ist der Steuerkolben in einem vom Ventilgehäuse und von einer dem Ventilschieber abgewandten Seite der Hülse begrenzten Steuerdruckbereich mit dem Steuerdruck beaufschlagbar, während der Ventilschieber in einem Steuerkraftbereich, der von der dem Ventilschieber zugewandten Seite der Hülse, vom Ventilgehäuse und vom Ventilschieber begrenzt ist, über den Steuerkolben mit Steuerkraft beaufschlagbar ist, ist die Stelldynamik der Regelventilvorrichtung mit geringem konstruktivem Aufwand im Vergleich zu bekannten Lösungen verbessert. Is the control piston in a limited by the valve housing and by a valve spool side of the sleeve control pressure range acted upon by the control pressure, while the valve spool in a control force range, which is bounded by the valve spool facing side of the sleeve, the valve housing and the valve spool over the Control piston with control force can be acted upon, the dynamic response of the control valve device is improved with little design effort compared to known solutions.

Weist der Ventilschieber wenigstens einen ersten Ventilschieberbereich, einen zweiten Ventilschieberbereich und einen den ersten Ventilschieberbereich und den zweiten Ventilschieberbereich verbindenden dritten Ventilschieberbereich auf, wobei der Durchmesser des dritten Ventilschieberbereiches kleiner als die Durchmesser des ersten und des zweiten Ventilschieberbereiches ist und die Vorsteuerkraft vom Steuerkolben über den ersten Ventilschieberbereich und die Stellkraft über den zweiten Ventilschieberbereich in den Ventilschieber einleitbar ist, ist ein im Bereich der vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung einzustellendes Arbeitsdruckniveau mit geringem Steuer- und Regelaufwand regelbar. The valve spool has at least a first valve spool area, a second valve spool area, and a third valve spool area connecting the first spool area and the second spool area, the diameter of the third spool area being smaller than the diameters of the first and second spool areas, and the pilot force from the spool over the first Valve spool area and the actuating force via the second valve spool area can be introduced into the valve spool, a working pressure level to be set in the region of the presettable control valve device can be regulated with little control effort.

Ist der Durchmesser des ersten Ventilschieberbereiches größer als der Durchmesser des zweiten Ventilschieberbereiches und sind der Durchmesser des ersten Ventilschieberbereiches und der Durchmesser des zweiten Ventilschieberbereiches so aufeinander abgestimmt, dass eine Differenz zwischen einer dem zweiten Ventilschieberbereich zugewandten Stirnfläche des ersten Ventilschieberbereiches und einer dem ersten Ventilschieberbereich zugewandten Stirnfläche des zweiten Ventilschieberbereiches im Wesentlichen einer mit dem Steuerdruck beaufschlagbaren Wirkfläche des Steuerkolbens entspricht, ist die vorsteuerbare Regelventilvorrichtung im Wesentlichen mit der gleichen Ventilübersetzung wie aus der Praxis bekannte Regelventilvorrichtung ausführbar. Zusätzlich ergibt sich eine im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen geänderte hydraulische Vorsteuerdruckkapazität, womit die Systemstabilität im Regelfall ansteigt. If the diameter of the first valve spool area is greater than the diameter of the second valve spool area and the diameter of the first valve spool area and the diameter of the second valve spool area are matched to one another such that a difference between an end face of the first valve spool area facing the second valve spool area and an end area facing the first valve spool area of the second valve spool area substantially corresponds to an effective area of the control piston that can be acted upon by the control pressure, the presettable control valve device can be executed essentially with the same valve gear ratio as the control valve device known from practice. In addition, there is a modified hydraulic pilot pressure capacity compared to conventional solutions, whereby the system stability increases as a rule.

Bei einer einfach montierbaren Ausführungsform der vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung sind der Ventilschieber und der Steuerkolben einstückig ausgebildet. In an easily assembled embodiment of the pilot-operated control valve device, the valve spool and the control piston are integrally formed.

Eine im Vergleich dazu ein geringeres Hystereseverhalten aufweisende Ausführungsform der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber und der Steuerkolben als getrennte Bauteile ausgebildet sind. Bei dieser Lösung sind Achsversätze und Exzentrizitäten auf einfache Art und Weise ohne weitere konstruktive Maßnahmen ausgleichbar. A comparison in comparison to a lower hysteresis behavior having embodiment of the pilot-operated control valve device according to the invention is characterized in that the valve spool and the control piston are formed as separate components. In this solution axial offsets and eccentricities in a simple manner without further design measures compensated.

Wenn eine Länge des Steuerkolbens und ein Stellweg des Ventilschiebers so aufeinander abgestimmt sind, dass der Steuerkolben in der ersten Endstellung, in der der Steuerkolben zumindest bereichsweise an der Hülse anliegt, gegenüber dem Ventilschieber axial in der Hülse verschiebbar ist, ist der Steuerkolben unabhängig von der Stellung des Ventilschiebers im Bereich seiner gesamten Steuerfläche mit dem Vorsteuerdruck beaufschlagbar, was bei einer Anlage des Steuerkolbens am Ventilgehäuse im Bereich der mit dem Vorsteuerdruck beaufschlagbaren Wirkfläche nicht gewährleistet ist. If a length of the control piston and a travel of the valve spool are coordinated so that the control piston in the first end position in which the control piston at least partially rests against the sleeve, relative to the valve spool axially in the sleeve is displaceable, the control piston is independent of the Position of the valve spool in the region of its entire control surface acted upon by the pilot pressure, which is not guaranteed in a system of the control piston on the valve housing in the area acted upon by the pilot pressure effective area.

Um den Steuerkolben ohne weitere konstruktive Maßnahmen in seinem im Bereich der Hülse montierten Betriebszustand halten zu können, ist ein axialer Stellweg des Steuerkolbens in der Hülse bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung durch das Ventilgehäuse und den Ventilschieber begrenzt. In order to hold the control piston without further design measures in its mounted in the sleeve operating condition, an axial travel of the control piston in the sleeve is limited in a further advantageous embodiment of the invention vorsteuerbaren control valve device through the valve housing and the valve spool.

Ist der Steuerkraftbereich mit einem Niederdruckbereich verbindbar, ist ein unerwünschter Druckaufbau, der eine Betätigung der erfindungsgemäßen Regelventilvorrichtung beeinträchtigt, im Steuerkraftbereich mit geringem Aufwand vermieden. If the control force range can be connected to a low-pressure region, undesired pressure build-up, which impairs actuation of the control valve device according to the invention, is avoided in the control force region with little effort.

Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf. Both the features specified in the patent claims and the features specified in the following exemplary embodiments of the pre-controllable control valve device according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the object according to the invention. The respective feature combinations represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Further advantages and advantageous embodiments of the pre-controllable control valve device according to the invention will become apparent from the claims and the embodiments described in principle below with reference to the drawings, wherein the same reference numerals are used in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components.

Es zeigt: It shows:

1 eine stark vereinfachte Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung; und 1 a highly simplified longitudinal sectional view of a first embodiment of the pilot-operated control valve device according to the invention; and

2 eine 1 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung. 2 a 1 corresponding representation of a second embodiment of the pre-controllable control valve device according to the invention.

1 zeigt eine stark schematisierte Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung 1 mit einem Ventilschieber 2, der in einem Ventilgehäuse 3 zwischen zwei Endstellungen axial verschiebbar ausgeführt ist. Das Ventilgehäuse 3 ist mit mehreren als Gusstaschen ausgeführten Taschen 4 bis 9 ausgebildet, die vom Ventilschieber 2 über dem Verschiebeweg des Ventilschiebers 2 zumindest teilweise miteinander in Verbindung bringbar oder durch den Ventilschieber 2 voneinander trennbar sind. 1 shows a highly schematic longitudinal sectional view of a first embodiment of a pilot-operated control valve device 1 with a valve spool 2 in a valve body 3 is executed axially displaceable between two end positions. The valve housing 3 is with several pockets designed as cast bags 4 to 9 formed by the valve spool 2 above the displacement of the valve spool 2 at least partially in connection with each other or through the valve spool 2 are separable from each other.

Am Ventilschieber 2 greift eine Federkraft einer Federeinrichtung 10 in Richtung einer ersten Endstellung des Ventilschiebers 2 an, während am Ventilschieber 2 eine in Richtung einer zweiten Endstellung wirkende Vorsteuerkraft anlegbar ist, die der Stellkraft der Federeinrichtung 10 entgegenwirkt. Die Vorsteuerkraft steht in Abhängigkeit eines Vorsteuerdruckes pEDS, der im Bereich einer elektromagnetischen Vorsteuerstufe 11 einstellbar ist und maximal das Druckniveau eines sogenannten Reduzierdrucks pred annehmen kann. On the valve spool 2 engages a spring force of a spring device 10 in the direction of a first end position of the valve spool 2 on while on the valve spool 2 a pre-control force acting in the direction of a second end position can be applied, that of the actuating force of the spring device 10 counteracts. The pilot force is dependent on a pilot pressure pEDS, which is in the range of an electromagnetic pilot stage 11 is adjustable and can assume a maximum of the pressure level of a so-called Reduzierdrucks pred.

Der im Bereich der Vorsteuerstufe 11 eingestellte Steuerdruck pEDS liegt über eine Steuerleitung 12 im Bereich der Tasche 4 des Ventilgehäuses 3 an, wobei die Tasche 4 nachfolgend als Vorsteuerdrucktasche bezeichnet wird. Im Bereich der Vorsteuerdrucktasche 4 wirkt der Vorsteuerdruck pEDS auf eine Stirnfläche 13 eines stiftartigen Steuerkolbens 14, der vorliegend fest mit dem Ventilschieber 2 verbunden ist und in gleichem Umfang wie der Ventilschieber 2 im Ventilgehäuse 3 axial verschiebbar ist. Dabei ist der Steuerkolben 14 in einer im Ventilgehäuse 3 fest angeordneten Hülse 15 axial verschieblich angeordnet. Die Hülse 15 begrenzt gemeinsam mit dem Ventilgehäuse 3 neben der Vorsteuerdrucktasche 4 zusätzlich die Tasche 5, die nachfolgend als Entlüftungstasche bezeichnet wird und mit einem Niederdruckbereich 16 in Wirkverbindung steht sowie über die Hülse und den Steuerkolben 14 druckdicht von der Entlüftungstasche 5 getrennt ist. Dabei stellt der Niederdruckbereich 16 vorliegend einen Ölsumpf eines Getriebes, vorzugsweise eines Automatikgetriebes dar, das im Bereich eines Hydrauliksystems mit der vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung 1 ausgebildet ist. The in the area of the pilot stage 11 set control pressure pEDS is above a control line 12 in the area of the bag 4 of the valve housing 3 on, with the bag 4 hereinafter referred to as pilot pressure bag. In the area of the pilot pressure pocket 4 the pilot pressure pEDS acts on a face 13 a pin-like control piston 14 , the present firmly with the valve spool 2 is connected and to the same extent as the valve spool 2 in the valve housing 3 is axially displaceable. Here is the control piston 14 in one in the valve housing 3 fixed sleeve 15 arranged axially displaceable. The sleeve 15 limited together with the valve body 3 next to the pilot pressure pocket 4 in addition the bag 5 , hereinafter referred to as vent pocket and with a low pressure area 16 in operative connection and over the sleeve and the control piston 14 pressure tight from the vent pocket 5 is disconnected. Here is the low pressure range 16 in the present case an oil sump of a transmission, preferably an automatic transmission, which in the region of a hydraulic system with the pilot-controllable control valve device 1 is trained.

Der Ventilschieber 2 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Regelventilvorrichtung 1 mit drei Ventilschieberbereichen 2A bis 2C ausgebildet. Dabei ist ein Durchmesser D2A des ersten Ventilschieberbereiches größer als ein Durchmesser D2B des zweiten Ventilschieberbereiches und auch größer als ein Durchmesser D2C des dritten Ventilschieberbereiches 2C. Zusätzlich ist der Durchmesser D2C des dritten Ventilschieberbereiches 2C größer als der Durchmesser D2B des zweiten Ventilschieberbereiches 2B. The valve spool 2 is at the in 1 illustrated embodiment of the control valve device 1 with three valve spool areas 2A to 2C educated. In this case, a diameter D2A of the first valve spool area is greater than a diameter D2B of the second valve spool area and also larger than a diameter D2C of the third valve spool area 2C , In addition, the diameter D2C of the third valve spool area 2C larger than the diameter D2B of the second valve spool area 2 B ,

Im Bereich der Tasche 8 bzw. der Systemdrucktasche ist ein Systemdruck psys anlegbar, der einen Druck eines Hochdruckbereiches des Hydrauliksystems eines Getriebes darstellt. In Abhängigkeit der axialen Stellung des Ventilschiebers 2 ist die Systemdrucktasche 8 entweder mit der Tasche 7 bzw. der Arbeitsdrucktasche verbunden oder, wie in 1 dargestellt, über den Ventilschieber 2 von dieser getrennt. Im verbundenen Betriebszustand der Systemdrucktasche 8 und der Arbeitsdrucktasche 7 stellt sich im Bereich der Arbeitsdrucktasche 7 ein mit der axialen Stellung des Ventilschiebers 2 und dem aktuellen Druckniveau des Systemdrucks psys korrespondierender Arbeitsdruck pA ein, der sowohl im Bereich einer dem dritten Ventilschieberbereich 2C zugewandten Stirnfläche 17 des ersten Ventilschieberbereiches 2A und im Bereich einer dem ersten Ventilschieberbereich 2A zugewandten Stirnfläche 18 des dritten Ventilschieberbereiches 2C anliegt. Aus dem an den beiden Stirnflächen 17 und 18 anliegenden Arbeitsdruck pA resultiert eine am Ventilschieber 2 angreifende weitere Stellkraft, die gleichwirkend zur Federkraft der Federeinrichtung 10 den Ventilschieber 2 in Richtung der ersten Endstellung verstellt und die Regelkraftkomponente der Regelventilvorrichtung 1 darstellt. In the area of the bag 8th or the system pressure pocket is a system pressure psys can be applied, which represents a pressure of a high pressure area of the hydraulic system of a transmission. Depending on the axial position of the valve spool 2 is the system pressure bag 8th either with the bag 7 or the working pressure bag connected or, as in 1 represented, via the valve spool 2 separated from this. In the connected operating state of the system pressure bag 8th and the working pressure bag 7 turns in the field of working pressure bag 7 one with the axial position of the valve spool 2 and the current pressure level of the system pressure psys corresponding working pressure pA, both in the range of the third valve spool area 2C facing end face 17 of the first valve spool area 2A and in the region of the first valve spool area 2A facing end face 18 the third valve spool area 2C is applied. From the at the two end faces 17 and 18 applied working pressure pA results in a valve spool 2 attacking further actuating force, which has the same effect as the spring force of the spring device 10 the valve spool 2 adjusted in the direction of the first end position and the control force component of the control valve device 1 represents.

Durch die elektrische Ansteuerung der Vorsteuerstufe 11 ist der Druck pEDS in der Vorsteuerdrucktasche 4 frei einstellbar. Das im Bereich der Systemdrucktasche 8 anliegende Systemdruckniveau kennzeichnet das höchste erreichbare Druckniveau des Arbeitsdruckes pA, während der Tankdruck pT das niedrigste erreichbare Druckniveau des Arbeitsdruckes pA charakterisiert. By the electrical control of the pilot stage 11 is the pressure pEDS in the pilot pressure pocket 4 freely adjustable. That in the area of the system pressure bag 8th applied system pressure level indicates the highest achievable pressure level of the working pressure pA, while the tank pressure pT characterizes the lowest achievable pressure level of the working pressure pA.

Die weitere Tasche 6 bzw. die Niederdrucktasche ist vorliegend in gleichem Umfang wie die Entlüftungstasche 5 mit dem Niederdruckbereich 16 verbunden, die bei entsprechender axialer Stellung des Ventilschiebers 2 entweder mit der Arbeitsdrucktasche 7 in Verbindung steht oder von dieser getrennt ist. In von der Arbeitsdrucktasche 7 getrenntem Betriebszustand der Entlüftungstasche 6 ist im Bereich der Arbeitsdrucktasche 7 ein entsprechender Arbeitsdruck pA darstellbar, während bei einem unerwünschten Druckanstieg des Arbeitsdruckes pA der Ventilschieber 2 entgegen dem Vorsteuerdruck pEDS in Richtung der ersten Endstellung verstellt wird und die Verbindung zwischen der Arbeitsdrucktasche 7 und der Entlüftungstasche 6 freigegeben wird. Dadurch wird der Arbeitsdruck pA auf dem mit dem Vorsteuerdruck pEDS korrespondierenden Druckniveau gehalten. The other bag 6 or the low-pressure bag is present in the same extent as the venting bag 5 with the low pressure area 16 connected, the corresponding axial position of the valve spool 2 either with the working pressure bag 7 is or is separate from it. In from the work bag 7 separate operating state of the venting bag 6 is in the field of working pressure bag 7 a corresponding working pressure pA representable, while at an undesirable increase in pressure of the working pressure pA of the valve spool 2 is adjusted against the pilot pressure pEDS in the direction of the first end position and the connection between the working pressure pocket 7 and the vent pocket 6 is released. As a result, the working pressure pA is maintained at the pressure level corresponding to the pilot pressure pEDS.

Über die Federeinrichtung 10 wird eine vordefinierte Grundstellung im unbedruckten Zustand der Regelventilvorrichtung 1 bzw. bei Vorliegen eines minimalen Druckniveaus des Vorsteuerdruckes pEDS sichergestellt. Die Tasche 9 bzw. die Federtasche ist entlüftet bzw. mit dem Niederdruckbereich 16 verbunden. Damit ist gewährleistet, dass ein von der Systemdrucktasche 8 ausgehender Leckagestrom keinen die Funktionsweise der Regelventilvorrichtung 1 beeinträchtigenden Druckanstieg im Bereich der Federtasche 9 bewirkt. About the spring device 10 becomes a predefined basic position in the unprinted state of the control valve device 1 or ensured in the presence of a minimum pressure level of the pilot pressure pEDS. The pocket 9 or the spring bag is vented or with the low pressure area 16 connected. This ensures that one of the system pressure pocket 8th outgoing leakage current none the operation of the control valve device 1 impairing pressure increase in the area of the spring pocket 9 causes.

Ausgehend von einem Betriebszustand der Regelventilvorrichtung 1, zu der der Vorsteuerdruck pEDS gleich dem minimalen Vorsteuerdruckwert ist, ist der Ventilschieber 2 von der Federkraft der Federeinrichtung 10 in seine erste Endstellung verschoben, in der der Ventilschieber 2 mit einer der Hülse 15 zugewandten Stirnfläche 19 an der Hülse 15 wenigstens annähernd anliegt. Wird der Vorsteuerdruck pEDS durch entsprechende Bestromung der Vorsteuerstufe 11 angehoben, führt der an der Stirnfläche 13 des Steuerkolbens 14 anliegende Vorsteuerdruck pEDS dazu, dass der Ventilschieber 2 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 10 in Richtung seiner zweiten Endstellung verstellt wird. Mit zunehmendem Stellweg des Ventilschiebers 2 wird die Verbindung zwischen der Entlüftungstasche 6 und der Arbeitsdrucktasche 7 vom Ventilschieber 2 getrennt, wobei die Arbeitsdrucktasche 7 nach wie vor von der Systemdrucktasche 8 durch den Ventilschieber 2 abgeschirmt ist. Mit weiter steigendem Vorsteuerdruck pEDS und damit einhergehender weiterer Verstellung des Ventilschiebers 2 in Richtung seiner zweiten Endstellung gibt der Ventilschieber 2 die Verbindung zwischen der Arbeitsdrucktasche 7 und der Systemdrucktasche 8 zunehmend frei, womit der Arbeitsdruck pA entsprechend ansteigt. Starting from an operating state of the control valve device 1 to which the pilot pressure pEDS is equal to the minimum pilot pressure value is the valve spool 2 from the spring force of the spring device 10 moved to its first end position, in which the valve slide 2 with one of the sleeve 15 facing end face 19 on the sleeve 15 at least approximately present. Is the pilot pressure pEDS by appropriate energization of the pilot stage 11 lifted, leads to the front surface 13 of the control piston 14 adjoining pilot pressure pEDS to the valve spool 2 against the spring force of the spring device 10 is adjusted in the direction of its second end position. With increasing travel of the valve spool 2 is the connection between the vent pocket 6 and the working pressure bag 7 from the valve spool 2 separated, with the working pressure pocket 7 still from the system pressure bag 8th through the valve spool 2 is shielded. With further increasing pilot pressure pEDS and concomitant further adjustment of the valve spool 2 in the direction of its second end position are the valve spool 2 the connection between the working pressure bag 7 and the system pressure bag 8th increasingly free, with which the working pressure pA increases accordingly.

Dadurch, dass der Vorsteuerdruck pEDS bei der Regelventilvorrichtung 1 im Bereich der Stirnfläche 13 des Steuerkolbens 14 anlegbar ist, ist die Regelventilvorrichtung 1 im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Regelventilvorrichtungen, bei welchen der Vorsteuerdruck pEDS im Bereich der Stirnfläche 19 des Ventilschiebers 2 angelegt wird, durch ein deutlich verbessertes Ansprechverhalten bei gleichzeitig geringerer hydraulischer Belastung der Vorsteuerstufe 11 gekennzeichnet. Dies resultiert aus der Tatsache, dass für eine Betätigung der Regelventilvorrichtung 1 über den Vorsteuerdruck pEDS aufgrund des im Vergleich zum Durchmesser D2A des ersten Ventilschieberbereiches 2A wesentlich kleineren Durchmessers des Steuerkolbens 14 eine wesentlich geringere Hydraulikfluidvolumenmenge in die Vorsteuerdrucktasche 4 einzuleiten ist. Durch die verringerte Vorsteuerdruckkapazität ist die aus dem Stand der Technik bekannte Beschränkung der Dynamik einer Regelventilvorrichtung bei der Regelventilvorrichtung 1 gemäß 1 deutlich kleiner. Zusätzlich sind aufgrund des nahezu idealen Druckfolgeverhaltens der Regelventilvorrichtung 1 vereinfachte Getriebeapplikationen darstellbar. Des Weiteren sind auch softwareseitig realisierte erweiterte Störgrößenaufschaltungen während ungünstiger Betriebszustandsverläufe in geeignetem Umfang durchführbar, die aufgrund des nunmehr verbesserten Phasengangs der zugehörigen Übertragungsfunktionen in gewünschtem Umfang robust implementierbar sind. Characterized in that the pilot pressure pEDS in the control valve device 1 in the area of the face 13 of the control piston 14 can be applied, is the control valve device 1 in comparison to known from practice control valve devices, in which the pilot pressure pEDS in the region of the end face 19 of the valve spool 2 is created by a significantly improved response at the same time lower hydraulic load on the pilot stage 11 characterized. This results from the fact that for actuation of the control valve device 1 via the pilot pressure pEDS due to the compared to the diameter D2A of the first valve spool area 2A much smaller diameter of the control piston 14 a much smaller volume of hydraulic fluid in the pilot pressure pocket 4 is to be initiated. Due to the reduced pilot pressure capacity is known from the prior art restriction of the dynamics of a control valve device in the control valve device 1 according to 1 much smaller. In addition, due to the almost ideal pressure follow-up behavior of the control valve device 1 simplified transmission applications representable. Furthermore, it is also possible to carry out extended disturbance variable switching realized on the software side during unfavorable operating state curves to a suitable extent, which can be robustly implemented to the desired extent due to the now improved phase response of the associated transfer functions.

Bei der Auslegung der Ventilübersetzung der Regelventilvorrichtung 1 steht im Unterschied zu aus der Praxis bekannten Regelventilvorrichtungen, die ohne den Steuerkolben 14 ausgeführt sind und direkt im Bereich der Stirnfläche 19 des ersten Ventilschieberbereiches 2A mit dem Vorsteuerdruck pEDS beaufschlagt werden, vorteilhafterweise ein weiterer Auslegungsfreiheitsgrad in Form des Durchmessers des Steuerkolbens 14 zur Verfügung. In the interpretation of the valve translation of the control valve device 1 stands in contrast to known from practice control valve devices without the control piston 14 are executed and directly in the area of the face 19 of the first valve spool area 2A be subjected to the pilot pressure pEDS, advantageously a further design degree of freedom in the form of the diameter of the control piston 14 to disposal.

Da eine Verkleinerung der Differenzfläche zwischen der Stirnfläche 17 und der Stirnfläche 18 bzw. der Rückführfläche des Ventilschiebers 2 grundsätzlich zu einer Veränderung der hydraulischen Vorsteuerdruckkapazität führt, ist auch die Systemstabilität im Regelbetriebszustand der Regelventilvorrichtung 1 durch entsprechende Abstimmung der Abmessungen des Steuerkolbens 14 und des Ventilschiebers 2 in gewünschtem Umfang einstellbar. As a reduction of the differential area between the face 17 and the face 18 or the return surface of the valve spool 2 In principle leads to a change in the hydraulic pilot pressure capacity, the system stability is in the normal operating state of the control valve device 1 by appropriate adjustment of the dimensions of the control piston 14 and the valve spool 2 adjustable to the desired extent.

In 2 ist eine zweite Ausführungsform der vorsteuerbaren Regelventilvorrichtung 1 gezeigt, die sich im Wesentlichen lediglich im Bereich des Steuerkolbens 14 von der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Regelventilvorrichtung 1 unterscheidet, weshalb in der nachfolgenden Beschreibung lediglich auf die Unterschiede der beiden Ausführungsformen der Regelventilvorrichtung 1 näher eingegangen wird und bezüglich der weiteren Funktionsweise der Regelventilvorrichtung 1 gemäß 2 auf die vorstehende Beschreibung zu 1 verwiesen wird. In 2 is a second embodiment of the pilot-operated control valve device 1 essentially only in the area of the control piston 14 from the in 1 illustrated first embodiment of the control valve device 1 differs, which is why in the following description only to the differences between the two embodiments of the control valve device 1 will be discussed in more detail and with respect to the further operation of the control valve device 1 according to 2 to the above description 1 is referenced.

Bei der zweiten Ausführungsform der Regelventilvorrichtung 1 sind der Steuerkolben 14 und der Ventilschieber 2 als voneinander getrennte Bauteile ausgebildet, womit herstellungsbedingte Achsversätze bzw. Exzentrizitäten im Bereich der Regelventilvorrichtung 1 auf einfache Art und Weise ausgleichbar sind und die Regelventilvorrichtung 1 gemäß 2 durch ein niedrigeres Hystereseverhalten als die erste Ausführungsform der Regelventilvorrichtung 1 gemäß 1 gekennzeichnet ist. In the second embodiment of the control valve device 1 are the control piston 14 and the valve spool 2 formed as separate components, which production-related axis offsets or eccentricities in the field of control valve device 1 be compensated in a simple manner and the control valve device 1 according to 2 by a lower hysteresis behavior than the first embodiment of the control valve device 1 according to 1 is marked.

Der Steuerkolben 14 der Regelventilvorrichtung 1 gemäß 2 liegt vorliegend mit einer dem Ventilschieber 2 zugewandten Stirnfläche 20 an einem vorliegend kugelkappenförmigen Bereich 21 des ersten Ventilschieberbereiches 2A des Ventilschiebers 2 an. Der axiale Stellweg des Steuerkolbens 14 der Regelventilvorrichtung 1 gemäß 2 in der Hülse 14 ist vorliegend durch das Ventilgehäuse 3 und den Ventilschieber 2 begrenzt. Damit ist gewährleistet, dass der Steuerkolben 14 über den gesamten Betriebsbereich der Regelventilvorrichtung 1 von der Hülse 14 axial geführt wird. The control piston 14 the control valve device 1 according to 2 in this case lies with a valve spool 2 facing end face 20 at a present spherical cap-shaped area 21 of the first valve spool area 2A of the valve spool 2 at. The axial travel of the control piston 14 the control valve device 1 according to 2 in the sleeve 14 is present through the valve housing 3 and the valve spool 2 limited. This ensures that the control piston 14 over the entire operating range of the control valve device 1 from the sleeve 14 is guided axially.

Grundsätzlich ist bei beiden Ausführungsformen der Regelventilvorrichtung 1 die hydraulische Belastung der Vorsteuerstufe 11 aufgrund der geringeren hydraulischen Kapazität des Steuerkolbens 14 wesentlich geringer als bei aus der Praxis bekannten Regelventilvorrichtungen, die im Bereich der Stirnfläche des Ventilschiebers mit dem Vorsteuerdruck beaufschlagt werden. Damit wird auf einfache Art und Weise die Stabilität des Regelkreises der Regelventilvorrichtung 1 erhöht, womit beispielsweise eine verbesserte Druckdynamik bei der Ansteuerung einer Doppelkupplung oder dergleichen erzielbar ist. Basically, in both embodiments of the control valve device 1 the hydraulic load of the pilot stage 11 due to the lower hydraulic capacity of the control piston 14 much lower than known from practice control valve devices which are acted upon in the region of the end face of the valve spool with the pilot pressure. This is a simple way the stability of the control loop of the control valve device 1 increases, which, for example, an improved pressure dynamics in the control of a dual clutch or the like can be achieved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: vorsteuerbare Regelventilvorrichtung controllable control valve device
2 2: Ventilschieber valve slide
2A bis 2C 2A to 2C: Ventilschieberbereich Spool area
3 3: Ventilgehäuse valve housing
4 4: Tasche, Vorsteuerdrucktasche Pocket, pilot pressure pocket
5 5: Tasche, Entlüftungstasche Bag, vent pocket
6 6: Tasche, Niederdrucktasche Bag, low-pressure bag
7 7: Tasche, Arbeitsdrucktasche Bag, working bag
8 8th: Tasche, Systemdrucktasche Bag, system pressure pocket
9 9: Tasche, Federtasche Bag, pencil case
10 10: Federeinrichtung spring means
11 11: elektromagnetische Vorsteuerstufe electromagnetic pilot stage
12 12: Steuerleitung control line
13 13: Stirnfläche des Steuerkolbens Face of the control piston
14 14: Steuerkolben spool
15 15: Hülse shell
16 16: Niederdruckbereich Low pressure area
17 17: Stirnfläche des ersten Ventilschieberbereiches Face of the first valve spool area
18 18: Stirnfläche des dritten Ventilschieberbereiches Face of the third valve spool area
19 19: Stirnfläche des ersten Ventilschieberbereiches Face of the first valve spool area
20 20: Stirnfläche des Steuerkolbens Face of the control piston
21 21: Bereich Area
D2A D2A: Durchmesser des ersten Ventilschieberbereiches Diameter of the first valve spool area
D2B D2B: Durchmesser des zweiten Ventilschieberbereiches Diameter of the second valve spool area
D2C D2C: Durchmesser des dritten Ventilschieberbereiches Diameter of the third valve spool area
pA pA: Arbeitsdruck working pressure
pEDS peds: Vorsteuerdruck pilot pressure
pred pred: Reduzierdruck reducing pressure
psys psys: Systemdruck system pressure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19727003 A1 [0011]
DE 4330073 A1 [0011]

Claims

Pre-controllable control valve device ( 1 ) with a valve slide ( 2 ), which in a valve housing ( 3 ) is designed to be axially displaceable between two end positions and in each case via the displacement path a connection between connection areas ( 5 to 9 ) releases or locks, wherein the valve spool ( 2 ) engages a force in the direction of a first end position, while the valve spool ( 2 ) acting in the direction of a second end position pilot force can be applied, which counteracts the actuating force and which is dependent on a pilot pressure (pEDS), characterized in that the pilot pressure (pEDS) in the region of a pressure-tight from the valve spool ( 2 ) separate control surface ( 13 ) at least one pin-like control piston ( 14 ) can be applied, wherein the control piston ( 14 ) is also axially displaceable, at least at applied control pressure (pEDS) with the valve spool ( 2 ) is in operative connection and the valve slide ( 2 ) is applied to the pilot force, and wherein the diameter of the control piston ( 14 ) is smaller than the diameter (D2A) of the valve spool ( 2 ).

Vorsteuerbare control valve device according to claim 1, characterized in that the control piston ( 14 ) in a valve housing ( 3 ) fixed sleeve ( 15 ) Is arranged axially displaceable.

Pilot-controllable control valve device according to claim 2, characterized in that the control piston ( 14 ) in one of the valve housing ( 3 ) and of a valve spool ( 2 ) facing away from the sleeve ( 15 ) limited control pressure range ( 4 ) can be acted upon by the control pressure (pEDS), while the valve spool ( 2 ) in a control force region ( 5 ), by the the valve spool ( 2 ) facing side of the sleeve ( 15 ), from the valve housing ( 3 ) and the valve spool ( 2 ) is limited, via the control piston ( 14 ) Can be acted upon by the control force.

Vorsteuerbare control valve device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve spool ( 2 ) at least a first valve spool area ( 2A ), a second valve spool area ( 2C ) and a first valve spool area ( 2A ) and the second valve spool area ( 2 B ) connecting third valve spool area ( 2 B ), wherein the diameter (D2B) of the third valve spool area ( 2 B ) smaller than the diameters (D2A, D2C) of the first and second valve spool areas ( 2A . 2C ) and the pilot force from the control piston ( 14 ) over the first valve spool area ( 2A ) and the actuating force via the second valve spool area (FIG. 2C ) in the valve slide ( 2 ) can be introduced.

Pilot-controllable control valve device according to claim 4, characterized in that the diameter (D2A) of the first valve spool area ( 2A ) greater than the diameter (D2C) of the second valve spool area ( 2C ) and the diameter (D2A) of the first valve spool area ( 2A ) and the diameter (D2C) of the second valve spool area ( 2C ) are matched to one another such that a difference between a second valve spool area ( 2C ) facing end face ( 17 ) of the first valve spool area ( 2A ) and a first valve spool area ( 2A ) facing end face ( 18 ) of the second valve spool area ( 2C ) substantially acted upon by the control pressure (pEDS) effective area ( 13 ) of the control piston ( 14 ) corresponds.

Vorsteuerbare control valve device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve spool ( 2 ) and the control piston ( 14 ) are integrally formed.

Vorsteuerbare control valve device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve spool ( 2 ) and the control piston ( 14 ) are designed as separate components.

Pilot-controllable control valve device according to claim 7, characterized in that a length of the control piston ( 14 ) and a travel of the valve spool ( 2 ) are coordinated so that the control piston ( 14 ) in the first end position, in which the control piston ( 14 ) at least partially on the sleeve ( 15 ) bears against the valve slide ( 2 ) axially in the sleeve ( 15 ) is displaceable.

Vorsteuerbare control valve device according to one of claims 1 to 8, characterized in that an axial travel of the control piston ( 14 ) in the sleeve ( 15 ) through the valve housing ( 3 ) and the valve slide ( 2 ) is limited.

Pilot-controllable control valve device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control force range ( 5 ) with a low pressure area ( 16 ) is connectable.