DE10214876A1 - Wegeventil, insbesondere ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil - Google Patents

Abstract

Es wird ein Wegeventil, insbesondere ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil, zur Ansteuerung von Systemen, die aufgrund ihrer Empfindlichkeit einer exakten Ansteuerung bedürfen, mit einem in einem Gehäuse (2) aufgenommenen Magnetanker (3) vorgeschlagen, wobei vorgesehen ist, dass wenigstens ein Distanzelement ("Spalt") zwischen einem Ende des Magnetankers (3) und einem Anschlag (5) an dem Gehäuse (2) vorgesehen ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wegeventil, insbesondere ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Aus der Druckschrift 196 07 773 A1 ist ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil bekannt, dessen Steuerschieber von einem Doppelhubmagnet gegen ein rückstellendes Federsystem in drei Schaltstellungen steuerbar ist. Der Stellmechanismus für den Ventilschieber hat zwei Rückstellfedern, die den Ventilschieber in seiner Mittelstellung zentrieren. Bei bestromtem Magnet wird der Anker und somit auch der Steuerschieber gegen die Feder ausgelenkt, die sich über dessen gesamten Hubbereich an ihm abstützt. Der mit dem Magnetanker verbundene Stößel und der Steuerschieber sind voneinander getrennte Bauelemente, welche eine kraftschlüssige Wirkverbindung bilden.
• Des weiteren ist aus der Druckschrift DE 196 06 318 A1 ein Druckregler für elektrohydraulische Getriebesteuerungen, insbesondere für Automatgetriebe in Kraftfahrzeugen und Baumaschinen bekannt. Bei dem bekannten Druckregler wird durch einen mit Öl befüllten Dämpfungsraum zwischen der vorderen Lagerung des Ankers und der Stößelführung eine Dämpfung erzielt.
• Insbesondere besteht bei den bekannten Wegeventilen der Nachteil, dass diese konstruktiv bedingt beim Abschalten eines Magneten einen Federmasseschwingkreis um die federzentrierte Ruhelage anregen. Dieser Schwingkreis wird nur durch Reibung mehr oder weniger gedämpft. Insbesondere bei hohen Temperaturen ist die Dämpfung sehr gering und es kommt zu mehrfachen Überschwingungen des Steuerschiebers bzw. des Magnetankers. Somit kann sich ein unerwünschter kurzzeitiger Ölfluss aufgrund eines unerwünschten Öffnens des Wegeventils aufbauen, wodurch beispielsweise die Parksperrenfunktion durch das zur Ansteuerung eines Automatgetriebes vorgesehenen Wegeventils außer Kraft gesetzt wird. Auf diese Weise können sich sehr nachteilige Auswirkungen auf den Betrieb eines Automatgetriebes bei einem Fahrzeug ergeben.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wegeventil der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem ein Überschwingen vermieden wird, sodass eine unerwünschte Betätigung verhindert wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Demnach wird ein erfindungsgemäßes Wegeventil vorgeschlagen, bei dem ein Distanzelement zwischen dem Magnetanker und dem Anschlag an dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Magnetcharakteristik des erfindungsgemäßen Wegeventils bzw. Schaltventils derart zu verändern, dass das Überschwingen des Feder-Masseschwingkreises vermieden wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Magnetanker des erfindungsgemäßen Wegeventils langsam von seiner angezogenen Position in die federzentrierte Mittelposition zu bewegen, indem man vorzugsweise den Strom, z. B. nach einer Rampenfunktion auf den Wert Null fährt. Demzufolge wird durch das Vorsehen eines magnetisch nichtleitenden Distanzelements ermöglicht, dass ein geeigneter Luftspalt zwischen dem Magnetanker und dem Anschlag bzw. dem Gehäuse vorgesehen ist. Auf diese Weise wird die Charakteristik des erfindungsgemäßen Wegeventils in eine Charakteristik eines Proportionalmagneten umgewandelt.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann als Distanzelement eine Scheibe oder dergleichen vorgesehen sein, welche an dem dem Anschlag zugewandten Ende des Magnetankers vorgesehen sein kann. Als Werkstoff für die Scheibe bzw. für das Distanzelement wird ein magnetisch nicht leitender Werkstoff verwendet. Beispielsweise kann Kunststoff, Messing, Kupfer oder dergleichen verwendet werden. Es ist auch denkbar, dass eine geeignete Legierung bzw. ein geeignetes Gemisch aus verschiedenen Werkstoffen vorgesehen ist. Der Werkstoff kann auch mittels einer Beschichtung auf den Anker bzw. auf den Anschlag im Gehäuse aufgebracht werden.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn der magnetisch nichtleitende Spalt eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,3 mm aufweist. Bei einer derartigen Dicke des magnetisch nichtleitenden Spalts wird die Haltekraft in einer Endstellung des Ventilschiebers nahezu nicht reduziert.
• Es ist auch möglich, dass als Distanzelement ein geeigneter Überzug auf dem Magnetanker vorgesehen wird. Bei dieser Möglichkeit sollte der Überzug auch aus einem magnetisch nicht leitendem Material vorgesehen sein. Denkbar sind auch andere Ausgestaltungen, die es ermöglichen, den Magnetanker von dem Gehäuse im Bereich des Anschlages magnetisch abzuschirmen.
• Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Wegeventil ein 4/3-Wegeventil verwendet wird, welches eine Regelcharakteristik eines Proportionalventils aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Wegeventil kann die Position des Ventilschiebers bzw. des Magnetankers in vorteilhafter Weise gesteuert werden, sodass ein Überschwingen verhindert wird.
• Des weiteren hat sich gezeigt, dass durch einen magnetisch nichtleitenden Spalt, z. B. eine Scheibe, als Distanzelement die Anzugspannung geringfügig erhöht wird, jedoch die Abfallspannung stark erhöht wird. Dadurch wird die Abschaltung des Wegeventils gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise derart regelbar, dass dadurch ein Überschwingen eliminiert wird. Insgesamt weist das erfindungsgemäße Wegeventil eine Regelcharakteristik eines mäßigen Proportionalventils auf, bei dem die Schieberposition entgegen der Feder eine Funktion des Magnetstromes ist, wenn auch mit relativ großer Hysterese.
• Das erfindungsgemäße Wegeventil kann zur Ansteuerung einer Parksperre eines Automatgetriebes verwendet werden. Dabei sind die Magneten und die Federzentrierung zur Betätigung des Manentankers und des Ventilschiebers vorgesehen. Es ist auch möglich, dass das erfindungsgemäße Wegeventil für andere Ansteuerungen verwendet wird. Des weiteren kann im Rahmen einer Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen werden, vorzugsweise zwei Wegeventile zur Ansteuerung des Getriebes zu verwenden.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Wegeventils und
• Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht gemäß Fig. 1.
• In Fig. 1 ist eine mögliche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wegeventils 1 als elektromagnetisch betätigtes Schaltventil zur Ansteuerung eines Automatgetriebes dargestellt. Das erfindungsgemäße Wegeventil ist als ein 4/3- Wegeventil mit einer Regelcharakteristik eines Proportionalventils vorgesehen. Das Wegeventil 1 dient zur Ansteuerung der Parksperre eines Automatgetriebes. Dazu weist das Wegeventil 1 zwei nicht weiter dargestellte Magnete auf, die einen in einem Gehäuse 2 aufgenommen Magnetanker 3 betätigen. Der Magnetanker 3 ist durch eine Federzentrierung 4 in dem Gehäuse 2 gelagert.
• Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf die erfindungswesentlichen Merkmale des Wegeventils 1, da die weiteren Bauteile des Wegeventils 1 dem Fachmann bestens bekannt sind.
• Bei dem erfindungsgemäßen Wegeventil 1 ist zwischen einem Ende des Magnetankers 3 und einem Anschlag 5 an dem Gehäuse 2 ein Distanzelement vorgesehen. Auf diese Weise wird der Magnetanker 3 magnetisch von dem magnetischen Abschnitt des Gehäuses 2 getrennt.
• In Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Wegeventils 1 dargestellt, welche durch einen Kreis in Fig. 1 angedeutet ist. Das Distanzelement ist als Scheibe 6ausgebildet, welche an dem dem Anschlag 5 zugewandten Ende des Magnetankers 3 vorgesehen ist. Die Scheibe 6 weist eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,3 mm auf.
• Als Werkstoff für die Scheibe 6 ist ein magnetisch nicht leitendes Material vorgesehen. Beispielsweise kann als Werkstoffstoff Messing, Kupfer oder dergleichen verwendet werden. Es ist auch möglich, dass eine Legierung bzw. ein Gemisch von magnetisch nichtleitenden Werkstoffen verwendet wird. Es besteht auch die Möglichkeit, durch spezielle Formgebung der Bauteile einen Luftspalt zu erzeugen.
• Durch die verwendete Scheibe 6 wird sichergestellt, dass immer ein Spalt zwischen dem Magnetanker 3 und dem Anschlag 5 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann die Regelcharakteristik des erfindungsgemäßen Wegeventils 1 derart verändert werden, dass das Wegeventil 1 eine Regelcharakteristik eines Proportionalmagnetventils aufweist. Somit ist die Position des Ventilschiebers bzw. des Magnetankers 3 jederzeit steuerbar und ein nachteiliges Überschwingen des erfindungsgemäßen Wegeventils 1 kann eliminiert werden.
• Somit besteht die Möglichkeit, das elektromagnetisch betätigte Schaltventil für sensible Systeme zu verwenden, da ein Überschwingen des Schiebers durch proportionale Abschaltung vermieden werden kann. Somit bewegt sich der Schieber beim Rückgang aus der geschalteten Stellung nur bis zur Neutralstelllung und nicht darüber hinaus. Bezugszeichen 1 Wegeventil
  2 Gehäuse
  3 Magnetanker
  4 Federzentrierung
  5 Anschlag
  6 Scheibe
  

Claims (7)

1. Wegeventil, insbesondere ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil, zur Ansteuerung von Systemen, die aufgrund ihrer Empfindlichkeit einer exakten Ansteuerung bedürfen, mit einem in einem Gehäuse aufgenommenen Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Distanzelement zwischen einem Ende des Magnetankers (3) und einem Anschlag (5) an dem Gehäuse (2) vorgesehen ist.

2. Wegeventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetanker (3) durch das Distanzelement von dem magnetischen Abschnitt des Gehäuses (2) getrennt ist.

3. Wegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisch nichtleitender Spalt (6) vorgesehen ist, welche an dem dem Anschlag (5) zugewandten Ende des Magnetankers (3) vorgesehen ist.

4. Wegeventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (6) eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,3 mm aufweist.

5. Wegeventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetisch nichtleitende Spalt (6) mit einem magnetisch nichtleitenden Werkstoff, vorzugsweise in Form einer Scheibe, erzeugt wird.

6. Wegeventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff Kunststoff, Messing und/oder Kupfer (3) vorgesehen ist.

7. Wegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein 4/3- Wegeventil (1) mit der Regelcharakteristik eines Proportionalventils vorgesehen ist.