阀、其制造方法以及包含被设计为压力补偿阀的阀的用于调节车辆变速器中的流体压力的装置与流程

本发明涉及一种阀，该阀具有阀壳体、至少一个活塞、至少一个支撑元件和至少一个弹簧，该阀具有以下特征：

活塞和阀壳体彼此同轴地布置在假想阀轴线上，其中阀轴线朝向第一轴向方向和与第一轴向方向相对的第二轴向方向；

活塞被容纳在阀壳体中，以抵抗弹簧的弹簧力而轴向地移动，其中弹簧至少在第一轴向方向上支撑在支撑元件上，并且在第二轴向方向上支撑在活塞上；

阀壳体设有第一开口，所述第一开口可被流体穿透，且可由活塞的活塞底座关闭；

阀壳体设有第二开口，所述第二开口可由活塞的活塞外壳至少部分地关闭，且可被流体穿透；

活塞外壳沿支撑元件的方向上轴向从活塞底座向外延伸，从而包围阀轴线；

所述第一开口和活塞底座与阀轴线同轴地布置。本发明还涉及一种用于制造所述阀的方法、一种包含所述阀且被设计为压力补偿阀、用于调节车辆变速器中的流体压力的装置、以及一种用于将所述压力补偿阀固定在变速器组件中的装置。

压力补偿阀安装在变速器的油道中。如果通道中的变速器油的压力上升到或高于限定的压力，则阀的活塞打开进口。变速器油经由出口流过阀，进入旁通或回流通道，直到压力降至限定的水平以下并且进口再次由活塞关闭。

背景技术：

de202004004609u1示出了一种压力限制阀，其由阀壳体、活塞、弹簧和支撑元件形成。壳体、活塞和支撑元件是实心组件，并且相应地较重。制造这些单独部件的成本相对较高。第一开口形成在阀的前部上，并且第二开口(即回流开口)形成在阀壳体打开端处的后部上。阀壳体由支撑元件关闭，其中支撑元件压入到壳体中。支撑元件的压配合可能导致阀壳体变形，从而对阀壳体在组件中的牢固配合产生不利影响。

技术实现要素：

本发明旨在消除上述缺陷。

该目的根据权利要求1的主体来实现。

第二开口被定向成横向于第一开口，并且引入到由片材金属、优选地通过冲孔制成的阀壳体中。第二开口以距阀轴线的径向距离在轴向方向上延伸。开口的中心轴线在垂直于阀轴线的径向方向上延伸。所述阀壳体易于制造且成本低廉。

根据本发明的一个实施例，活塞以成可在阀壳体中轴向地移动的方式引导，且通过活塞壳体位于阀壳中心。这有利地实现了活塞在阀壳体中大致的压力密封引导且同时可轴向地移动，特别是当活塞位于阀壳中心的径向间隙非常小时，更是如此。例如，间隙为30μm。滑动表面，即阀壳体内圆柱形表面和活塞外圆柱形表面的直径，在这些组件由片材金属拉制而成而无需机械加工时，可非常精确地设置。组件表面上的滑动涂层可能是有利的。

活塞以可在阀壳体中抵抗弹簧从关闭位置轴向地移动到打开位置的弹簧力的方式引导。在活塞的关闭位置，第一开口由活塞底座关闭，并且第二开口由活塞外壳至少部分地关闭。在打开位置，活塞底座已抬离阀座。活塞的至少一条边或轮廓线将第二开口类似地释放到控制边，从而连接第一开口与可被流体穿透的第二开口。阀壳与第一开口轴向地相对的打开端被活塞从关闭位置和打开位置的流体封闭，这受由通过活塞的径向间隙造成的泄漏间隙的影响。

根据本发明的另一实施例，在该背景下，在本例中为回流开口的第二开口仅由已经或仍然处于关闭位置的活塞壳体部分关闭。这意味着，可被流体穿透的第二开口的间隙状贯穿开口在关闭位置不被活塞外壳覆盖，也不由活塞关闭。间隙状贯穿开口至少在关闭位置由活塞的一部分和第二开口的边缘限定。本发明的优点是，在打开阀之后，在第一开口与第二开口之间立即形成可被流体穿透的通路，且压力迅速降低。这对弹簧的设计具有有利的影响。

如果在活塞与阀壳体之间形成直接连接到阀座的环形通道，则能实现同样的效果。通过阀壳体和活塞的设计，可根据需要设计环形通道。在活塞抬离阀座之后，环形通道立即充满流体。由此，流体压力转移到活塞的较大面积上。

如果，如本发明的一个实施例所述，活塞底座和活塞外壳借助于形成在活塞上的过渡部分彼此连接，则也能实现相同的效果。环形通道至少在关闭位置由过渡部分和阀壳体的与过渡部分相对的部分限定。

在本发明的一个实施例中，提供了两种措施的组合。在间隙状贯穿开口处的活塞关闭位置，环形通道已经朝向第二个开口打开。

从上文提及的措施可以断定，打开阀门所需的压力大于当活塞已从阀座抬起时阀中的压力。此种布置结构的优点是，根据本发明的阀的打开和关闭压力值可以在该过程中设置成是恒定和可靠的，且在很短的时间内进行压力补偿。

根据本发明的另一实施例，阀设有套筒状阀壳体，所述阀壳体具有套筒外壳和边缘，该套筒外壳与阀轴线同心地定向，且边缘由金属片制成，且沿阀轴方向径向排列并围绕第一开口延伸。可选地，该边缘设有紧固到所述边缘的单独阀座，或者所述阀座由直接进入该边缘的片材金属冲孔而成。此种解决方案的制造成本非常低廉。无需昂贵的阀座机械加工。

根据本发明的另一实施例，活塞为套筒状部件，具有空心圆柱形活塞外壳和在一侧封闭活塞的活塞底座，其中弹簧被活塞外壳轴向地包围，并且轴向地支撑在活塞底座上的活塞内部。优选地，所述活塞由金属片材制成。活塞底座相应地是薄壁的。相比于实心活塞，因为活塞内部也可用作弹簧的安装空间，所以可用于弹簧的轴向安装空间更多。因此，弹簧的选择和设计具有更多选择，所述弹簧也可由若干并联或串联连接的弹簧组成。

最后，根据本发明的一个实施例，将支撑元件插入到阀的背离第一开口的端处的圆周槽中，且至少轴向地在支撑圆周槽中。以形状配合式方式将支撑元件固定在阀壳体上，从一开始就可以防止阀壳体与支撑元件之间由于压配合而造成的变形。因此，在任何情况下都能保证阀座的精度。在用金属片材生产阀壳时，阀壳内的周向槽是形状配合所必需的，可方便地引入到成型过程中，而无需额外的加工费用。

在上文提及的背景下，本发明提供了一种用于调节车辆变速器中的流体压力的装置。该装置由变速器部分、至少第一通道和第二通道、以及阀形成，且具有用于固定阀或用于定位变速器组件的装置。在变速器的部分中，第一通道通向第一开口，且第二开口通向第二通道。形成在支撑元件上的突起径向地延伸穿过阀壳体，以形状配合式方式接合在阀壳体的凹座中，径向地突出在阀壳体的外轮廓上方，且径向地出现在变速器组件中的阀座的内轮廓上方而进入变速器组件的凹座中。用于将压力补偿阀固定在变速器组件中的装置仅由突起和凹座形成，并且因此制造非常简单且成本低廉。

例如，定位组件确保第二开口和第二通道彼此精确地定位。根据本发明的一个实施例，当第一开口和活塞底座与阀轴线同轴地布置、但阀壳体中的第二开口与第一开口横向地定位时，这是特别有利的。由第一突起和凹座形成在阀与变速器组件之间的形状配合式连接件有利地形成在阀壳体的与第二开口相对的侧上，例如，所述第二开口是被设计为壳体或变速器轴的变速器组件中的纵向槽。

第二开口被定向成横向于第一开口，并且引入到由片材金属、优选地通过冲孔制成的阀壳体中。第二开口以距阀轴线的径向距离在轴向方向上延伸。开口的中心轴线在垂直于阀轴线的径向方向上延伸。所述阀壳体易于制造且成本低廉。

此外，本发明提供了一种用于制造如本发明所述阀的方法：

-阀壳由片材金属通过冷成型和冲孔制成。一端开口的空心圆柱形组件从而形成。空心圆柱形组件的特征在于在圆柱形区域中具有至少两个壁厚度，例如在拉伸步骤上。打开端处的壁厚度小于在方向上与阀座相同的壁部分处的壁厚度。另外，通过冲孔引入用于形状配合式连接件的凹座以及第二开口，并且对阀座进行冲孔和压印。

-在阀壳体的打开端处具有较小壁厚度的壁部分通过滚光或滚压在阀轴线的方向上径向地再成型，以形成圆周槽。圆周槽由较厚壁部分在一个方向上轴向地限制，且在打开端处由较薄壁部分的弯曲部分轴向地限制。

-在制造阀壳体和活塞之后，活塞和弹簧被插入到阀壳体中。可替代地，首先将弹簧插入到活塞中，直至其抵靠在活塞底座上，然后将活塞与弹簧一起插入到阀壳体中。

-支撑元件以其与用于形状配合式连接件的开口轴向地相对的方式与阀壳体同轴地定向。

-将支撑元件插入到壳体中。因此，支撑元件的叉状物卡入到阀壳体的圆周槽中。

-将阀壳体插入或压入到变速器组件中，例如，插入或压入到变速器轴或变速器壳体中。

附图说明

下面使用本发明阀的示例性实施例和进一步的实施例来描述本发明。在该情况下，该阀被设计为压力补偿阀，并且在一种用于调节流体压力的装置或一种用于固定该阀或压力补偿阀的装置中进行了更详细的说明。

图1示出了被设计为压力补偿阀1的阀20的总视图。

图2示出了根据图1的压力补偿阀1的后视图。

图3示出了在沿着压力补偿阀1的阀轴线6的纵截面上的压力补偿阀1的截面图，其中压力补偿阀1的活塞3处于关闭位置i。

图4示出了用于调节车辆变速器中的流体压力的装置37，所述装置具有安装在其中的根据图1的压力补偿阀1以及用于将压力补偿阀1固定在变速器组件44中的装置50。所述装置37和50以及压力补偿阀1示出在沿着压力补偿阀1的阀轴线6的纵截面上，其中如图4所示，压力补偿阀1的活塞3在阀壳体2中处于打开位置ii。

图5示出了根据本发明的方法的中间阶段以及用于进一步组装的预组装单元，其中阀壳体2示出为在沿着阀轴线6的纵截面上的单个部件，并且该预组装单元由活塞3、弹簧5和支撑元件4组成。

图6示出了支撑元件4的总视图。

具体实施方式

图1：在压力补偿阀1的总视图中，可看到阀壳体2的第一开口8、第二开口10以及第二个开口10后的活塞3的一部分。

图2、3、4和6：支撑元件4置于压力补偿阀1的后侧上的阀壳体2中。所述支撑元件4被设计成类似锯齿状环且具有弹性、分布在底座本体62的圆周上，且具有多个锯齿状突起28，这些突起轴向地固定在阀壳体2上的形状配合式连接件63中。所述形状配合式连接件63由突起28和圆周槽21组成，其中突起28径向地接合在圆周槽21中，即，卡入就位。另外，所述支撑元件4设有呈突起25的形状配合式元件22，所述突起经过形成在阀壳体2中的凹座26(具体参见图2)并超过阀壳体2的外轮廓29在径向方向上突出，且与阀壳体2形成形状配合式连接件24，并同时与凹座43形成形状配合式连接件48(具体参见图4)。所述支撑元件4和阀壳体2通过形状配合式连接件24彼此抵靠固定，以防围绕阀轴线6旋转，并且同时通过形状配合式连接件48彼此抵靠固定，以防阀壳体2围绕阀轴线6相对于变速器组件44(例如，与变速器轴或变速器壳体相对)旋转。可替代地，如果突起25突出超过外轮廓29的部分轴向地固定在变速器组件44上，则可借助于形状配合式连接件48将阀20轴向地装配在变速器组件44中。

图3和4：压力补偿阀1具有阀壳体2、活塞3、支撑元件4和弹簧5。阀壳体2和活塞3被设计成基本上旋转对称，且与阀轴线6同轴布置。阀轴线6轴向地定向。所述活塞3可轴向地移动，但以很小的径向间隙被径向紧密地引导在阀壳体2中，且设有活塞外壳9和活塞底座7。径向间隙优选为30μm。所述活塞外壳9被设计为空心圆柱体，且与阀轴线6同轴地定向，且在支撑元件4的方向上从活塞底座7延伸。所述弹簧5是压缩弹簧，且在一个方向上轴向地支撑在活塞3的活塞底座7上并在另一轴向方向上轴向地支撑在支撑元件4上，从而使得弹簧5轴向地夹紧在活塞底座7与支撑元件4之间。所述支撑元件4与阀壳体2的圆周槽21中的突起28接合，且通过支撑元件的弹簧作用牢固地支撑。活塞3可抵抗弹簧5的弹簧力作用而从图3所示的关闭位置i移动到图4所示的打开位置ii。

图3和4：套筒状阀壳体2设有可被流体穿透的第一开口8以及位于其套筒外壳14上的第二开口10。第一开口8形成在阀壳体2上的压力补偿阀1的头部侧上，与阀轴线6同轴地布置，且被阀轴线6垂直地贯穿。第二开口10被定向成横向于第一开口8，即，使得第二开口10以距阀轴线6的径向距离在轴向方向上延伸。开口10的中心轴线53在垂直于阀轴线6的径向方向上延伸。阀座17形成在第一开口8处的阀壳体2的边缘16上。优选地，阀座17具有凹的、向内弯曲的圆顶形表面，其对应于活塞3的凸环形表面55。所述活塞底座7与过渡部分11轴向地相邻，在该过渡部分处，活塞底座7并入到活塞外壳9中，且活塞外壳9并入到活塞底座7中。所述过渡部分11被设计成凹槽形圆角状，并将活塞底座7连接到活塞外壳9。活塞底座7上的部分的外直径比活塞外壳9的小。环形表面55与活塞底座7的表面56相邻，且从上方引出到过渡部分中。如图所示，表面56是平坦圆形表面，但可替代地，可为凸面或凹面或其他三维结构化表面。

图3：在关闭位置i，活塞3在弹簧5的作用下抵靠阀座17进行轴向地预紧，并在该位置用活塞底座7关闭第一开口8。因此，关闭位置i是在阀3的关闭状态下活塞底座7相对于阀座17的位置。环形表面55以密封方式抵靠在阀座17上。在活塞3的关闭位置i，第二开口10由活塞外壳9大致关闭，然而，其中仍然有可被流体穿透的间隙状贯通开口12。间隙状贯通开口12由活塞外壳9、或由活塞3的过渡部分11与第二开口10处的阀壳体2的边缘限定。阀室61在活塞表面56的后侧上从活塞底座7延伸到阀20的端部60，并借助于活塞3与第一开口8密封隔离。由于径向间隙较小，因此在活塞外壳9与阀壳体2之间的环形间隙(泄漏间隙)不纳入考虑范畴。在关闭位置i，环形通道13形成在活塞3与阀壳体2之间，且由活塞3上的过渡部分11和阀壳体2的部分15限定。所述部分15从阀座17延伸到阀壳体2的空心圆柱形套筒外壳14。所述环形通道13在间隙状贯通开口12处打开，否则四周都关闭。

图4：用于调节车辆变速器中的流体压力的装置37由变速器组件44的至少一部分、第一通道41、第二通道42、压力补偿阀1、以及用于将压力补偿阀1固定在变速器组件44中的装置50组成。所述压力补偿阀1置于通孔57中，该通孔的直径与第一通道41的直径相同、或大于或小于第一通道41的直径。第一通道41通向第一开口8。第二开口10以其通向第二通道42的方式定向到第二通道42。

用于将压力补偿阀1固定在变速器组件44中的装置50由两个形状配合式元件22和23构成，即，由支撑元件4的突起25和阀壳体2中的凹座26以及变速器组件44中的凹座43构成。支撑元件4的径向突起25以形状配合式方式接合在阀壳体2的凹座26中并与其形成形状配合式连接件24，从而借助于形状配合式连接件24来固定支撑元件4和阀壳体2，以防旋转。另外，径向突起25经过凹座26径向地延伸穿过阀壳体2，从而使径向突起25以形状配合式方式接合在变速器组件44的凹座43中并形成形状配合式连接件48。因此，阀20经由形状配合式连接件48固定在变速器组件44中，以防围绕阀轴线6旋转。在该情况下，例如，凹座43被设计为壳体或变速器轴的变速器组件44中的纵向槽。经由凹座43和突起25的位置，还具有用于在变速器组件44中定位和定位组件阀20的装置。该装置确保，当将阀20插入到通孔57中时，第二开口10和第二通道42彼此明确地定向，并经由阀20确保第一通道41与可被流体穿透的第二通道42之间的连接。

图3和4：假设图3所示的压力补偿阀1安装在位于活塞3的关闭位置i的装置37中。在该位置，第一通道41中的流体压力施加在活塞底座的表面56上的力小于或等于作用在活塞底座7的后侧上的压力补偿阀1内部的反作用力。反作用力是由活塞底座7的后侧的压力补偿阀1内部的反压力而产生的力、且主要施加在活塞底座7的后侧的弹簧5的弹簧力的结果，所述弹簧夹紧在活塞底座7与支撑元件4之间。

图4：当第一通道41中的压力上升到超过活塞底座7的表面56上的所得反作用力时，活塞3在支撑元件4的方向上轴向地移动到打开位置ii并释放阀座17。在夜间，打开位置ii是活塞3的位置，其中第一开口8由活塞释放。流体经由第一开口8、经过压力补偿阀1的内部、经由第二开口10流过已经以该方式释放并用粗箭头标记的通路18而进入第二通道42。在该情况下，受到由径向间隙预定的泄漏间隙影响的活塞3还密封其端60的打开截面61处的压力补偿阀1的后侧。

图5：阀壳体2和活塞3是套筒状组件，优选地由平坦片材金属材料冷成型，即，拉制和冲孔。首先将阀壳体2拉成杯状。该杯状结构最初具有封闭的底部，且在拉伸后，任选地具有包围该杯状结构的打开端60的边缘，其类似帽状物的帽檐。套筒内部具有两个圆柱形区域。圆柱形区域中的一个区域描述阀壳体2的内圆周表面，活塞3在其上径向地居中并以可轴向地移动的方式引导。第二圆柱形区域描述该过程的中间阶段。该圆柱形区域的直径大于上述内周表面的直径。在该区域，套筒的壁厚度在套筒或阀壳体2的打开端60处相应地较薄。当阀壳体2完成时，其底座被打孔和冲孔，从而形成带有阀座17的第一开口8。第二开口10为横向冲孔。另外，切割出用于接合形状配合式元件22的凹座26。如有必要，对套筒的打开端60进行修整，其中切掉最初提及的类似于帽状物帽檐的边缘。这形成阀壳体2的连续外圆柱形外轮廓29。当对端部60进行修整时，将在形成倒角49时可能出现的任何毛刺整平，从而使具有较大内直径的最初圆柱形区域19变形。倒角49通过在套筒的打开端60处的第二区域19上方翻边或折叠而形成，其中倒角49在外部形成，且圆周槽21在内部形成。

制造活塞3时，最初将其拉成杯状。在该过程中，对凸环形表面55进行压印，并且对与活塞底座7轴向相邻的过渡部分11进行拉伸。在过渡部分11处，活塞底座7并入到活塞外壳9中，且活塞外壳9并入活塞底座7中。在打开端处，如有必要，在该制造方法的中间阶段，该杯状结构具有呈帽状物帽檐形式的边缘以及最初空心圆柱形区域58，其壁厚度小于活塞外壳9的壁厚度。倒角59由空心圆柱形区域58形成，这确保在制造活塞3后，没有锋利边缘或突出物保留在其打开端处。例如，修整打开端并去除边缘可将在形成活塞3的倒角59时可能出现的任何毛刺整平。

使用图5所示的星座图，可通过以下步骤来理解用于制造阀20的方法：

-通过冷成型和冲孔将片材金属制成至少在一端19处开口的空心圆柱形组件来制造阀壳体2。在冷成型期间，在打开端19处形成围绕阀壳体2的对称轴线6延伸的壁部分27。该径向定向的壁厚度s1小于阀壳体2的套筒外壳14的壁厚度s2，该套筒外壳在第一开口8的方向上轴向地与壁部分27邻接，且朝向阀轴线6部分为空心圆柱形。在冲孔期间，将凹座26引入到阀壳体2中，其是形状配合式连接件的决定性部分。

-成型圆周槽21，其中壁部分27以在阀壳体2上对称轴线的圆周槽21形成开口的方式，通过滚光或翻边在打开端19处径向地向内弯曲。通过阀壳体2的任何纵截面(假设为沿阀轴线6引导)中的圆周槽21，由套筒外壳14的本体边缘在一个方向上轴向地限定，且由在对称轴线的方向上弯曲的自由端19在另一轴向方向上轴向地限定。

-将弹簧5居中设置在支撑元件4的杯形底座62上。

-将活塞3插入到阀壳体2中，引入弹簧5，并由此用阀轴线6来定向支撑元件4，从而用被设计为凹座26的第二形状配合式元件23来定向至少被设计为突起25的形状配合式元件22；

-将支撑元件4压入到阀壳体2中，并因此通过将支撑元件4卡入到圆周槽21中来紧固所述支撑元件。

附图标记列表

1压力补偿阀

2阀壳体

3活塞

4支撑元件

5弹簧

6阀轴线

7活塞底座

8第一开口

9活塞外壳

10第二开口

11过渡部分

12间隙状贯通开口

13环形通道

14套筒外壳

15阀壳体部分

16边缘

17阀座

18通路

19区域

20阀

21圆周槽

22第一形状配合式元件

23第二形状配合式元件

24形状配合式连接件

25突起

26凹座

27壁部分

28支撑元件的突起

29阀壳体的外轮廓

37装置

41第一通道

42第二通道

43凹座

44变速器组件

48形状配合式连接件

49倒角

50装置

53中心轴线

55环形表面

56表面

57通孔

59倒角

60端

61阀室

62底座本体

63形状配合式连接件