带有导流设备的压力调节阀装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于流体的压力调节阀装置(10)，其带有至少一个输入区域(P)和第一和第二输出区域(A、T)，它们可经由两个彼此联结的座阀(23、24)在流动技术上彼此连接，其中，通过第一座阀(23)可调整由输入区域(P)至第一和第二输出区域(A、T)的流体输入而通过第二座阀(24)可调整在第一与第二输出区域(A、T)之间的流体输出。在此，在第一座阀(23)的上游在输入区域(P)中布置有导流设备(26)，该导流设备给予在第一座阀(23)的区域中流入的流体以预先给定的流动特性。
【专利说明】带有导流设备的压力调节阀装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于流体的压力调节阀装置。
【背景技术】
[0002]在由实践公知的多级机动车自动变速器的情形中，实施成湿式离合器或制动器的换档元件用于挂入自动变速器的变速器输入轴与变速器输出轴之间的不同的传动级。为此，按照期望的传动级实现换档元件的打开或关闭。为此需要的压力对于每个换档元件而言大多通过被液压操纵的离合器活塞来施加，离合器活塞经由换档元件阀(也被称作减压阀)被供应以液压流体。这些减压阀要么自身实施成比例压力调节阀要么通过液压先导来操纵，其中，对于先导来说需要的液压压力又通过比例压力调节阀来调整。在这样的比例压力调节阀中，依赖于电流地产生磁力，依赖于此在阀处出现确定的、可预见的工作压力。该压力可在阀的输出区域处获取，且由在磁力(作用力)与阀的逆着磁力指向的反作用力(反应力)之间的比得出。
[0003]目前通用的例如在W02005/026858A1中所公开的比例压力调节阀具有两个以液压半桥回路联结的座阀，也就是说比例压力调节阀具有一个输入区域和两个输出区域，其中，在流动技术上在输入区域与第一输出区域之间布置有第一座阀而在第一输出区域与第二输出区域之间布置有第二座阀。在此，座阀以如下方式实施且座阀的关闭体彼此联结，即，关闭体在端部位置中交替地关闭或者打开座阀。
[0004]为了降低流动阻力且增大由压力调节阀操控的变速器换档元件的动态调节能力，在W02005/026858A1中提出了一种在第一输出区域与第二输出区域之间的导流设备(具体地是束转向器)，其使从第一座阀通向第二座阀的流体流偏转小于30°。
[0005]此外，由W02009/092488A1公知的是，这样的导流设备以如下方式设有多个通道区域，即，在第二座阀的方向上流动的流体被置于涡旋中，由此阀动力被提高且阀泄漏被降低。
[0006]在这些由现有技术公知的压力调节阀的情形中，例如通过泵压力波动或在车辆变速器的换档元件中的粘滑效应产生的输入侧或输出侧的压力波动可几乎不受阻碍地作用于座阀的关闭体，由此难以调整可在阀处获取的工作压力。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务是提供一种对压力波动不敏感的压力调节阀装置。
[0008]该任务通过一种带有权利要求1的特征的压力调节阀装置来解决。其优选的设计方案可由从属权利要求得悉。
[0009]相应提出一种用于流体的压力调节阀装置，其带有至少一个输入区域、第一输出区域和第二输出区域，这些区域可经由两个彼此联结的座阀在流动技术上彼此连接，尤其用于调整在第一输出区域中的流体压力水平，其中，通过第一座阀可调整由输入区域至第一输出区域和第二输出区域的流体输入且通过第二座阀可调整在第一输出区域与第二输出区域之间的流体输出。在此，在第一座阀上游在输入区域中布置有导流设备，其在第一座阀的区域中给予流入流体以预先给定的流动特性。
[0010]被证实的是，这种实施有在第一座阀上游布置在输入区域中的导流设备的压力调节阀装置相比于由提到的现有技术公知的压力调节阀装置，对于输入区域(也就是说输入侦D和第一输出区域(也就是说工作压力接口)的压力波动不敏感。
[0011]此外在由现有技术公知的阀的情形中，流入到第一座阀中的流体的流动特性不可预见地依赖于大量参数，尤其是流体压力、流体流动速度和放置在压力调节阀装置上游的流体系统的设计方案(导管直径、导管走向等等)，由此流入到阀中的流体的流动特性经受强烈的波动。由此可发生的是，结构相同的压力调节阀装置在相同运行条件(压力水平、流体温度等等)的情形中在不同的流体系统中被构建，具有不同的调节特性。例如，相比于在自动化的换档变速器的换档装置中的结构相同的压力调节阀装置，压力调节阀装置在自动变速器的换档装置中可具有不同调节特性，这归因于放置在压力调节阀装置上游的流体系统的不同的实施方案。
[0012]通过所提出的措施，流体流现在被给予预先给定的流动特性，尤其是流动方向和/或流动速度(流动场)。这意味着，流入到压力调节阀装置中的流体的先前不可预见的特性通过所提出的导流设备被引导到公知的稳定的管道中。尤其地，压力波动在此被弄平或以如下方式导引，即，压力波动不作用或仅边缘地(marginal)作用于压力调节阀装置。
[0013]通过导流设备来稳定的流动体的传播，同样在第一座阀下游弄平由压力调节阀装置的第一输出区域(也就是说工作压力接口)到达到压力调节阀装置中的激励或干扰、尤其是压力波动，由此流动体以有利的方式不在压力调节阀装置上游传播或仅受限制地在压力调节阀装置上游传播。
[0014]导流设备优选作为一个或多个导向叶片、导流通道或其它导流体存在于输入区域中。在此，导流设备尤其以如下方式成型，即，由输入区域流入的流体大致上绕第一座阀的关闭体环绕导引。在此，在流体流中的压力波动不再直接垂直地撞击到关闭体上，由此，关闭体被较弱地激励且阀装置的调节质量被改善。
[0015]如果碰撞(Anstroemen)关闭体不可避免,那么提出的是，以如下方式实施导流设备，即，由输入区域流入的流体大致上以薄壁流动形式沿着关闭体导引。这可以如下方式实现，即，导流设备大致上相对于关闭体切向地将流体导引至该关闭体。在此，流体流动不再垂直地撞击到关闭体上，而是由导流设备流动有利地以薄膜形式沿着关闭体导引。通过使流体流大致上切向地撞击到关闭体上或者沿着该关闭体导出，明显较小的压力波动部分传递到关闭体上，这会改善压力调节阀装置的调节质量。
[0016]在压力调节阀装置的一种特别优选的改进方案中设置的是，以如下方式实施导流设备，既，流入的流体在第一座阀的区域中被给予涡旋，尤其绕第一座阀的关闭体的纵轴线或运动轴线的涡旋流。这意味着，由导流设备预先给定的流动特性与涡旋流相符。由此，由输入区域或第一输出区域到达到压力调节阀装置中的激励/干扰被特别良好地衰减。这种涡旋流特别稳定且衰减地吸收激励/干扰。在此，关闭体的纵轴线或运动轴线尤其理解为如下轴线，相应的座阀的关闭体为了座阀的打开和关闭可沿着该轴线运动。
[0017]此外通过在第一座阀的方向上借助于导流设备(尤其是以涡旋流的形式)适宜地引导流动体，第一座阀的流动阻力减小，这大致上归因于流入的流体中的涡流的流动部分的减少，由此得出较小的振荡激励。
[0018]在压力调节阀装置的另一优选的实施方案中设置有第二导流设备，其在第二座阀上游在流动技术上布置在第一输出区域与第二输出区域之间。这以如下方式实施，即，朝第二输出区域流动的流体在第二座阀的区域中被置于涡旋中。尤其提出的是，给流动通过第二座阀的流体借助于第二导流设备给予绕第二座阀的关闭体的纵轴线或运动轴线的涡旋流，由此可增大阀动力且可降低压力调节阀装置的泄漏体积流量。如显示的那样，当两个导流设备以如下方式实施时，即，穿过第一座阀的流体流的转动方向与穿过第二座阀的流通流的转动方向相符时，所述效应被增强。如果第一导流设备实施用于产生涡旋流，那么第二导流设备同样可类似于第一导流设备实施。
[0019]在压力调节阀装置的改进方案中，第一导流设备具有至少一个，优选多个导流通道，其至少近似切向于第一座阀的座阀开口通到输入区域中。换而言之，一个或多个导流通道为了给予流动特性，与座阀开口侧向错开地通到输入区域中。由此，流体流低摩擦地，大致上切向于第一座阀的关闭体地引导。在此，以薄膜形式沿着关闭体流动通过第一座阀的流体流的出现被支持。在此优选地，导流通道在下游在座阀开口的方向上共同地漏斗状地尤其以如下方式汇合，即，流体随着逐渐靠近座阀开口而加速(转动脉冲获得)。如果仅设置有一个导流通道，那么该导流通道在下游在座阀开口的方向上漏斗状地收缩。优选地，漏斗形状关于第一座阀的关闭体的纵轴线或运动轴线具有40°至80°、特别优选地60° ±10°的开口角。在此，该漏斗形状同样可被倒圆，尤其被倒圆成凸状或凹状。然后，开口角与漏斗形状关于关闭体的纵轴线或运动轴线的平均的倾斜角度相符。一个或多个导流通道同样可相应以螺纹形实施。优选地，螺纹然后同中心地或偏心地绕关闭体的纵轴线或运动轴线延伸。替代或附加于螺纹形状，一个或多个导流通道可螺旋状地通向座阀开口，也就是说其在下游在降低的半径中通向座阀开口。
[0020]在压力调节阀装置的一种改进方案中，导流通道的宽度或直径(也就是说其流动横截面)随着相对第一座阀的关闭体的纵轴线或运动轴线的逐渐靠近而逐渐减小。尤其地，流体进入开口或者流体进入横截面(穿过该流体进入开口或该流体进入横截面，流体流入到相应的导流通道中)相比流体流出开口或者流体流出面具有更大的穿过面，穿过该流体流出开口或该流体流出面，流体从相应的导流通道中流出且该流体流出开口或该流体流出面相对于进入开口或者进入横截面较近地贴靠在纵轴线或运动轴线处。由此，流体到导流通道中的速度随着相对于纵轴线或者运动轴线的逐渐靠近且进而在第一座阀的阀开口的方向上提高，因此较快的且较稳定的流体流在导流通道下游在第一座阀的区域中和在其下游获得。
[0021]在压力调节阀装置的设计方案中，导流通道的横截面在垂直于第一座阀的纵轴线或运动轴线的平面上呈螺旋状或至少大致上呈螺旋状。换而言之，导流通道相应形成呈螺旋叶片状的凹槽或通道，其中，在每个螺旋叶片的底部处存在至少一个用于在第一座阀的方向上的流体流出的开口。该开口可延伸经过每个导流通道的整个长度，或仅处在第一座阀的阀开口的区域中。为了产生涡旋流，每个导流通道的流出开口优选相对纵轴线或运动轴线侧向错开，也就是说流出开口切向地在纵轴线或运动轴线处经过。尤其地，流出开口因此以如下方式实施，即，流体切向地或至少近似关于第一座阀的阀开口切向地离开导流通道。导流通道的螺旋桨形状优选与轮船或飞机螺旋桨，例如小船、船或直升飞机的螺旋桨形状相符或类似，然而不局限于此。
[0022]导流设备不仅可以是压力调节阀装置的壳体的集成部分，例如其方法是，导流设备在生产技术上喷入、铣削或钻入到壳体中，或导流设备可形成独立的构件，该构件固定地装入到压力调节阀装置，也就是说在制造过程中例如被压入、粘贴、喷射或拧入到其中。为此，导流设备例如实施成套管，其在压力调节阀装置的组装的情形中固定在压力调节阀装置的壳体中。在此，第一座阀同样可形成与导流设备的共同的结构单元。
[0023]在另一设计方案中，压力调节阀装置的第一座阀的控制棱边大致上锐角或直角地实施。尤其当导流设备以如下方式实施，即，其产生涡旋流时，那么获得穿过第一座阀的阀开口的低损失的流过。控制棱边为此流动有利地不具有或仅具有非常小的倒角(倒角半径小于0.1mm)，也就是说控制棱边尽可能“尖”地实施。优选地，阀开口在第一座阀的阀控制棱边或控制面下游连续地扩展。由此，阀开口在第一座阀下游充当扩散器，该扩散器在输入侧额外地减轻压力波动或至少支持压力波动的减轻。此外，通过扩散作用紧邻于第一座阀的关闭体产生负压(也就是说压力下降)，该关闭体支持第一座阀的打开或关闭且因此改善阀动力。
[0024]在压力调节阀装置的一种特别优选的变型方案中，压力调节阀装置具有比例电磁铁，也就是说带有衔铁的电磁铁，衔铁的位置可依赖于被供应给电磁铁的电流改变。在此，衔铁用于运动第一座阀和第二座阀的两个彼此联结的关闭体。由此，在第一输出区域处贴靠/获取的压力可精确地借助所供应的电流调整或者调节。此外，所提出的压力调节阀装置优选地实施成液压压力调节阀装置，尤其实施成车辆变速器的液压压力调整阀装置。压力调节阀装置的使用范围尤其在液压实施的换档装置中，为了挂入车辆中的多级自动变速器或自动化的换档变速器的不同的传动级，然而不局限于此。因此在汽车范围之外的应用同样是可想到的，例如应用在静止的液压设施中。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面，本发明借助示例和附图来详细阐述，由其可得悉本发明的进一步有利的设计方案和特征。在示意性的图示中分别示出:
[0026]图1示出了沿着压力调节阀装置的纵轴线穿过所提出的压力调节阀装置的二维截面图；
[0027]图2示出了沿着压力调节阀装置的纵轴线穿过根据图1的压力调节阀装置的阀部件的正等测截面图；
[0028]图2a示出了带有第一座阀的阀开口的备选的实施方案的图2的截段的放大的图；
[0029]图3a_3e示出了沿着垂直于压力调节阀装置的纵轴线延伸的截面的备选的导流设备的截面图示；
[0030]图4示出了用于操纵车辆的变速器换挡元件的液压的流体系统。
[0031]在图1至4中，相同或至少功能相同的构件相应地设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0032]图1显示了穿过实施成比例压力调节阀的压力调节阀装置的纵截面。压力调节阀装置大致上由电磁部件1，也就是促动器和阀部件2组装成，电磁部件和阀部件的壳体11，21彼此固定地相连接。电磁部件I具有电磁铁，电磁铁至少由布置在壳体11中的电磁线圈12、相对磁线圈12位置固定的磁轭13以及可相对于磁线圈12和磁轭13运动的衔铁14组成。衔铁14在示出的情况中三件式地实施且包括衔铁杆141、衔铁体142以及由非磁性的材料、例如铝构成的抗粘盘143。然而，其它合适的衔铁结构形状/形式可等价地应用。当磁线圈12被由通电的状态转变到不通电的状态中时，抗粘盘143防止衔铁14的磁性粘附。为了当衔铁14被运动时使得在电磁部件I内的压力平衡成为可能，衔铁杆141优选地设有压力平衡开口，也就是钻孔。
[0033]衔铁14在磁线圈12的未通电的状态中的位置借助于两个弹性的弹簧元件15 (此处示例性地是压力螺旋弹簧)在电磁部件内被预先给定。背对阀部件2的弹簧元件15的预紧可通过预紧元件16调整。该预紧元件可尤其如在示出的情况中那样被压入，其中，预紧依赖于压入深度调整或拧入，其中，该预紧依赖于拧入深度调整。电接触装置17附加地处在电磁部件I的壳体11上，该电接触装置与磁线圈12电连接且磁线圈12通过该电接触装置可被未示出的、相对于压力调节阀装置在外部的电子装置通电。在压力调节阀装置的备选的实施方案的情形中，该电子装置或至少部分电子装置集成到电磁部件I中。
[0034]磁轭13在面对衔铁14的端侧上具有带有磁控制棱边132的凹部131。通过磁控制棱边132的设计方案(此处以圆锥体形状)可精确地调整出作用到衔铁14上的磁力在当前供应的电流和衔铁14的当前位置的情形中有多大。优选地，磁控制棱边132然而以如下方式实施，即，贴靠的磁力正比于供应给线圈12的电流强度，尽可能不依赖于衔铁14刚好相对于磁轭13所处的位置(比例电磁铁)。相对磁轭13，电磁部件I具有位置固定的极管19，该极管用于磁线圈12的磁场的更好的定向。衔铁14此处示例性地利用第一滑动轴承18在极管19中且利用第二滑动轴承18在磁轭13中轴向地，在压力调节阀装置的纵轴线L的方向上可运动地支承。然而可等价地应用其它支承设计。
[0035]附加于电磁部件I地，压力调节阀装置具有阀部件2。该阀部件具有插到壳体21上的过滤篮22，该过滤篮带有输入侧的、处在压力调节阀装置的端侧处的第一过滤器221和输出侧的、布置在压力调节阀装置侧面的、然而未示出的第二过滤器。第一过滤器221用于过滤流入到压力调节阀装置中的流体，而第二过滤器用于过滤从压力调节阀装置的工作接口流出的流体。在过滤篮22处布置有O形密封件，该密封件将压力调节阀装置的输入区域P、第一输出区域A和第二输出区域T彼此流体密封地分开。输入区域P (也被称作压力供应接口)布置在压力调节阀装置的轴向端侧处，而第一输出区域A(也被称作工作压力接口)和第二输出区域T(也被称作油箱接口)径向于纵轴线L布置。通过在阀部件2内的合适的通道引导，输入区域P、第一输出区域A和第二输出区域T然而彼此同样可互换。流体从输入区域P以及第一输出区域A和第二输出区域T的流出或者到其中的流入的优选的流动方向通过箭头显示。
[0036]阀部件2在壳体21内部具有第一座阀23和第二座阀24,输入区域P、第一输出区域A和第二输出区域T可通过这些座阀在流动技术上彼此连接。因此，在第一输出区域A中的压力水平可被适宜地调整。第一座阀23具有可沿着第一座阀23的纵轴线运动的、在示出的情况下呈球的形式的关闭体231，且第二座阀24同样具有可沿着第二座阀24的纵轴线运动的、在示出的情况下呈圆锥体的形式的关闭体241。座阀23、24的纵轴线或运动轴线此处与压力调节阀装置的纵轴线L相符。通过使用合适的转向器件，座阀23、24的纵轴线或者运动轴线然而同样可以不同且例如彼此平行或倾斜。关闭体231的配对件形成相对于关闭体231位置固定的阀遮盖部232。该阀遮盖部具有控制棱边233 (阀座)，关闭体231在示出的闭合状态中贴靠在该控制棱边处，由此第一座阀23 (具体地第一座阀23的阀开口 234)尽可能流体密封地封闭。在此，在关闭体231与控制棱边233之间，在打开第一座阀23的情形中构造成的第一有效阀开口面确定通过第一座阀23流入的流体量和在第一座阀23处的压降，由此贴靠在第一输出区域A处的或者可在该处获取的压力被影响。第二座阀24的关闭体241的配对件同样形成阀遮盖部242，其然而具有圆锥形的控制面243 (阀座)作为控制棱边的替代。当第二座阀24闭合时，关闭体241贴靠在控制面243上，由此第二座阀24(具体地第二座阀24的阀开口 244)尽可能流体密封地闭合。在此，在关闭体241与控制面243之间，在打开第二座阀24的情形中构造成的第二有效阀开口面确定通过第二座阀24流出的流体量，由此贴靠在第一输出区域A处的或者可在该处获取的压力同样被影响。因为流动通过第二座阀24的流体一般未经利用地导引到流体存储器中，所以流动通过第二座阀24的流体量经常也被称作泄漏。在压力调节阀装置的示出的配置中，第一座阀23的关闭体231处在阀开口 234上游，而第二座阀24的关闭体241处在阀开口 244下游。
[0037]在此如下对于专业人士而言是清楚的，S卩，座阀23、24(具体地是关闭体231、241和对应的阀遮盖部232、242)同样可以以其它合适的形式来实施。例如，第二座阀24可类似于示出的第一座阀23实施成带有呈球形的关闭体的球阀。同样地，第一座阀23和/或第二座阀24可实施成扁平阀座或实施成锥形阀座(类似于示出的第二座阀24)。在示出的情况中，第一座阀23具有控制棱边233，关闭体231在闭合状态中贴靠在该控制棱边处，也就是说在关闭体231与阀遮盖部232之间存在大致上线状的接触，而第二座阀24具有控制面24，关闭体241在闭合状态中贴靠在该控制面处，也就是说在关闭体241与阀遮盖部242之间存在大致上面状的接触。清楚的是，座阀23、24然而同样可以以如下方式实施，S卩，两个座阀23、24或两个座阀中的其中一个具有在关闭体231、241与阀遮盖部232、242之间的面状的接触或线状的接触。为了产生面接触，阀遮盖部具有与关闭体的表面形状互补的控制面，且为了示出线状的接触，阀遮盖部具有与关闭体的表面形状互补的控制棱边。
[0038]座阀23、24的关闭体231、241借助于可沿着纵轴线L运动的推杆25来操纵，至少第一座阀24的关闭体241与该推杆连接。该连接不仅可位置固定地(如示出的那样)而且可灵活地通过设置在之间的弹性元件(例如布置在关闭体24与推杆25之间的压缩弹簧)来实现。关闭体231因此同样可要么与推杆25连接要么与杆25完全分开，其中，推杆25将关闭体231仅从阀遮盖部232推出去，用以打开第一座阀23，且在此开启阀开口 234。第一座阀23的关闭在相对于推杆25松开的关闭体231的情形中仅通过从输入区域P流入的流体的压力来实现。通过推杆25，关闭体231、241以如下方式彼此联结，即，座阀23、24仅可被交替地操纵。这一方面意味着如下，即，如果第一座阀23被打开，则第二座阀24被关闭，且另一方面意味着，如果第一座阀23被关闭，则第二座阀24可被打开。座阀23、24的布置和联结因此与液压的半桥回路相符。
[0039]推杆25穿过磁轭13且贴靠在衔铁14的面对阀部件2的端侧处。该推杆可与衔铁14备选地同样固定地或经由弹性元件(例如压缩弹簧等等)连接。推杆25在开口中穿过磁轭13的开口优选是流体密封的且实施成推杆25的引导部。因此，衔铁14在阀部件2的方向上的磁力感应的轴向运动直接传递到推杆上，由此与该推杆一起运动，并且在此引起第一座阀23的打开和第二座阀24的关闭。大致上，在阀部件2的方向上放置的弹簧元件15的弹簧力和作用到关闭体231上的流体压力在此随着衔铁14和推杆25的逐渐增加的偏转引起增大的逆着磁力的反作用力，由此第一座阀23仅如此宽地打开或者第二座阀仅如此宽地关闭，即直至在磁力与反作用力之间出现力平衡。依赖于座阀23、24的打开宽度，在第一输出区域A中在此构造确定的流体压力，该流体压力处在贴靠在输入区域P处的流体压力之下且处在贴靠在第二输出区域T处的流体压力之上。在此，在第二输出区域T中的流体压力一般与大气压力相符，这是因为该流体压力通常联接到处在大气压力下的流体存储器上。因为作用到衔铁14上的磁力依赖于供应给磁线圈12的电流的强度而反作用力依赖于衔铁14的偏转，因此可非常精确地借助所供应的电流调整或者调节在第二输出区域A处的压力水平。
[0040]在此要注意的是，衔铁14、推杆25和座阀23、24的在图1中示出的位置或者开关位置与在压力调节阀装置的起始位置中的位置/开关位置相符，在起始位置中磁线圈12未通电且因此没有磁力作用到衔铁14上。因为第一座阀23在此被完全关闭而第二座阀24被完全打开且因此流体不可从输入侧P起流过压力调节阀装置(压力在第一输出区域处被设为“O”)，示出的压力调节阀装置是具有上升的阀特性曲线的常闭压力调节阀装置。也就是说随着所供应的电流的增大的强度，第一座阀23打开而第二座阀24关闭，由此可在第一输出区域A处获取的压力增大。
[0041]示出的压力调节阀装置同样可以以如下方式改造，S卩，其与具有下降的阀特性曲线的常开压力调节阀装置相符。在此，在压力调节阀装置的未通电的起始状态中第一座阀23被完全打开而第二座阀24被完全关闭，由此流体可仅由输入区域P流动至第一输出区域A且在该处存在最大的压力。随着磁线圈12的逐渐增加的通电，第一座阀23被关闭而第二座阀24被打开，且可在第一输出区域P处获取的压力相应地下降。为此，第一座阀23和第二座阀24以如下方式改变配置，即，关闭体231布置在阀开口 234下游而关闭体241布置在阀开口 244上游，而带有凹部131和控制棱边132的磁轭13布置在电磁部件I的背对阀部件2的侧面上。
[0042]根据图1，在第一座阀23的输入侧(也就是说上游)在输入区域P中布置有第一导流设备26，其给予在第一座阀23的区域中的流入的流体预先给定的流动特性。由此，尤其不仅第一座阀23的关闭体231的流动阻力可被减小，而且压力调节阀装置可相对在流体流中的激励或干扰(例如压力波动)较不敏感地设计。通过预先给定的流动特性的给予，压力调节阀装置同样可不依赖于不同的流体系统而使用，这是因为流入的流体于是不依赖于流体系统，在与座阀23、24接触之前引导到所设置的管道中，也就是说具有预先给定的流动特性。因此，压力调节阀装置可较简单地且不带有适配成本地使用在不同的流体系统中。
[0043]在示出的情况中，导流设备26由多个导流通道261构成，这些导流通道以沿着压力调节阀装置的纵轴线L的凹槽形式处在阀部件2的壳体21中。沿着垂直于纵轴线L放置的截面S，导流通道261中的每个都具有螺旋桨叶片形状的横截面(参见图2和3d)。因此随着相对纵轴线L的逐渐靠近，每个导流通道261的宽度和进而流过面积降低，由此流体在流过导流通道261的情形中随着相对纵轴线L的逐渐靠近被加速。这以如下方式来增强，即，导流通道261在下游，在座阀开口的方向上共同地漏斗形状收缩(参见图2)。漏斗形状此处由导流通道261的在相对纵轴线L的轴向上放置的端部区域形成，其相对纵轴线L倾斜地会聚。
[0044]在导流设备26的中间(此处例如同轴于纵轴线L)，在输入区域P中存在尤其圆形的开口 262 (例如钻孔)，第一座阀23的关闭体231可运动地布置在该开口中且导流通道261通到该开口中。开口 262在上游通过塞子222来封闭，该塞子防止关闭体231从压力调节阀装置中掉出。在所显示的实施例中，塞子222是过滤篮22的一部分，然而同样可实施成独立的构件或导流设备26或壳体21的一部分。未示出的是，塞子222优选流动有利地实施，尤其通过呈水滴状的或呈尖锥状的设计方案实施。优选地，塞子222因此形成导流设备26的一部分。这同样可通过如下方式实现，即，塞子222同样具有导流通道、引导叶片或类似物。塞子222和壳体21此外可以以如下方式实施，即，导流设备26只有在聚集这些构件时才会形成，也就是说两个构件21、222具有导流设备26的互补的组成部分，其只有在聚集构件21、222时才形成实际的导流设备26。
[0045]在压力调节阀装置的同样未示出的实施方案中，导流设备26由套管形成，其尤其在压力调节阀装置装配时轴向装入(例如被压入或粘入)到壳体21中。该套管同样可具有第一座阀23的部件(尤其阀遮盖部232)或集成整个第一座阀23。
[0046]导流通道261至少近似切向于第一座阀23的开口 262或者阀开口 234通到输入区域P中，也就是说导流通道261的出口与纵轴线L侧向错开地通到开口 262中。由此，流动到开口 262和阀开口 234中的流体被置于绕纵轴线L的涡旋中，该涡旋引起流动体的特别有利的定向和稳定。具体地，流动到压力调节阀装置中的流体在关闭体231处低流动阻力地构造成切向地且薄膜状地沿着关闭体231的表面流动的流动体。该流动体不将压力波动或其它干扰/激励或仅将非常少的部分压力波动或其它干扰/激励传递到关闭体23上。此外，涡旋流动引起关闭体23在流动的转动轴线上(也就是说在所显示的情况中在纵轴线L上)的位置的稳定化。因此，即使在通过外部的力激励的情形下，例如在朝向壳体11和21的机械振荡的情形下，关闭体23稳定地保持在涡旋流动中。
[0047]优选地然而非强制地，导流设备26、28如示出的那样以如下方式实施，即，相应产生的涡旋流动具有相同的转动方向。
[0048]在流过第一座阀23之后，流体到达间隙27，在其处流体流划分成朝向第一输出区域A的第一分流和朝向第二座阀24的第二分流。第一分流和第二分流的量比通过第二座阀24的开口宽度，具体地通过第二座阀24的有效的阀开口面积来确定。第一输出区域A具有用于第一分流的流出的在阀部件2的壳体21中的侧向的开口。类似地，第二输出区域具有用于第二分流的流出的在壳体21中的侧向的开口。
[0049]可选的是(如在图1中示出的那样)，在间隙27中在第二座阀23上游，第二导流设备28在流动技术上布置在第一输出区域A与第二输出区域T之间。该第二导流设备以如下方式实施，即，流动至第二输出区域T的流体(也就是说第二分流)在第二座阀24的区域中被置于绕第一座阀23的纵轴线或运动轴线(此处压力调节阀装置的纵轴线L)的涡旋中。在此，第二导流设备28大致上由带有多个导流通道281和第二座阀24的阀遮盖部241的涡旋发生器构成。在此，导流通道281相应螺纹形地且同中心于纵轴线L延伸。阀遮盖部242由导流通道281的出口出发喷嘴状通向第二座阀24的阀开口 244，由此涡旋流的速度在下游随着相对阀开口 244的逐渐靠近而增加(获得转动脉冲)。在经过第二座阀24之后，流体然后到达第二输出区域T。经常地，该第二输出区域配属于处在大气环境压力下的流体存储器。通过实施带有第二导流设备28的压力调节阀装置，在泄漏同时减少的情形中，压力调节阀装置的动力可被增大。
[0050]原则上，在图1中所显示的第二导流设备28同样可不同地实施且例如具有用于产生涡旋流的引导叶片或类似物。或者，尤其只要增加的泄漏或者较小的阀动力是允许的或期望的，那么第二导流设备28可取消。第二导流设备28然而同样可类似于第一导流设备26的此处所描述的实施方式来实施。因此，第一导流设备26和第二导流设备28例如也可相同地实施。
[0051]在所显示的实施例中，第二导流设备28单件式地实施，显然涡旋发生器和阀遮盖部242同样可形成多件式的构件。备选地，涡旋发生器和/或阀遮盖部242形成带有壳体21的单件式的构件。此外，为了操纵(换言之线性运动)推杆25，代替电磁部件I地可设置另一合适的促动器，例如在线性方向上作用的液压的、气动的或其它的电促动器。
[0052]图2显示了根据图1的压力调节阀装置的阀部件2的放大的正等测图。电磁部件I此处未示出。如由图2得悉的那样，阀控制棱边233具有钝角。在阀控制棱边233下游，阀开口 234首先圆柱形地实施。然而该阀开口联接于该圆柱体形状地，扩散器状地朝间隙27扩展。导流通道261在壳体21中实施成沿着纵向L笔直延伸的凹槽，其中，这些凹槽的横截面在垂直于纵向L的截面S上呈螺旋桨状。只要合适，其它的横截面形状是可想到的。代替沿着纵轴线L笔直延伸地，相同或类似于第二导流设备28的导流通道281地，导流通道261尤其可以也可螺纹形地绕纵轴线L延伸。
[0053]在所显示的实施例中，导流通道261在下游在阀开口的方向上共同地成漏斗形状地收缩。为此，导流通道261的端部区域(此处直的端部面)关于纵轴线L倾斜。漏斗形状的开口角ALPHA在示出的情况中大约为60°，然而优选地该开口角为大约60° ±10°。在此，漏斗形状(也就是说此处导流通道261的端部区域)同样可被倒圆且因此是凸的或凹的。开口角于是与漏斗形状关于纵轴线L的平均的倾斜角相符。
[0054]图2a显示了根据图2的片段AA的放大图，然而其带有备选地实施的阀控制棱边233和阀开口 234。相对根据图1和图2的实施方案，第一座阀23的阀控制棱边233此处直角地实施(角度BETA)，其带有较小的或可忽略地较小的倒角，也就是说阀控制棱边233“尖地”实施。由此可在流体流过第一座阀23的情形中引起有利的小的流动阻力。第一座阀23的阀开口 234在阀控制棱边233下游连续地扩散器状地扩展。在此所引起的扩散作用引起在输入区域P的上游或下游所感应的压力振荡的衰减以及紧邻于关闭体231的压力下降的构建，这支持关闭体231的关闭运动或打开运动且因此提闻阀动力。作为具有直的表面的替代，阀开口 234在阀控制棱边233的下游同样可具有弯曲的表面，也就是说其可以是凸的或凹的。同样地，阀控制棱边233替代直角地同样可锐角地实施。
[0055]图3a至图3e示例性地显示了沿着截面S的根据图1和图2的导流通道261的横截面的备选的实施方案。
[0056]根据图3a，导流设备26具有四个螺旋桨状的导流通道261。导流通道261的宽度或者流动横截面B随着相对压力调节阀装置的纵轴线L(尤其第一座阀的纵轴线或运动轴线)的逐渐靠近而逐渐减小。导流通道261相应地以出口通到共同的、此处同轴地沿着纵轴线L延伸的开口 262，在该开口内可运动地布置有第一座阀的关闭体231。为了获得涡旋流(在示出的情况中带有顺时针地取向的转动方向的流动体)，出口相对纵轴线L以如下方式侧向错开，即，出口在纵轴线L处切向地指向。离开导流通道261的流体相应切向地或至少关于第一座阀的阀开口近似切向地，优选以沿着关闭体231的薄膜形式流入到开口 262中。换而言之，在相应地螺旋桨叶片状的导流通道261的底部处存在至导流设备26的共同的开口 262的流体出口，其在下游过渡到第一座阀的阀开口中，其中，到开口 262中的出口的通口位置以如下方式选择，即，在导流通道261下游在第一座阀的区域中构造有涡旋流。
[0057]相比根据图3a的导流设备26，根据图3b的导流设备26具有带有大致上三角形横截面的螺旋桨状的导流通道261。三角形的棱角显然可被倒圆，也就是说设有内径。
[0058]根据图3c的导流设备26与根据图3a的导流设备26的区别在于，导流通道261具有四边形的横截面，此处尤其是矩形的横截面。导流通道261的宽度B是相应恒定的。此处同样地，四边形的棱角可被倒圆。
[0059]根据图3d的导流设备26大致上与根据图3a的导流设备26相符，其中，导流通道261相对根据图3a的导流通道然而较强地扭转。也就是说此处，导流通道261的关于纵轴线L的内部区域相对外部区域在流体流的所设置的转动方向上错开，由此获得导流设备26的涡旋产生效果的改善。导流通道261由此相应螺旋状地朝向第一座阀的开口 262或者阀开口延伸。该实施方案与在图2中所示的实施方案相符。
[0060]根据图3e的导流设备26相对图3d具有导流通道261的较强的螺旋状的扭转，此外仅设置有两个导流通道261。
[0061]尤其是在图3a至图3e中示出的导流通道261可如在图1和图2中显示的那样实施成大致上沿着纵轴线L延伸的凹槽，也就是说带有大致上平行于纵轴线L定向的侧壁。备选地，导流通道261同样可螺纹形地实施且尤其绕纵轴线L同轴地延伸。作为两个或者四个导流通道261的替代，相应地同样可设置有三个、五个、六个等等的通道261。带有仅一个导流通道261的导流设备26同样是可能的。优选地然而非强制地设置有导流通道261绕纵轴线L的均匀分布(也就是说在导流通道261之间的相等的间距)。导流通道261尤其在形状和位置上彼此对称地实施。
[0062]导流通道261如在图中示出的那样可具有长形的出口，其沿着导流设备26的总的轴向长度通到开口 262中。如下然而同样可以是适宜的，即，导流通道261仅在确定的区域中通到开口 262中，以便于获得特别合适的流体流。例如，导流通道261同样可仅在导流设备26的放置在下游的端部区域中，尤其紧邻于第一座阀的阀开口地通到开口 262中，以便于获得特别良好的涡旋产生效果。
[0063]图4显示了一种用于操纵车辆的变速器换档元件3、例如单级或多级车辆变速器的液压流体系统。在图1中所显示的且在图4中以附图标记10标明的压力调节阀装置用于换档元件阀4的液压先导，该换档元件阀给变速器换档元件3供应以液压的换档压力。在图4中，压力调节阀装置因此实施成液压压力调节阀装置。然而，压力调节阀装置同样可被用于其它流体的压力调节，尤其液态的流体(例如水或制动液)。图4仅用于描绘所提出的压力调节阀装置的一种优选的应用，其它的应用可行性方案同样是可想到的。因此，图4非局限地来理解。[0064]液压流体系统具有输入管路51，通过该输入管路供应处在主系统压力下的液压流体。为此，在输入管路51上游存在未显示的液压泵，该液压泵将液压流体从流体存储器6中取出。输入管路51分成直接通向换档元件阀4的第一支管和用于换档元件阀4的先导的第二支管，该第二支管经由减压阀7通向压力调节阀装置10。
[0065]换档元件管路52 —方面从换档元件阀4通向换档元件3的简单起作用的圆筒31，该圆筒通过活塞杆的移出或者塞入在闭合意义上或者打开意义上操纵此处实施成多盘式制动器的换档元件3，另一方面换档元件管路52在调节管路的意义上经由保持阀9通向换档元件阀4的阀滑块42的轴向的第一控制面41。
[0066]在输入管路51的第二支管中的减压阀7以公知的方式将主系统压力降低到供应给压力调节阀装置10的输入区域P的预压力上。在此下落的流体被引回到存储器6中用于重新使用。
[0067]压力调节阀装置10如上面所描述的那样依赖于所供应的电流强度将预压力下调到预控制压力上，预控制压力通过预控制管路53在压力调节阀装置10的第一输出区域A处获取。在此经由压力调节阀装置10的第二输出区域T下落的(泄漏的)流体同样被引回到存储器6中。
[0068]在预控制管路53中布置有弹簧弹性作用的压力缓冲器8，该压力缓冲器降低在预控制管路53中的压力振荡且将流体系统的谐振频率移动到不苛刻的频率范围中。在压力调节阀装置10的输入区域P或第一输出区域A中的留下的压力振荡通过压力调节阀装置10的所提出的第一导流设备进一步减轻或完全消除。由此，压力缓冲器8的结构大小可被降低或被完全取消。
[0069]在下游，预控制管路53 —方面分岔到通向换档元件阀4的阀滑块42的第二轴向控制面43的管路截段，且另一方面分岔到通向保持阀9的阀滑块92的轴向控制面91的管路截段。相对于控制面91，保持阀9具有弹性元件93 (此处压缩弹簧)，该弹性元件随着阀滑块92的逐渐增加的偏转引起逆着预控制压力的贴靠在控制面91的力的逐渐增加的反作用力。
[0070]贴靠在换档元件阀4的第一控制面41处的压力因此可直接通过预控制压力来调整，而贴靠在第二控制面43处的压力可间接经由保持阀9通过预控制压力来调整。
[0071]换档元件阀4的第二控制面43在直径上相对于第一控制面41布置在阀滑块42处，且具有大于第一控制面41的轴向的表面。由此，阀滑块42根据所产生的力在控制面41、43之间移动，由此贴靠在换档元件管路52中的且用于操纵换档元件3的换档压力可依赖于预控制压力来调整。
[0072]备选地，用于操纵换档元件3的流体系统同样可实施成带有直接控制(作为预控制的替代)的流体系统，其中，换档元件阀4于是根据压力调节阀装置10实施。由此可取消对于预控制来说需要的元件7、9、10、53。然而，对于操纵换档元件阀4来说必要的电流于是高于在带有预控制的所显示的流体系统的情形中的电流，由此换档元件阀4的电磁部件I于是较大地实施。
[0073]显然，变速器换档元件3可不同地任意实施，例如实施成多盘式离合器、爪式离合器或爪式制动器(必要时额外地带有同步装置)或实施成单盘式离合器或单盘式制动器。换档元件3优选用于挂入多级车辆变速器中的不同的传动级或用于车辆变速器轴的联结或脱开，例如用于变速器输入轴、车辆全轮驱动轴或车轴的联结或脱开。附图标记
【权利要求】
1.一种用于流体的压力调节阀装置(10)，所述压力调节阀装置带有至少一个输入区域(P)和第一和第二输出区域(A、T)，它们能经由两个彼此联结的座阀(23、24)在流动技术上彼此连接，其中，通过所述第一座阀(23)能调整由所述输入区域(P)至所述第一和第二输出区域(A、T)的流体输入而通过所述第二座阀(24)能调整在所述第一与第二输出区域(A、T)之间的流体输出，其特征在于，在所述第一座阀(23)的上游在所述输入区域(P)中布置有导流设备(26)，所述导流设备给予在所述第一座阀(23)的区域中流入的流体以预先给定的流动特性。
2.根据权利要求1所述的压力调节阀装置(10)，其中，导流设备(26)以如下方式实施，即，穿过所述第一座阀(23)到达的流体大致上以薄膜状的流动体形式沿着所述第一座阀(23)的关闭体(231)流动。
3.根据权利要求1或2所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述导流设备(26)以如下方式实施，即，给予在所述第一座阀(23)的区域中流入的流体以涡旋。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力调节阀装置(10)，其中，第二导流设备(28)在所述第二座阀(24)的上游在流动技术上布置在所述第一与第二输出区域(A、T)之间且以如下方式实施，即，向所述第二输出区域(T)流动的流体在所述第二座阀(24)的区域中被置于涡旋中。
5.根据权利要求3和4所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述第一和第二导流设备(26,28)以如下方式实施，即，穿过所述第一座阀(23)的流体流的涡旋和穿过所述第二座阀(24)的流体流的涡旋具有相同的转动方向。
6.根据前述权利要求中任一项所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述第一导流设备(26)具有至少一个导流通道(261)，所述导流通道至少近与所述第一座阀(23)的阀开口(234)相切地通到所述输入区域(P)中。
7.根据权利要求6所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述至少一个导流通道(261)在所述第一座阀(23)的阀开口(234)的方向上在下游成漏斗形状地收缩。
8.根据权利要求7所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述漏斗形状具有40°至80°、尤其 60° ±10° 的开口角(ALPHA)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述至少一个导流通道(261)的宽度(B)随着逐渐靠近所述压力调节阀装置的纵轴线(L)逐渐减小。
10.根据权利要求9所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述导流通道(261)的在垂直于所述压力调节阀装置的纵轴线(L)的平面上的横截面呈螺旋桨形。
11.根据前述权利要求中任一项所述的压力调节阀装置(10)，其特征在于，所述第一座阀(23)的阀控制棱边(233)至少近似锐角或直角地(BETA)实施。
12.根据前述权利要求中任一项所述的压力调节阀装置(10)，其中，所述第一座阀(23)的阀开口(234)在阀控制棱边(233)或所述第一座阀(23)的控制面的下游连续地扩展。
13.根据前述权利要求中任一项所述的压力调节阀装置(10)，所述压力调节阀装置具有用于操纵所述第一和第二座阀(23、24)的关闭体(231、241)的电磁铁(12、13、14)，尤其是比例电磁铁。
14.根据前述权利要求中任一项所实施的尤其是车辆变速器的液压压力调节阀装置(10)。
【文档编号】G05D16/20GK103718128SQ201280035907
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年7月19日
【发明者】卡尔海因茨·迈尔, 马库斯·穆斯曼, 弗兰克·哈马, 赫伯特·雷梅林格尔 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司