CN104053930B - 用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸的装置 - Google Patents

用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于驱控机动车的自动变速器(19)的换挡装置(18)的双向作用换挡缸(32)的装置(31)，其具有带有由马达驱动的液压泵(35)的液压液存储器(33)，并且具有两个分别联接到液压泵(35)的压力供应管路(36)上和通向液压液存储器(33)的回流管路(39)上的换挡阀(37、38)，其中，换挡缸(32)具有两个工作腔(40、41)，这两个工作腔分别联接到换挡阀(37；38)上，其中，换挡阀(37、38)分别使换挡缸(32)的工作腔(40；41)与液压泵(35)的压力供应管路(36)或与液压液存储器(33)的回流管路(39)连接，其中，在装置(31)中设置有至少一个限压阀，该限压阀在存在有液压过压时使压力供应管路(36)与回流管路(39)连接。为了对装置进行改进而设置，换挡阀(37、38)分别构造为具有集成了限压阀的二位三通换向阀(47、48)。

Description

用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸 的装置
技术领域
本发明涉及一种用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸的装置。
背景技术
机动车，尤其是商用车的自动变速器通常具有由易控制的结构单元组成的装置以用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的至少一个双向作用换挡缸。例如，由DE 102005 015 481 A1和DE 199 50 443 A1公知了这样的装置。所述装置具有至少两个换挡阀，通过它们能利用气动的或液压的压力加载双向作用的换挡缸。换挡缸的活塞的活塞杆通常与换挡爪钩(Schaltklaue)、换挡拨销(Schaltfinger)或类似的操纵环节连接，通过它们在需要的情况下能对变速器的换挡滑槽进行切换。换挡阀的交替的驱控提供了，利用液压力加载换挡缸的工作腔，同时对该换挡缸的其他的工作腔进行排气，也就是说，从那个工作腔中降低气动或液压的压力，其中，在液压系统的情况下，液压液经由回路引回液压液存储器中。
换挡缸通常构造为形式为差动缸的双向作用缸并且相应地分别具有活塞，该活塞具有两个大小不同的作用面，这是因为活塞的仅一个作用面与活塞杆连接。
在采用液压装置的情况下通常设置有限压阀，其在过压时对与回路连接的压力供应管路起作用，从而于是使可能有害的过压从装置中移走。否则将会导致液压管路的爆裂或会导致换挡阀或换挡缸的损坏。此外，在由于机械或电子的故障使液压泵的电动马达持续通电时也会出现这样危险的过压状况，从而于是将持续的液压液泵入到压力供应管路中。
因此一般的做法是，通常将限压阀安装到相应的装置中，例如这已由DE 199 31973 A1和DE 10 2006 031 380 A1所公知。
由DE 10 2006 058 913 A1公知了一种根据那里的图1的装置，在该装置中不设置限压阀。这种类型的装置不提供对液压过压的保护。
上文所述的，在其中使用了限压阀的装置在实践中已被证明是可靠的。但是，在那里设置的限压阀在极端情况下也可能是故障源。限压阀通常如此地设计，即，它在正常压力下不起作用，仅在极端的特殊情况下被接通，从而在紧急情况下它才会符合它的功能。在其中，系统暴露出反常的高液压压力的这一类极端情况幸运的是极其少见的。但是因为在正常情况下经过多年未对相应的限压阀进行过操纵，这会导致，在出现极端情况时限压阀不再能正常工作，这可能引起，阀环节由于腐蚀的或其他的影响而不再能运动。这会相应地导致系统的无法接受的损坏，这例如以如下方式表现出来，即，液压管路爆裂或者当存在特别高的过压时操纵换挡缸，由此，意外地挂入或退出某个档位，这随之会发生变速器或车辆的严重的损坏。
发明内容
因此，本发明的任务在于，对用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸的装置进行改进，使得在所有的运行条件下确保限压功能。本发明另一任务在于，对上述类型的装置进行简化。
该任务利用如下用于驱控机动车的自动变速器的换挡装置的双向作用换挡缸的装置装置以出乎意料的简单的方式来解决，其具有带有由马达驱动的液压泵的液压液存储器，并且具有两个分别联接到液压泵的压力供应管路上和通向液压液存储器的回流管路上的换挡阀，其中，换挡缸具有两个工作腔，这两个工作腔分别联接到换挡阀上，其中，换挡阀分别使换挡缸的工作腔与液压泵的压力供应管路或与通向液压液存储器的回流管路连接，其中，在该装置中设置有至少一个限压阀，限压阀在存在有液压过压时使压力供应管路与回流管路连接，其特征在于，换挡阀分别构造为具有集成了限压阀的二位三通换向阀。
本发明的出乎意料的认识在于，提出的任务以如下方式来解决，即，限压阀的功能分别集成到换挡阀中。与通常在其中使用构造简单的二位二通阀的现有技术相比较，换挡阀设计为二位三通阀。因此，过压的消除经由构造为二位三通换向阀的换挡阀来实现，该换挡阀通常在系统中对档位或换挡滑槽进行切换。因此，通过换挡阀直接防止系统破裂。二位三通换向阀的结构形式和其布置可以在系统中实现，该阀开放了在压力管路与回流管路之间的路径，从而不会在工作缸中形成不允许的较高压力。因此防止了工作缸运动并且因此防止实施不允许的换挡。
通过对根据本发明的承担了限压阀的功能的换挡阀持续地切换，在实践中阀体可以固定住是不可能的。
第二部分任务也可以通过根据本发明的该设计方案来解决。因为通过可以节省限压阀的方式，相应的结构单元不仅可以更加价格便宜地制造，而且可以设计得更紧凑，尤其考虑到始终比较紧缺的结构空间这是特别的优点。
此外可以规定，在二位三通换向阀中，分别在对于压力供应管路通常是关闭的位置与在对换挡阀进行切换时对于压力供应管路是打开的位置之间设置中间位置，在该中间位置中，压力供应管路与回流管路连接并且在该中间位置中相应的二位三通换向阀与换挡缸的工作腔连接。
在另一实际的改进方案中可规定，换挡缸构造为具有相同作用面的同步缸(Gleichlaufzylinder)。
本发明的另一设计方案规定，换挡阀分别具有阀体，其带有布置在其内的阀活塞，该阀活塞在换挡阀的正常运行中能从下部的、通常是关闭的位置处通过切换磁体切换向上部的、关闭位置处，其中，在阀体中设置有下部阀座和上部阀座，通过它们使得回流管路、压力供应管路和导向换挡缸的工作腔的孔能彼此连接或彼此分离，其中，压力弹簧作用于阀活塞，该压力弹簧在未进行切换的状态的情况下和在正常压力关系的情况下对着下部阀座挤压阀活塞。
该设计方案可以以如下方式进行补充，即，调整压力弹簧，使得其在达到过压时阀活塞从它的下部阀座上升，使得回流管路、压力供应管路和向换挡缸的工作腔延伸的孔彼此连接。
根据实践中的补充可以规定，换挡阀分别构造为阀芯(Ventilpatronen)，其螺接到结构单元的载体部分的孔中，其中，阀芯分别与回流管路、压力供应管路和分别向换挡缸的工作腔延伸的孔建立连接。
然而，该设计方案也可以以如下方式进行补充，即，回流管路和压力供应管路分别构造为钻孔进入到载体部分中的通道。
最后，特别有利的是本发明的一种设计方案，其特征在于，孔平行于阀芯地引入到载体部分中，其中，所述通道通到该孔为止，并且其中，通过螺钉能松开地封闭该孔。
附图说明
下面由优选的实施例对本发明进行详细地说明，其中：
图1示出根据本发明的装置的线路图；
图1a示出根据现有技术的装置的线路图；
图1b示出根据现有技术的装置的结构单元；
图2以纵向截面示出根据本发明的装置的结构单元的第一实施例；
图3以纵向截面示出根据本发明的装置的结构单元的第二实施例，并且；
图4示出根据本发明的换挡阀的局部视图。
具体实施方式
在对本发明进行仔细研究之前，对现有技术进行简短地阐述，本发明是从该现有技术出发。
图1a示出了通常的用于驱控机动车的在图1a中未图示出的自动变速器的双向作用换挡缸2的装置1。装置1具有液压液储存器3，其带有通过电动马达4驱动的液压泵5。在液压泵5上联接有压力供应管路6。压力供应管路6分别联接到换挡阀7、8，它们分别构造为二位二通换向阀。在切换阀7、8上分别联接有回流管路9，该回流管路引导回液压存储器3中。换挡阀7、8分别联接到换挡缸2的工作腔10、11上。构造为电磁阀的换挡阀7、8在运行中交替地被接通，从而利用液压压力分别加载工作腔10、11，同时通过如下方法使各自的另外的工作腔11、10不加压，即，液压液从该工作腔11、10中经由回流管路9引导回液压存储器3中。
根据现有技术的换挡缸2构造为差动缸12。其相应地具有活塞13，该活塞仅在它的活塞面14、15的其中一侧上具有活塞杆16。活塞杆16与未图示出的执行环节，如换挡拨叉连接。
在回流管路9与压力供应管路6之间布置有限压阀17，该限压阀只有在确定系统有非正常的过压时才流通。在这种情况下，即在出现非正常的过压下，压力供应管路与回流管路彼此连接。
在图1b中图示出了图1a的装置1的通常的结构单元20。这个结构单元20仅承载有换挡阀7、8和限压阀17；结构单元20的对于本发明不重要的另外的组成部件，如液压泵、安置在载体部分21上的用于驱控换挡阀7、8的带有电子器件壳体盖的电子器件单元等均未在图1b中图示出来。
构造为磁阀芯22、23的换挡阀7、8螺接到载体部分21的相应的孔中。钻孔进入到载体部分21中的通道24构成压力供应管路6，而通道25构成回流管路9。同样地，限压阀17置入到相应的孔中，该限压阀在识别出非正常的过压时使压力供应管路6与回流管路9连接。
在换挡阀7、8的区域中，孔26、27分别横向于压力供应管路6或回流管路9地引导穿过载体部分21，这些孔表示通向换挡缸2的工作腔10、11的接口。在相应地对换挡阀7、8进行切换时，液压液被泵送到孔26、27中，由此，利用液压液加载换挡缸2的工作腔10、11。
根据图1、图2至图4，根据本发明的解决方案与前面所示的现有技术的区别如下：
在图1中图示出了根据本发明的换挡装置31的线路图，该装置用于驱控在图1中未示出的形式为商用车的机动车的在图1中仅示意出自动变速器19的换挡装置18的同样是双向作用的换挡缸32。同样如根据现有技术的换挡装置那样地，根据本发明的换挡装置具有液压存储器33和通过电动马达34操纵的液压泵35。该液压泵同样与压力供应管路36连接。同样地，在压力供应管路36上联接有两个换挡阀37、38。此外，换挡阀37、38联接到回流管路39上，液压液可以经由该回流管路流回到液压存储器33中。换挡阀37、38分别与构造为同步缸42的换挡缸32的工作腔40、41连接。同步缸42的活塞43具有两个活塞面44、45，它们分别与活塞杆46、46a连接。在此，活塞杆46与仅示意出形式为换挡拨叉29的执行元件28连接，通过该换挡拨叉能对变速器19的同样仅示意出的换挡滑槽30进行切换。
根据本发明的装置31首先通过换挡阀37、38的设计方案以及通过换挡缸32的设计为同步缸42的方案来区别于现有技术。
换挡阀37、38构造为二位三通换向阀。在此，其中每个换挡阀37、38都承担了限压阀的功能。为此，结合图4详细地描述了在结构上的细节。首先满足的是，与已知的现有技术相比较，在对于压力供应管路36通常是关闭的位置49与在对换挡阀37、38进行切换时对于压力供应管路36是打开的位置50之间设置有中间位置51，在该中间位置中压力供应管路36与回流管路39连接。在正常运行下，仅在过压的情况下调到该状态。在这种状况下，不仅压力供应管路36与回流管路39彼此连接，而且它也将压力引到工作腔40、41中。通常，也就是说在现有技术中，现在在这里可能存在如下危险，即，活塞杆会在两个工作腔都处于压力加载的情况下进行运动，这是因为在现有技术下(如上文所实施的那样)通常应用了具有不同的作用面的差动缸12。但是，在优选地使用的、构造为同步缸42的换挡缸32中情况是，活塞面45、46具有相同的作用面。当现在利用液压压力来加载两个工作腔40、41时，由于具有相同的作用面而导致，同步缸42的活塞43保持在中间的且中立的位置上，由此确保了，不会使执行元件28移动到能够对换挡滑槽30进行切换的位置中。
在结构方面，在图2和图3中图示出了根据本发明的装置31的两个实施例。
在图2中图示出了装置31的结构单元60的第一实施例。该结构元件最大程度地相应于根据图1的根据现有技术的结构单元20。结构单元60相应地具有载体部分61。构造为磁阀芯62、63的换挡阀37、38同样置入到孔中。构造为通道64、65的压力供应管路36或回流管路39以及横向伸展的孔66、67也是相同的，这些横向伸展的孔构成通向换挡缸32的工作腔40、41的换挡阀37、38的接口。孔68同样存在，但是不是(如根据图1b的现有技术中那样)将限压阀17置入到该孔中，而是将仅出于服务目的所必需的简单的螺钉69置入该孔中。因为在修理变速器19或结构单元60时值得期望的是，可以使系统不加压，可以交换液压液或出于其他的目的可以获得通向液压孔的入口。在这种情况下，简单地旋拧出螺钉69并且使系统不加压。
在图3中图示出了根据本发明的装置31的结构单元60的第二实施例。该结构单元具有除了螺钉69以外的图2的结构单元60的所有组件，从而对此适于与图2所述相结合。在该实施例中仅舍弃了孔68和置入到该孔中的螺钉69，从而提供了构造得特别紧凑的构造单元60a。
在图4中示意性地图示出了其中一个换挡阀37的内部的且在这里是重要的构造。在图4中未图示出的换挡阀38与之相应地构建。
换挡阀37具有基本上圆柱形的阀体70，该阀体在图4中仅部分地图示出来。液压液通过阀体70的下端部71从压力供应管路36的通道64流到换挡阀37的阀体70中，这通过箭头P示意出来。形式为滚珠73的阀活塞72在换挡阀37的正常运行中能从下部的、通常是关闭的位置49处通过仅示意出的切换磁体74切换向上部的、关闭的位置50处。相应地设置有下部的阀座75和上部的阀座76，通过它们使得回流管路39、压力供应管路36和向同步缸42的工作腔40延伸的孔66能彼此连接或能彼此分离。
阀活塞72经由活塞杆77与盘78连接，在该盘上支撑有压力弹簧79，其中，压力弹簧79的对置于盘78的端部对着弹簧盘80支撑。在此，弹簧盘80与阀体70牢固地连接。压力弹簧79尤其用于，在断开切换磁体74的情况下，阀活塞72的滚珠73牢固地对着阀座75挤压进而封闭通向同步缸42的工作腔40的输入管路66。如果对未图示出的切换磁体74的电磁线圈进行通电，阀活塞72被逆着压力弹簧79的阻力地吸引且牢固地抵靠在阀座76上，由此，打开了通向同步缸42的工作腔40的输入管路66并且关闭了回路39。
与两个普通的切换位置相应地得到在阀体70的相应的工作腔中的关闭位置49或打开位置50。
在此，换挡阀37的组件的正常的运行压力设计为大约80bar。在此，调整压力弹簧79，使得它在正常压力下在上文所述的条件下工作，并且确保了换挡阀37要么处于关闭位置要么处于打开位置。但是，与普通的二位二通换向阀相比较，压力弹簧79以如下方式配合，在数量级从大约100bar起的过压的情况下不再完全地保持关闭位置49。在将相应的压力P施加到滚珠73上时，该滚珠对着压力弹簧79轻微地提升离开阀座75，从而于是液压液可以经由阀座75和阀座76分别流向回流管路39并且可以流入到通向同步缸42的工作腔40的管路66中。在图4中图示出了该中间位置51。在这里，所有的接口36、39、66均彼此连接。
附图标记列表
1 装置
2 换挡缸
3 液压储存器
4 马达
5 液压泵
6 压力供应管路
7 换挡阀
8 换挡阀
9 回流管路
10 工作腔
11 工作腔
12 差动缸
13 活塞
14 活塞面
15 活塞面
16 活塞杆
17 限压阀
18 换挡装置
19 变速器
20 结构单元
21 载体部分
22 磁阀芯
23 磁阀芯
24 通道
25 通道
26 孔
27 孔
28 执行元件
29 换挡换挡拨叉
30 换挡滑槽
31 装置
32 换挡缸
33 液压储存器
34 马达
35 液压泵
36 压力供应管路
37 换挡阀
38 换挡阀
39 回流管路
40 工作腔
41 工作腔
42 同步缸
43 活塞
44 活塞面
45 活塞面
46 活塞杆
46a活塞杆
47 二位三通换向阀
48 二位三通换向阀
49 关闭位置
50 打开位置
51 中间位置
52
53
54
55
56
57
58
59
60 结构单元
60a结构单元
61 载体部分
62 磁阀芯
63 磁阀芯
64 通道
65 通道
66 孔
67 孔
68 孔
69 螺钉
70 阀体
71 下端部
72 阀活塞
73 滚珠
74 切换磁体
75 阀座
76 阀座
77 活塞杆
78 盘
79 压力弹簧
80 弹簧盘
P 箭头(液压压力)

Claims (7)

1.一种用于驱控机动车的自动变速器(19)的换挡装置(18)的双向作用换挡缸(32)的装置(31)，其具有带有由马达驱动的液压泵(35)的液压液存储器(33)，并且具有两个分别联接到所述液压泵(35)的压力供应管路(36)上和通向所述液压液存储器(33)的回流管路(39)上的换挡阀(37、38)，其中，所述换挡缸(32)具有两个工作腔(40、41)，所述两个工作腔分别联接到换挡阀(37；38)上，其中，所述换挡阀(37、38)分别使所述换挡缸(32)的工作腔(40；41)与所述液压泵(35)的压力供应管路(36)或与所述通向液压液存储器(33)的回流管路(39)连接，其中，在所述装置(31)中设置有至少一个限压阀，所述限压阀在存在有液压过压时使所述压力供应管路(36)与所述回流管路(39)连接，其特征在于，所述换挡阀(37、38)分别构造为具有集成了限压阀的二位三通换向阀(47、48)，其中，在所述二位三通换向阀(47、48)中分别在对于所述压力供应管路(36)通常是关闭的位置(49)与在对所述换挡阀(37、38)进行切换时对于所述压力供应管路(36)是打开的位置(50)之间设置有中间位置(51)，在所述中间位置中，所述压力供应管路(36)与所述回流管路(39)连接并且在所述中间位置中所述相应的二位三通换向阀(47、48)与所述换挡缸(32)的工作腔(40；41)连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述换挡缸(32)构造为具有相同作用面的同步缸(42)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述换挡阀(37；38)分别具有阀体(70)，所述阀体带有布置在其内的阀活塞(72)，所述阀活塞在所述换挡阀(37；38)正常运行中能从下部的、通常是关闭的状况通过切换磁体(74)切换到上部的、关闭的位置处，其中，在所述阀体(70)中设置有下部阀座(75)和上部阀座(76)，通过所述下部阀座和所述上部阀座使得所述回流管路(39)、所述压力供应管路(36)和向所述换挡缸(32；42)的工作腔(40；41)延伸的孔能彼此连接或彼此分离，其中，压力弹簧(79)作用于所述阀活塞(72)，所述压力弹簧在未进行切换的状态的情况下和正常压力关系的情况下对着所述下部阀座(75)挤压所述阀活塞(72)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，调整所述压力弹簧(79)，从而在达到过压时所述阀活塞(72)从其下部阀座(75)上升，使得所述回流管路(39)、所述压力供应管路(36)和所述向所述换挡缸(32；42)的工作腔(40；41)延伸的孔彼此连接。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述换挡阀(37、38)分别构造为阀芯(62、63)，所述阀芯螺接到结构单元(60；60a)的载体部分(61)的孔中，其中，所述阀芯(62、63)分别与所述回流管路(39)、所述压力供应管路(36)和向所述换挡缸(32；42)的相应工作腔(40；41)延伸的孔建立连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述回流管路(39)和所述压力供应管路(36)分别构造为钻入所述载体部分(61)中的通道(64、65)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，有另外的孔平行于所述阀芯(62、63)地引入到所述载体部分(61)中，其中，所述通道(64、65)通到所述另外的孔中，并且其中，通过螺钉(69)能松开地封闭所述另外的孔。
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