CN105387201A - 用于阻断和释放可液压操纵的切换元件的阻断阀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻断阀设备，该阻断阀设备用于阻断和释放切换元件(1)的被加载操纵压力的至少一个液压腔(2)，该切换元件设置成与在车辆自动变速器的变速器壳体(4)中的轴(3)同轴。按照本发明，设有用于降低切换元件(1)的操纵压力的至少一个第一阻断阀(5、5A)和用于提高切换元件(1)的操纵压力的至少一个第二阻断阀(6)。

Description

用于阻断和释放可液压操纵的切换元件的阻断阀设备
技术领域
本发明涉及一种按照在权利要求1的前序部分中详细解释的类型的阻断阀设备，该阻断阀设备用于阻断和释放切换元件的被加载操纵压力的至少一个液压腔。
背景技术
如由DE19858541A1已知的、例如是在自动变速器中的离合器、制动器或类似物的切换元件通常经由被液压操纵的活塞利用在液压腔中的相应的操纵压力来闭合和断开。在变速器壳体中将压力油输送至液压腔或者说输送至离合器活塞经由转动元件来实现，这些转动元件借助于间隙密封件、例如滑动轴承和矩形环来密封。这种转动接头主要是在离合器压力高时、例如当离合器在切换位置时具有由于泄漏而导致的高损耗的特点。为了在切换元件或者说离合器被闭合、亦即被操纵时阻止泄漏损耗，已知依赖于操纵压力进行驱控的锁定机构。但是，这些锁定机构是构造耗费的、继而重量和成本都不适中。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的阻断阀设备，该阻断阀设备可以被尽可能结构空间和重量都适中地集成到切换元件中以及可被独立于操纵压力地驱控。
所述目的通过权利要求1的特征来实现，其中，有利的设计方案由从属权利要求、说明书和附图得出。
因此，提出一种阻断阀设备，该阻断阀设备用于阻断和释放切换元件的、例如是摩擦锁合的切换元件或类似切换元件的、优选是制动器或离合器的被加载操纵压力的至少一个液压腔。所述切换元件优选设置成与在车辆自动变速器的变速器壳体中的轴同轴。切换元件的液压腔通过所述阻断而被阻断，以便减少在切换过程之外的激活能量。
在按照本发明的阻断阀设备中，设有用于降低切换元件的操纵压力的至少一个第一阻断阀和用于提高切换元件的操纵压力的至少一个第二阻断阀。通过将阻断阀设备按照本发明划分成至少两个不同的阀类型，不仅能够实现性能可靠的运行，而且能够实现结构空间和重量都适中地将该设备集成到切换元件或者说变速器壳体中。此外，提出的阻断阀设备可被独立于操纵压力地驱控。
不同类型的阀、例如球阀或类似物可被用作阻断阀。第一阻断阀原则上用于开启切换元件的被加载操纵压力的液压腔，继而降低操纵压力。该降低例如可以是为了在变速器的故障情形下完全排空液压腔而进行。但是也可以经由一个或多个第一阻断阀有目的地降低离合器压力，用于相应驱控切换元件。例如可以将球阀用作第一阻断阀，该球阀的闭锁元件可经由斜面轮廓阻断。
第二类型的阻断阀用于填充切换元件的液压腔，继而提高操纵压力。可以优选使用简单的球止回阀，该球止回阀原则上阻止操纵压力的降低并且仅在希望提高操纵压力时开启，从而液压介质可以流入切换元件的液压腔中。当来自液压控制设备的操纵压力大于在切换元件的压力腔中的压力时，那么第二阻断阀开启。因此，切换元件的液压腔可以利用一个或多个第二阻断阀填充或再填充。
不同类型的各阻断阀优选分布设置在圆周上并且这些阻断阀的布置结构在切换元件上形成环形形式。因此，用于环形应用的各阻断阀借助于球斜面原理来实现。按照一种优选实施方案，第一和第二阻断阀可以优选以60度的角度交替地错开设置，从而分别设置三个第一阻断阀和三个第二阻断阀。
此外，第一和第二阻断阀的大致环形的布置结构在构造上带来如下优点：可使用旋转对称的构件。例如可以将实施为大致环形的常见构件用于第一和第二阀。这例如适于这样的阀座，这些阀座在环形构件上在用于第一和第二阀的相应的圆周位置上制出。此外也得出环形的构件作为操纵活塞，其中，斜面轮廓由锥形斜面的形状形成。例如可以优选将锥状的构件设置为操纵活塞。
按照本发明的阻断阀设备优选可以使用在摩擦锁合的切换元件、例如片式离合器或片式制动器中。
附图说明
接下来根据附图进一步阐述本发明。其中：
图1示出用于阻断和释放可经由操纵压力操纵的切换元件的阻断阀设备的示意图；
图2示出具有按照本发明的阻断阀设备的切换元件的横剖视图；
图2A示出按照本发明的阻断阀设备的第一阻断阀的示意性横剖视图；
图2B示出阻断阀设备的第二阻断阀的示意性横剖视图；
图3示出作为常开方案的第一阻断阀的示意性放大的横剖视图；
图4示出作为常闭方案的第一阻断阀的示意性放大的横剖视图；并且
图5示出作为常闭方案的第一阻断阀的备选的横剖视图。
具体实施方式
在图1至5中示出按照本发明的阻断阀设备的不同的视图和设计方案，该阻断阀设备用于阻断和释放切换元件1的被加载操纵压力的至少一个液压环形腔2。该切换元件优选实施为离合器1并且设置成与在车辆自动变速器的变速器壳体4中的轴或者说变速器轴3大致同轴。阻断阀设备包括用于降低切换元件1的操纵压力的多个第一阻断阀5、5A和用于提高切换元件1的操纵压力的多个第二阻断阀6。
正如特别是从图1中可看出的那样，第一阻断阀5、5A和第二阻断阀6在液压控制设备或者说控制阀8和切换元件1的液压腔2之间的供应线路7中彼此并联连接。
第一阻断阀5、5A具有闭锁元件9、例如球体，该闭锁元件一方面与阀座10作用连接并且另一方面与环形的操纵活塞12、12A作用连接。操纵活塞12、12A在面向闭锁元件9的一侧包括例如实施为锥形斜面的斜面轮廓11。斜面轮廓11的角度选择为大致在20至40度之间。为了使操纵活塞12、12A轴向运动，操纵活塞12、12A在一侧被加载控制压力并且操纵活塞12、12A在另一侧与回位弹簧16作用连接。
第二阻断阀6实施为球止回阀，其中，被止回弹簧13加载的闭锁球体14被压靠到阀座15上。因此，切换元件1的液压腔2经由第二阻断阀6可以被以离合器压力填充并且也可以被再填充。
正如特别是从图2、2A和2B中可看出的那样，优选三个第一阻断阀5、5A和三个第二阻断阀6分布设置在切换元件1的圆周上。在此，各单个阻断阀5、5A和6以60度的角度交替地错开设置在圆周上。在图2A和2B中示出的阻断阀5、5A、6被剖视示出并且在图2中利用连接线标明位置。
在图3至5中示出第一阻断阀5、5A的不同的方案。图3示出实施为所谓的常开方案的第一阻断阀5，而图4和5示出实施为所谓的常闭方案的第一阻断阀5A的不同实施方式。
在图3示出的实施为常开方案的第一阻断阀5中，操纵活塞12可以被如此加载控制压力，使得弹性加载的闭锁元件9为了阻断切换元件1的液压腔2而可被压靠到阀座10上。操纵压力的降低通过如下方式实现：闭锁元件9在控制压力不足时可被作用到操纵活塞12上的弹簧元件16的回位力移动到第一阻断阀5的开启位置中。
在图4和5中，第一阻断阀5A实施为常闭方案。不同于按照图3的视图，在按照图4的实施方式中规定：对于操纵活塞12，控制压力和回位弹簧16的加载被互换。因此，操纵活塞12可以被如此加载弹簧元件16的弹簧力，使得闭锁元件9为了阻断切换元件1的液压腔2而可被压靠到阀座10上。为了降低操纵压力，操纵活塞12必须被加载控制压力，从而闭锁元件9可被移动到阻断阀5A的开启位置中。
按照图5示出的实施方式与按照图4的设计方案的不同之处在于：环形的操纵活塞12A的外部形状如此改变，使得在操纵活塞上的被控制压力和操纵压力加载的液压作用面积AS和AB为了释放切换元件1的液压腔而选择为大致一样大。以这种方式，在第一阻断阀5A的该常闭方案中，为了使切换元件1解除阻断而仅需要减小控制压力。之所以如此，是因为当液压作用面积AS和AB被选择为大致一样大时，在由操纵压力填充切换元件时，没有反应力作用到斜面轮廓上。因此，控制压力独立于操纵压力，并且控制压力可以被选择得相应小。
此外规定，在闭锁元件9和操纵活塞12、12A之间的作用面积比应该优选大致是1:5至1:10。
用于填充的第二阻断阀6作为止回阀一直无关于：是常开方案还是常闭方案被用作第一阻断阀5、5A。
接下来阐述按照本发明的阻断阀设备的第一阻断阀5、5A和第二阻断阀6的工作方式。
第一阻断阀5、5A经由斜面轮廓11阻断。滞止压力作用到球斜面的活塞面上。球体或者说闭锁元件9位于操纵活塞12、12A的斜面轮廓11的锥形部段上并且被压到相应配设的阀座10中。当来自液压控制设备8的压力供应被切断时，液压腔2被阻断，从而在切换元件1的液压腔2中的操纵压力被第一阻断元件5、5A阻断。为了使闭锁元件9或者说球体不因为它们的离心力而开启，球体被加载弹簧力。在此，必须保持降低了的阻断压力。该阻断压力由闭锁元件9的被加载的球体面积与斜面轮廓11的轴向操纵面积乘以斜面轮廓11的几何换算比的面积关系扣除摩擦力和弹簧力来进行计算。
为了能够将在切换元件1的液压腔2中的压力有目的地降低，液压控制设备8的压力必须趋近于被阻断的操纵压力。如果压差接近零，那么在常开方案中的阻断压力或者说控制压力可以如此降低，使得操纵活塞12被盘形弹簧或者说弹簧元件16推回，并且闭锁元件11贴靠在斜面轮廓11的柱形部分上。在常闭方案中，控制压力如此提高，使得操纵活塞12克服回位弹簧16的弹簧力推回，并且闭锁元件11贴靠在斜面轮廓11的柱形部分上。
液压控制设备8的压力和在液压腔2中的压力现在可以有目的地降低。在使压力同步时的优点是，一旦液压控制设备8的压力超出操纵压力的值，第一阻断阀5、5A就可以使离合器压力与液压控制设备8的压力精确同步。
例如在故障情形下为了快速断开切换元件1而有利的是，快速降低在切换元件1的液压腔2中的操纵压力。为此，控制压力在常开方案中例如经由陡峭的斜面突然卸除并且在常闭方案中突然提高。液压控制设备8的压力必须不在接通的切换元件1上建立。
在故障情形下，例如当液压控制设备8的压力不可被使用时，需要自动开启，也就是说在滞止压力下降时，弹簧元件16将操纵活塞12移到闭锁元件9可以与阀座10分离(常开方案)的位置。因此，液压介质可以从液压腔2中流出并且变速器的动力啮合由于切换元件1的断开而中断。为了使闭锁元件9能够克服离心力而开启并且在填充时实现闭锁元件9的稳定位置，闭锁元件9被加载附加的弹簧元件17的弹簧力。
为了填充或再填充，第二阻断阀6总是当液压控制设备8输送的压力比在液压腔2中的离合器压力大时才开启。因此，压力在任何时候都可以提高(拖曳指针原理(Schleppzeigerprinzip))。
附图标记列表
1切换元件
2液压腔或者说液压环形腔
3轴或者说变速器轴
4变速器壳体
5、5A第一阻断阀
6第二阻断阀
7供应管路
8液压控制设备或者说控制阀
9闭锁元件
10阀座
11斜面轮廓
12、12A操纵活塞
13止回弹簧
14闭锁球体
15阀座
16弹簧元件或者说回位弹簧
17弹簧元件

Claims (15)

1.阻断阀设备，该阻断阀设备用于阻断和释放切换元件(1)的被加载操纵压力的至少一个液压腔(2)，该切换元件设置成与在车辆自动变速器的变速器壳体(4)中的轴(3)同轴，其特征在于，设有用于降低切换元件(1)的操纵压力的至少一个第一阻断阀(5、5A)和用于提高切换元件(1)的操纵压力的至少一个第二阻断阀(6)。
2.按照权利要求1所述的阻断阀设备，其特征在于，所述第一阻断阀(5、5A)和第二阻断阀(6)在液压控制设备(8)和切换元件(1)的液压腔(2)之间的供应线路(7)中彼此并联连接。
3.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，所述第一阻断阀(5、5A)具有弹性加载的闭锁元件(9)，该闭锁元件一方面能与阀座(10)作用连接并且另一方面能与可被加载控制压力的并且可轴向运动的操纵活塞(12、12A)的斜面轮廓(11)作用连接。
4.按照权利要求3所述的阻断阀设备，其特征在于，斜面轮廓(11)的角度设置成大致20至40度。
5.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，止回阀被设置作为第二阻断阀(6)，其中，被止回弹簧(13)加载的闭锁球体(14)能被压靠到阀座(15)上。
6.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，多个第一阻断阀(5、5A)和多个第二阻断阀(6)分布设置在圆周上并且在圆周上交替相邻设置。
7.按照权利要求6所述的阻断阀设备，其特征在于，阻断阀(5、5A、6)在圆周上以大致60度的角度彼此错开地设置。
8.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，第一阻断阀(5、5A)具有大致环形的活塞腔，该活塞腔沿着径向方向设置在变速器轴(3)和切换元件(1)的液压腔(2)之间。
9.按照权利要求8所述的阻断阀设备，其特征在于，操纵活塞(12、12A)实施为大致环形的，并且能沿着轴向方向在活塞腔中运动。
10.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，在第一阻断阀(5)实施为常开方案时，操纵活塞(12)能被如此加载控制压力，使得闭锁元件(9)为了阻断切换元件(1)的液压腔(2)而能被压靠到阀座(10)上。
11.按照权利要求10所述的阻断阀设备，其特征在于，为了降低操纵压力，闭锁元件(9)在控制压力不足时能被回位力移动到阻断阀(5)的开启位置中。
12.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，在第一阻断阀(5A)实施为常闭方案时，操纵活塞(12、12A)能被如此加载弹簧力，使得闭锁元件(9)为了阻断切换元件(1)的液压腔(2)而能被压靠到阀座(10)上。
13.按照权利要求12所述的阻断阀设备，其特征在于，为了降低操纵压力，操纵活塞(12、12A)能被如此加载控制压力，使得闭锁元件(9)能被移动到阻断阀(5A)的开启位置中。
14.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，在操纵活塞(12A)上的被控制压力和操纵压力加载的液压作用面积(AS、AB)在释放切换元件(1)的液压腔(2)时大致一样大。
15.按照上述权利要求中任一项所述的阻断阀设备，其特征在于，在闭锁元件(9)和操纵活塞(12、12A)之间的液压作用面积比设置为大致1:5至1:10。
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