CN112081915A - 恒压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于变速器的恒压阀，其包括解锁活塞、封闭体和阀壳，该阀壳具有多个连接压力腔。解锁活塞能够居于第一或者第二止挡位置，并且封闭体能够居于封闭位置。在此连接压力腔设置成，使得解锁活塞能够从来自第三连接压力腔的第一侧面起在第一压力面上被加载压力并且能够从来自至少所述第二连接压力腔的第二侧面起在第二压力面上被加载压力，并且当封闭体位于封闭位置中时，该封闭体能够从来自第二连接压力腔的第一侧面起在封闭体的第一压力面上被加载压力并且该封闭体能够从来自第一连接压力腔的第二侧面起在封闭体的第二压力面上被加载压力。

Description

恒压阀
技术领域
本发明涉及一种用于变速器的液压系统的恒压阀、一种用于变速器的具有所述恒压阀的液压系统、一种用于电动驱动装置的具有这样的液压系统的变速器以及一种用于运行该液压系统的方法。
背景技术
由本申请人的DE 10 2014 216 580 A1已知一种用于自动变速器的具有恒压阀的液压系统，在该液压系统中在操作切换元件之后在一个离合器缸中借助恒压阀产生给切换元件加载的压力。由此切换元件与变速器泵产生的系统压力无关地保持闭合状态，使得当系统压力下降到一个压力值-该压力值在切换元件中是必要的以传递一个所期望的扭矩-以下时也可以经由切换元件传递一个扭矩。在极端情况中甚至可以断开变速器泵。恒压阀在这种情况下构造为可解除锁定的逆止阀。通过降低由变速器泵产生的压力，与该压力降低相对应地其承受力矩下降和因此自动变速器的功率损失下降，这导致变速器效率的提高。逆止阀在现有技术中构造为：当自动变速器和因此该自动变速器的泵停止运行时，借助一个压缩弹簧将该逆止阀关闭，由此自动变速器的液压系统是无压的。恒压阀的这个特性也称为“normally closed(常闭)”。与此相对，称为“normally open(常开)”的阀门必须借助加载压力保持闭合状态。在弹簧力的作用下这些阀门是打开的并且切换元件因此同样是无压的和打开的，使得这个切换元件在变速器泵不产生压力期间不能传递扭矩。“无压的”状态可以理解为：泵不产生压力，使得自动变速器的液压系统中的压力至少大致等于将自动变速器包围的环境的大气压力。大气压力也称为环境压力。
上述现有技术的可解除锁定的逆止阀的优点是：可以在切换元件的闭合状态中提高或者补充提供被封锁在切换元件中的所谓离合器压力，而不必打开切换元件。然而其缺点是在逆止阀被流过时产生的压力损失。这意味着：由变速器泵产生的系统压力始终略微高于所期望的离合器压力。由于必须由变速器泵额外地产生这个提高的压力，所以这对自动变速器的效率产生不利影响。
发明内容
本发明的目的是实现一个用于自动变速器的具有恒压阀的、效率尽可能高的液压系统。特别是在这种情况下需由变速器泵产生的压力和由此通过变速器产生的功率损失应该最小。
这个目的通过独立权利要求1的内容得以实现。
因此恒压阀包括控制装置、封闭装置和阀壳，其中控制装置包括解锁活塞并且封闭装置包括封闭体。阀壳具有多个连接压力腔。解锁活塞能够居于第一或者第二止挡位置。封闭体能够居于一个封闭位置，当解锁活塞位于其第一止挡位置中时，这个封闭体在该封闭位置中将第一连接压力腔与第二连接压力腔彼此分离。解锁活塞在第二止挡位置中机械式如此作用到封闭体上，使得这个封闭体位于一个打开位置中，在该打开位置中第一连接压力腔与第二连接压力腔相互液压连接。
在此连接压力腔设置成，使得解锁活塞能够从来自第三连接压力腔的第一侧面起在第一压力面上被加载压力并且能够从来自至少所述第二连接压力腔的第二侧面起在第二压力面上被加载压力。当封闭体位于封闭位置中时，该封闭体能够从来自第二连接压力腔的第一侧面起在封闭体的第一压力面上被加载压力并且该封闭体能够从来自第一连接压力腔的第二侧面起在封闭体的第二压力面上被加载压力。
由从属权利要求中产生本发明的有益的构造设计。
在一个优选的构造设计中具有以下可能性：该恒压阀具有第四连接压力腔，并且解锁活塞的第二侧面的一部分能够在第二连接压力腔中被加载压力且第二侧面的其余部分能够在第四连接压力腔中被加载压力。在此，解锁活塞的第二侧面的被加载压力的面的总面积对应于第二压力面的面积。
在一个另外的优选构造设计中，解锁活塞的两个压力面具有相同的面积。
在一个另外的优选构造设计中具有以下可能性：封闭体能够在阀壳的一个孔部段中沿轴向运动，其中封闭体在其封闭位置中贴靠在一个阀座上，使得该阀座和封闭体构成一个座阀。在这种情况下，孔部段具有第一连接压力腔和在阀壳的端部上具有一个另外的连接压力腔。此外，第一连接压力腔和所述另外的连接压力腔在阀壳内部或外部相互液压连接。
在一个另外的优选构造设计中，封闭装置包括压缩弹簧，其中在阀壳的端部上在孔部段中设置或者构造有一个支撑元件。在这种情况下，压缩弹簧预紧地设置在支撑元件与封闭体之间，并且压缩弹簧的力向着封闭体的封闭位置的方向作用到封闭体上。
在一个另外的优选构造设计中具有如下可能性：在封闭体的封闭位置中，封闭体的可通过第一连接压力腔加载的第一压力面与该封闭体的可由第二连接压力腔加载压力的第二压力面同样大小。
作为此外的备选方案具有以下可能性：在封闭体的封闭位置中，封闭体的可通过第一连接压力腔加载的第一压力面大于该封闭体的可由第二连接压力腔加载压力的第二压力面。
在一个另外的优选构造设计中具有以下可能性：封闭装置具有一个阀座，该阀座构造或者设置在阀壳中。封闭体在这种情况下构造为球体，其中阀座和球体构成一个座阀。球体作为经济且加工精密的结构元件是可获得的并且在座阀应用中具有良好的密封特性。
作为备选方案，在一个优选的构造设计中可以将封闭体构造为锥体或者在一个端部上具有半球形的封闭件的活塞。
在一个另外的优选构造设计中具有以下可能性：阀壳在外部轮廓方面构成为圆柱体形的并且具有一个带有多个孔部段的阀孔，这些孔部段的内径至少部分是不同的。
优选具有以下可能性：解锁活塞的可加载系统压力的第一压力面大于封闭体的第二压力面。由此具有以下可能性：借助一个位于封锁/封闭在切换元件中的离合器压力的压力值之下的系统压力可以打开封闭装置。
优选用于变速器的液压系统包括前述恒压阀，其中该液压系统另外包括电动驱动的变速器泵、压力调节装置和可液压闭合或者打开的切换元件，其中电动驱动的变速器泵在运行中产生一个系统压力且同时与恒压阀和压力调节装置液压连接。压力调节装置(也称为离合器阀或者压力调节器)在该压力调节装置下游根据对其的电动操控调节到或者是设定一个离合器阀压力，并且能够通过恒压阀与切换元件连接，使得当封闭装置开放时，切换元件中存在的离合器压力等于离合器阀压力。当封闭体位于其打开位置中时，封闭装置视为打开的。当解锁活塞由系统压力压入其第二止挡位置中时，情况如此。由此恒压阀借助系统压力得到操作。如果谈及的是液压系统的元件之间的连接的话，那么始终是指通过一种工作介质的液压连接。机械连接或者电连接将得到明确提示。
液压系统的一个优选的构造设计表明：电动驱动的变速器泵与恒压阀的第三连接压力腔连接，使得在电动驱动的变速器泵的运行中给解锁活塞加载系统压力。另外，第二连接压力腔与压力调节装置连接并且能够被加载可由压力调节装置调节到的离合器阀压力。另外，第一连接压力腔与切换元件液压连接，使得在封闭体位于打开位置中时，切换元件能够通过恒压阀被加载由压力调节装置调节到的离合器阀压力。
优选切换元件构造为“normally opened”，就是说，切换元件只有当其被加载了压力时才能够传递扭矩。
在液压系统的一个另外的优选构造设计中具有以下可能性：压力调节装置具有离合器阀活塞和电磁铁，其中离合器阀活塞借助电磁铁根据其通电情况能够移入第一或者第二止挡位置或者一个调节位置中。在这种情况下，在第一止挡位置中恒压阀的第二连接压力腔与电动驱动的变速器泵连接，使得在第二连接压力腔中具有系统压力。在第二止挡位置中恒压阀的第二连接压力腔与一个无压区域连接。另外，在这两个止挡位置之间的离合器阀活塞的调节位置中在恒压阀的第二连接压力腔中能够调节到位于环境压力与系统压力的值之间的压力值。当恒压阀的封闭体位于打开位置中时，在离合器阀活塞的第二止挡位置中切换元件能够减压或者被排空。当解锁活塞在系统压力的作用下位于其第二止挡位置中时，情况如此。
压力调节装置或者离合器阀优选构造为一个具有上升的特性曲线的电操控压力调节器，就是说，电流值(利用该电流值对电磁铁进行操控)越大，由离合器阀在下游调节到(或者说设定)的离合器阀压力就越高。
作为此外的备选方案，离合器阀可以构造有下降的特性曲线，就是说，电流值(利用该电流值对电磁铁进行操控)越大，由离合器阀在下游调节到的离合器阀压力就越小。
另外，优选在液压系统中具有以下可能性：在解锁活塞上从在第三连接压力腔中的第一侧面起作用由电动驱动的变速器泵产生的系统压力且从第二侧面起作用压缩弹簧的力和由压力调节装置调节到的离合器阀压力。
如果在第二连接压力腔中作用到解锁活塞的相应压力面上的离合器阀压力的压力与压缩弹簧的力的总和与系统压力在第三连接压力腔中的压力-该压力沿着相反的方向作用到解锁活塞上-同样大的话，在离合器阀压力继续升高的情况中封闭体使解锁活塞移动，直到封闭体贴靠在阀座上且切换元件闭合为止。由此封闭体使解锁活塞移入其第一止挡位置中。封锁在切换元件中的离合器压力然后小于系统压力。
优选具有以下可能性：用于电动驱动装置的变速器具有上述液压系统。
在一个用于运行上述液压系统的优选的方法中，为了对切换元件进行填充和加载压力以及为了将离合器压力封闭在切换元件中，如果压力调节装置的离合器阀活塞还没有位于第二切换位置中的话，则将它切换到第二切换位置中。在这个第二切换位置中第二连接压力腔是无压的。同时或者然后接通电动驱动的变速器泵和调节到一个确定的系统压力值，该系统压力值的大小选择成，使得在第三连接压力腔中作用到解锁活塞上的系统压力的压力至少大于作用到封闭体上的压缩弹簧的预紧力，该预紧力将封闭体向着阀座压入封闭位置中。在系统压力上升的同时或者在达到所述确定的系统压力值之后借助压力调节装置根据在时间上的一个确定的走向提升第二连接压力腔中的离合器阀压力，直到达到一个离合器阀压力值为止，从该离合器阀压力值起该离合器阀压力值的压力与作用到解锁活塞上的压缩弹簧的力的总和超过作用到这个解锁活塞上的所述系统压力值的压力，使得解锁活塞移入其第一止挡位置中并且切换元件借助封闭体被封闭。
优选具有以下可能性：在借助位于其封闭位置中的封闭体将切换元件封闭之后，借助断开电动驱动的变速器泵和/或借助改变系统压力阀的设定将系统压力降低到环境压力。离合器阀压力因为其由系统压力调节的原因而强制性地随着该系统压力下降。决不允许在将切换元件封闭之后在系统压力之前降低离合器阀压力，因为否则解锁活塞上的力平衡得到破坏并且系统压力将解锁活塞压向封闭体，使得该封闭体从其封闭位置中移出和由此将切换元件向着离合器阀打开。
在方法的一个另外的优选构造设计中具有以下可能性：为了将被加载了封闭的离合器压力的切换元件打开，将压力调节装置的离合器阀活塞切换到其第二切换位置中，在该第二切换位置中第二连接压力腔是无压的，其中同时或者然后接通电动驱动的变速器泵和调节到具有一个确定的系统压力值的系统压力。该系统压力值的大小选择成，使得系统压力的作用到解锁活塞上的压力大于作用到封闭体上的压缩弹簧的预紧力与封闭的离合器压力的压力的总和，该总和将封闭体向着阀座压入封闭位置中。由相应的压力的大小乘以解锁活塞上和封闭体上的被施以压力的压力面的面积得出由系统压力和离合器压力形成的压力。
附图说明
在附图中示出了本发明液压系统的以及附属的恒压阀的实施例并且以下进行详细说明。附图中：
图1为本发明液压系统的液压线路图的局部示意图；
图2为恒压阀的第二构造设计在第一切换位置中的示意性纵剖面；
图3为恒压阀的第二构造设计在第二切换位置中的示意性纵剖面；
图4为恒压阀的第三构造设计在第一切换位置中的示意性纵剖面；
图5为恒压阀的第三构造设计在第二切换位置中的示意性纵剖面和
图6为在操作具有本发明恒压阀的液压系统时不同压力在时间上的走向的曲线图。
具体实施方式
图1示出了一个用于变速器(特别是用于电动驱动装置的自动变速器)的本发明液压系统的液压线路图的局部示意图。液压系统包括一个第一构造设计的恒压阀1、一个切换元件2、一个作为压力调节装置的离合器阀4、一个用于产生液压压力和体积流量的电动驱动的变速器泵6以及一个系统压力阀7。电动驱动的变速器泵6包括一个泵62和一个驱动该泵的电动机61。泵62通过抽吸管路11从一个油池9中抽吸工作介质、优选变速器油，该变速器油储存在所述油池中。泵62将工作介质输送到系统压力管路12中(在该系统压力管路中具有系统压力pSYS)并且同时通过系统压力管路12与恒压阀1和通过供油管路47与离合器阀4连接。系统压力阀7与系统压力管路12相连，借助该系统压力阀可以调节系统压力pSYS。
如果电动机61的转速是可变的话，那么即使泵62构造为排挤体积固定的泵，电动驱动的变速器泵6的泵62也能够根据驱动电动机61的转速输送可变的体积流量。一个排挤体积固定的泵例如可以构造为内齿轮泵或者外齿轮泵、构造为单冲程的或者多冲程的叶片泵或者构造为柱塞泵。理论上来说，泵62也可以构造为排挤体积可变的泵，诸如构造为可调节的叶片泵或者构造为可调节的摆线转子泵。
离合器阀4包括一个阀门活塞40、一个压缩弹簧45和一个电磁铁46。离合器阀活塞40具有第一活塞部段41和第二活塞部段42，二者均为圆柱体形的。活塞部段41的外径大于活塞部段42的外径。在活塞部段41与42之间构造有环形槽43，该环形槽具有比活塞部段41和42小的外径。离合器阀活塞40在一个阀孔中可轴向滑移地被引导。阀孔由连接压力腔52和53以及由泄压压力腔51、54和55贯穿。离合器阀4通过供油管路47和连接压力腔52由电动驱动的变速器泵6供应处于系统压力pSYS下的工作介质。离合器阀4通过连接压力腔53和阀门压力管路13与恒压阀1连接，其中作为选配方案在阀门压力管路13中设置有液压阻抗，该阻抗可以构造为节流器或者如在实施例中示出的那样构造为节流阀16。
可以经由一个未示出的电子变速器控制系统操控电磁铁46，其中根据操控电流的高低由电磁铁产生一个一定的力和由此在阀门压力管路13中产生一个一定的离合器阀压力pV。离合器阀压力pV现在是否随着上升的电流升高或者下降，取决于离合器阀4是否具有上升的或者下降的电流-压力-特性曲线。在所示出的实施例中假设上升的电流-压力-特性曲线，就是说，离合器阀压力pV与施加给电磁铁46的电流成正比。由一个端部起经由一个活塞杆48给离合器阀活塞40加载电磁铁46的力。设置在离合器阀活塞40的另一个端部上的压缩弹簧45的力与之相反地作用在所述离合器阀活塞上。由电磁铁46的力、压缩弹簧45的力和活塞部段41和42的不同外径得出离合器阀压力pV的大小，借助阀门压力管路13中的离合器阀4可以调节该离合器阀压力。
在离合器阀活塞40的第一止挡位置中，当电磁铁46的力大于压缩弹簧45的力时，连接压力腔52和53通过环形槽43相互连接并且系统压力pSYS也在压力管路13中起作用。若电磁铁46的力如此之小，即压缩弹簧45的力将阀门活塞40移入第二止挡位置中，那么连接压力腔53和由此压力管路13与泄压压力腔54连接，使得离合器阀压力pV可以向液压系统的无压区域19中消减，直到环境压力p0为止。环境压力p0相当于包围液压系统的大气压力。如上所述，在两个止挡位置之间，可以根据电流高度实现阀门活塞40的任意调节位置和由此实现离合器阀压力p4在系统压力pSYS的值与环境压力p0之间的任意压力值。所以也将离合器阀4称为压力调节装置、电子压力调节器(EDS)、压力调节阀或者比例阀。
恒压阀1包括一个控制装置101和一个封闭装置102。控制装置101包括一个解锁活塞20，封闭装置102包括一个封闭体29和一个压缩弹簧39。解锁活塞20、封闭体29和压缩弹簧39设置在一个具有多个不同内径的阀孔中。该阀孔由一个操作压力腔24、三个连接压力腔25、26和27以及一个弹簧腔28贯穿。压缩弹簧39在弹簧腔28中设置成预紧地作用在封闭体29上。连接压力腔27和弹簧腔28通过离合器压力管路14与切换元件2连接。作为选配方案，在离合器压力管路14中设置有一个过滤器18。连接压力腔25和26通过阀门压力管路13与离合器阀4连接。
封闭体29在液压系统的无压状态中由预紧的压缩弹簧39压入一个封闭位置中，在该封闭位置中封闭体29切断在连接压力腔26与连接压力腔27之间的液压连接并且由此将切换元件2相对于液压系统的剩余部分阻断。当泵62停止和由此不输送时，液压系统然后处于一个无压状态中。作为此外的备选方案，当系统压力阀7调节成使得系统压力pSYS至少大致与环境压力p0相等时，可以形成一个无压状态。在所示出的实施例中，封闭体29构造为部分中空圆柱体形的、具有一个半球形端部的活塞。
当在液压系统运行中在系统压力管路12中具有系统压力pSYS时，那么这个系统压力在操作压力腔24中作用到解锁活塞20上并将该解锁活塞移入或者保持在第二止挡位置中，在该第二止挡位置中一个构造在解锁活塞20上的挺杆23作用到封闭体29上并且克服压缩弹簧39的力将这个封闭体从封闭位置移入打开位置中，使得连接压力腔26和27相互液压连接。由此切换元件2通过恒压阀1与离合器阀4液压连接，使得由离合器阀4设定的离合器阀压力pV也在切换元件2中起作用，使得离合器压力pK与离合器阀压力pV相对应。离合器压力pK的高度然后视离合器阀4的电磁铁46的通电而定。
借助图2和3对切换元件2的闭合和离合器压力pK的封锁和保持进行说明，因为这些附图明显更详细地示出恒压阀。
如果将在离合器压力pK下闭合的切换元件2打开的话，必须将这个切换元件转换到一个至少接近无压的状态中。初始状态是一个小的系统压力pSYS或者一个由于电动驱动的变速器泵6断开之故而无压的系统压力管路12。为了将离合器压力pK降低到环境压力p0的高度，至少如此程度地提高系统压力pSYS，即解锁活塞20将封闭体29从其封闭位置中移出，以便将第二连接压力腔26和第三连接压力腔27相互连接和由此通过阀门压力管路13将切换元件2与离合器阀4连接。在这种情况下需要如下地选择离合器阀4的通电，即离合器阀4的阀门活塞40位于其第二止挡位置中，使得连接压力腔53和54相互连接和由此阀门压力管路13通过一根排放管路15与液压系统的一个无压区域19连接。这也被称为阀门压力管路13或者切换元件2的泄压。
图2和3示出了第二构造设计的恒压阀200在两个不同切换位置中的示意性纵剖面。图2示出了恒压阀200以其元件位于以下位置中，在该位置中未示出的切换元件相对于液压系统的剩余部分封闭。在图3中，所述元件位于以下位置中，在该位置中可以为切换元件填充和加载压力或者减压。
恒压阀200包括一个控制装置201、一个封闭装置202、一个圆柱体形的阀壳230、一个止挡销236和一个作为支撑元件的弹簧腔盖275。控制装置201包括一个解锁活塞220，该解锁活塞在图2中位于第一止挡位置中和在图3中位于第二止挡位置中。封闭装置202包括一个压缩弹簧239、一个设置或者构造在阀壳230中的阀座278和一个作为封闭体的球体240。封闭装置202由此构造为座阀。阀壳230嵌入一个壳体207中，在该壳体中为了接纳阀壳230例如构造有一个孔。在壳体207中构造有五个连接压力腔224、225、226、227和228，这些连接压力腔作为连接孔231、232、233和234在阀壳230中延续。连接孔231至234构成为径向指向的、垂直于阀孔270的孔轴线B的横孔。为了实现通过恒压阀的尽可能大的流动横截面和由此小的流动阻力，在一个轴向位置中构造有多个连接孔，如在实施例中借助连接孔231和231a以及233和233a示出的那样。
在阀壳230的圆柱体形外部轮廓中沿径向从外部构造有O型环槽277，可以将一个避免在连接压力腔226与227之间泄漏的、未示出的O型环嵌入该O型环槽中。壳体207可以是例如自动变速器的变速器壳体的一部分。恒压阀200因此能够作为预装的单元整个插入壳体207中。
阀孔270包括多个孔部段271、272、273和274，这些孔部段具有部分不同的内径。解锁活塞220在孔部段271和272中可在止挡销236与一个构造在阀壳230中的止挡面235之间轴向滑移地得到引导。解锁活塞220具有三个活塞部段221、222和223，其中活塞部段221与孔部段271构成间隙配合且活塞部段222与孔部段272构成间隙配合并且在相应的活塞部段中可轴向滑移地被引导。
也称为挺杆的活塞部段223至少部分由孔部段273包围，该孔部段的内径d273比挺杆273的外径d223大得多。由此在孔部段273的区域中在挺杆223与阀壳230之间构造有一个通道280，该通道存在于解锁活塞220的所有可能的轴向位置中并且工作介质能够通过该通道从连接压力腔226到达连接压力腔227中和由此到达切换元件中。为了由挺杆223和孔部段273构成的通道280构成为尽可能有利于流动的，在从挺杆223到活塞部段222的过渡区域上构造有一个过渡半径229。
如果恒压阀200根据图1中的恒压阀1集成在一个液压系统中的话，那么可以给连接压力腔225和226加载一个离合器阀压力pV和可以给连接压力腔227和228加载一个离合器压力pK。在液压系统运行中，在电动驱动的变速器泵6接通的情况下在连接压力腔224中存在一个系统压力pSYS。在连接压力腔224中可以经由一个压力面A1给解锁活塞220加载系统压力pSYS。压力面A1是活塞部段221的轴向投影面并且作为圆面积由活塞部段221的外径d221算出。与此相反作用地，解锁活塞220在连接压力腔225和226中经由一个完全与压力面A1同样大的压力面A2被加载离合器阀压力pV。
连接压力腔227和228二者与切换元件连接和因此也相互连接，在图2和3中未示出这一点。作为选配方案，设置有连接压力腔228并且例如当在图3示出的球体240的打开位置中在孔部段274的区域中在球体240与阀壳230之间具有过小的流动横截面时连接压力腔228是必要的。由此在球体240克服压缩弹簧239移入一个弹簧腔276中时，不能足够快速地将封闭在那里的工作介质排出并且因此会构成一个反压。然而通过结构措施能够避免这一点。这些措施包括例如球体240与孔部段274之间的较大直径差或者连接压力腔227的较大的轴向尺寸，使得在球体240移入打开位置中时能够在弹簧腔276中的压力不上升的情况下将工作介质从弹簧腔276中排出。
另外，连接压力腔228的设置导致：在构造在阀壳230的外部轮廓与壳体207之间的密封间隙中，在封闭切换元件之后对恒压阀200的初次填充时工作介质不能在有限的时间内降压。因此这将导致切换元件中的压力损失，其结果将是可由切换元件传递的扭矩非预期的降低。这一点也可以通过备选的结构措施避免，诸如阀壳230与壳体207之间的密封间隙中的纵向槽，工作介质可以通过该纵向槽快速分布。
在图2的示图中示出了恒压阀200在一个切换位置中，在该切换位置中切换元件是闭合的或者其未示出的压力腔由构成为球体240的封闭体相对于液压系统的剩余部分封闭。球体240位于其封闭位置中。这一点之所以是可能的，是因为解锁活塞220位于其第一止挡位置中。孔部段274具有一个内径d274，该内径大于球体240的外径。在从孔部段274到孔部段273的过渡区域中，在阀壳230中构造有阀座278，球体240在闭合状态中贴靠在该阀座上并且将连接压力腔226和227彼此相对密封。在阀壳230的端部上，在孔部段274中紧固地设置一个弹簧腔盖275，使得至少防止轴向移动。在这个弹簧腔盖与球体240之间一个压缩弹簧239预紧地设置在由孔部段247包围的弹簧腔276中。如果连接压力腔226是无压的和解锁活塞220如所示出的那样位于其在止挡销236上的第一止挡位置中的话，压缩弹簧239的预紧力将球体240压向阀座278。图3示出了解锁活塞220在其第二止挡位置中。解锁活塞220的这个位置导致球体240位于其打开位置中。
离合器压力pK在这个运行状态中存在于切换元件中和弹簧腔276中，在该弹簧腔中离合器压力除了压缩弹簧239的力之外也作用到球体240的一个压力面A3上。球体240在轴向投影中的有效压力面A3为具有与阀座278的有效直径d278对应的直径的圆面积。阀座的有效直径可以理解为当球体贴靠在阀座上时产生的圆形接触线的径向尺寸。封闭体或者球体的压力面A3与压力面A4大小相同。当封闭体或者球体位于其封闭位置中时，从连接压力腔227中给压力面A3加载压力和从连接压力腔226中给压力面A4加载压力。在这种情况下，“轴向”的概念可理解为沿着孔轴线B的方向。
下面借助图6中的时序图结合图1、2和3对恒压阀200与图1中示出的液压系统共同作用的功能进行说明。在这种情况下关于作为横坐标的时间轴t在纵坐标、即压力轴p上绘出液压系统的相关压力，即系统压力pSYS、离合器阀压力pV和离合器压力pK。时间轴t上的时间点t1至t10之间的间距在这种情况下并不是按比例的和仅仅用于说明具有本发明恒压阀的液压系统的作用原理。
在时间点t0，电动驱动的变速器泵6依然是断开的。不仅系统压力pSYS而且借助离合器阀4由这个系统压力中调节到的离合器阀压力pV和给切换元件2加载的离合器压力pK都是无压的，就是说，相当于环境压力p0。作为此外的备选方案，变速器泵6也可以接通并且系统压力阀7设定一个对应于环境压力p0的系统压力pSYS。因此在连接压力腔224、225、226、227和228中分别在那里存在的压力也对应于环境压力p0。在压缩弹簧239的预应力的作用下，球体240被压在阀座278上并且连接压力腔226和227彼此隔离。解锁活塞220位于其在止挡销236上的第一止挡位置中(图2)。
在时间点t1，将电动驱动的变速器泵6接通(或者借助系统压力阀7将系统压力pSYS调高)和根据系统压力阀7的调节以陡升的斜坡形成系统压力pSYS，直到其在时间点t2达到一个系统压力值pSYS*为止。一旦来自系统压力pSYS的力与压力面A1结合超过反作用于解锁活塞220上的压缩弹簧239的力时，解锁活塞220通过系统压力管路12在连接压力腔224中被加载系统压力pSYS并且向着止挡面235移入其第二止挡位置中(参见图3)。解锁活塞220的挺杆223在该解锁活塞220移入在其第二止挡位置的途中克服压缩弹簧239的预紧力将球体240从其封闭位置移入一个打开位置中。在这个打开位置中，建立了连接压力腔226与227之间的液压连接和由此离合器阀4与切换元件2之间的液压连接。离合器阀4在时间点t2不通电流，使得当该离合器阀4是一个具有上升的电流-压力-特性曲线的电动压力调节阀时，阀门压力管路13和切换元件2通过该离合器阀4与液压系统的无压区域19连接和因此是无压的(pV＝pK＝p0)。其中可以理解如下：随着电流上升，由压力调节装置调节到的压力同样上升。
现在从时间点t3开始为由系统压力pSYS供应的离合器阀4通电流，由此根据输出的电流在时间上的走向以一个选择的斜坡调节提升阀门压力管路13中的离合器阀压力pV。离合器阀4在这个情况中构造为具有上升的特性曲线的压力调节阀。切换元件2通过解除锁定的恒压阀200的连接压力腔226和227进行填充并且被加载由离合器阀4设定的离合器阀压力pV，使得离合器压力pK的走向与离合器阀压力pV的走向重合。
如下地控制离合器阀4的通电，即在时间点t5离合器阀4的阀门活塞40应该居于第二止挡位置，在该第二止挡位置中离合器阀压力pV将达到一个对应于系统压力值pSYS*的值。然而在离合器阀压力pV达到系统压力值pSYS*之前，在时间点t4在解锁活塞220上产生一个力平衡。在这种情况下，来自离合器阀压力pV和压力面A2的压力和压缩弹簧239的力与来自系统压力pSYS和压力面A1的压力相互抵消。在这种情况下，总体上在连接压力腔225和226中给压力面A2加载压力。在根据图4和5的恒压阀的构造设计中，只在连接压力腔326中给压力面A2加载压力。压力面A1和A2的面积在图2至5所示出的实施例中是相同的。
由于离合器阀压力pV继续向着系统压力值pSYS*的方向上升，当在时间点t4超过离合器阀压力值pV*时将解锁活塞220移入其第一止挡位置中，使得可以由压缩弹簧39或者239将封闭体29或者球体240移入其封闭位置中。由此离合器压力pK(离合器压力值pK*)被封锁在切换元件2中(图2)。离合器压力值pK*在这种情况下等于离合器阀压力pV*。封锁的离合器压力的离合器压力值pK*由此比系统压力值pSYS*的系统压力pSYS低一个压差△p。该压差△p由△p＝pSYS*-pK*算出和取决于压缩弹簧39的力以及压力面A1与A2的比例。在时间点t5离合器阀压力pV达到离合器阀压力值pV**，该离合器阀压力值对应于系统压力值pSYS*。
切换元件2中存在的离合器压力pK(离合器压力值pK*)由此被封锁并且如所期望的那样将切换元件2保持闭合，使得如果切换元件构造为无压开放的(“normally opened”)切换元件的话，能够经由该切换元件进行力矩传递。由于被封闭的离合器压力pK在时间点t4之后与系统压力pSYS无关，所以该离合器压力不必再由电动驱动的变速器泵6产生。为了节省用于液压系统的能量和因此提高变速器的总效率，理论上可以从时间点t5起降低系统压力pSYS。出于清晰的原因，在图6的示图中将系统压力pSYS以及离合器阀压力pV直到时间点t6为止保持为恒定的。
可以通过断开电动驱动的变速器泵6降低需由该电动驱动的变速器泵6产生的系统压力pSYS。在这种情况下，系统压力pSYS将通过进入油池9的已有泄漏点(泵62的密封间隙)降低。随着系统压力pSYS的下降，从系统压力pSYS中调节到的和因此直接取决于该系统压力的离合器阀压力pV也下降。这在图6的曲线图中从时间点t6起发生。系统压力pSYS和离合器阀压力pV在直到时间点t7的时间t内降低到环境压力p0。离合器压力pK被封闭在切换元件2中并且在那里继续处于离合器压力值pK*上，使得切换元件2保持闭合状态。
作为此外的备选方案，可以通过将系统压力pSYS下调的系统压力阀7降低系统压力pSYS。在此取决于系统压力pSYS的离合器阀压力pV也将随着该系统压力变化。
作为补充方案，为了降低调节到的离合器阀压力pV和准备随后打开恒压阀200，可以在两个可能性中减少或者完全断开离合器阀4的通电。其中重要之处是：在此离合器阀压力pV的值从不降到低于系统压力pSYS的值。因此在系统压力pSYS下降之前不允许降低离合器阀压力pV，因为由此在解锁活塞220上力平衡会消失并且解锁活塞220将在依然存在的系统压力pSYS下移入其第二止挡位置中。这将导致球体240从阀座278上非预期地抬起并且由此导致切换元件2打开。为了可靠地避免这样的打开过程，在一个另外的备选方法中，在电动驱动的变速器泵6断开之前或者在系统压力pSYS通过断开电动驱动的变速器泵6或者通过改变对系统压力阀7的设定而降低到环境压力p0的水平之前，不降低离合器阀压力pV。这就是说，在图6的曲线图中，从时间点t7起才减少离合器阀4的通电(在具有下降的特性曲线的离合器阀的情况中增大通电)。以此保证了封闭体29或者球体240保持在其封闭位置中。
由于离合器阀4在实施例中具有上升的特性曲线，所以阀门活塞40在断开电磁铁46的通电时进入一个止挡位置中，在该止挡位置中阀门压力管路13通过连接压力腔53和54以及排放管路15与液压系统的无压区域19连接，这也称为“泄压”。
如果现在应该打开切换元件的话，那么必须在时间点t8提升系统压力pSYS。离合器阀压力pV在时间点t8对应于环境压力p0并且在所示出的实施例中不随着系统压力pSYS升高。电磁铁46保持未通电流的状态并且阀门压力管路13因此由于其通过离合器阀4与无压区域19的连接之故保持无压状态。系统压力pSYS作用到解锁活塞220的压力面A1上并且将这个解锁活塞压向球体240，该球体由压缩弹簧239的力和作用到压力面A3上的、具有离合器压力值pK*的离合器压力pK的力反向于解锁活塞220被加载。由于压力面A3小于压力面A1，所以球体240在时间点t9在达到系统压力值pSYS**-该系统压力值在所示出的实施例中小于离合器压力值pK*-时已经移入打开位置中。由此切换元件2通过离合器阀4与无压区域19连接，使得离合器压力pK能够从离合器压力值pK在理论上一直降低到环境压力p0，在时间点t10达到该环境压力。
然而也具有以下可能性：在适当操控离合器阀4的情况下，离合器压力pK根据一个确定的压力-时间-曲线下降并且还能够降低到一个阀门压力值，该阀门压力值高于环境压力p0。为此从时间点t9起必须以适当的方式给离合器阀4通电流，以便由此产生离合器阀压力pV在时间上的一个走向。
从将封闭体29或者球体240在时间点t9的打开开始，借助系统压力阀7可以将系统压力pSYS保持在系统压力值pSYS**上(下部的水平点划线)或者继续提升到最大的系统压力值pSYS*上(上部的水平点划线)或者调节到系统压力值pSYS*与pSYS**之间的所有任意系统压力值。在能量方面最有利的是：在离合器压力pK的降压结束后，从时间点t10起断开电动驱动的变速器泵6和由此还将系统压力pSYS降低到环境压力p0。以此实现在时间点t0的状态。
关于离合器阀通电的说明如上所述适用于离合器阀构成为具有上升的电流-压力-特性曲线的压力调节阀的情况。若离合器阀具有一个下降的电流-压力-特性曲线，那么阀门压力管路和与其永久连接的连接压力腔在离合器阀完全通电的情况下是无压的。
图4和5示出了一个恒压阀300作为恒压阀200的备选构造设计。最主要的不同特征是：恒压阀300只有四个连接压力腔324、326、327和328，其中连接压力腔328类似于恒压阀200中的连接压力腔228可以是选配的。连接压力腔中只有连接压力腔326与离合器阀相连。控制装置301的解锁活塞320具有仅仅两个活塞部段321和323，其中活塞部段323构成一个挺杆，该挺杆可以机械式地作用到球体240上。由此解锁活塞320比解锁活塞220构成得简单得多。离合器阀压力pV因此仅仅在连接压力腔326中作用到整个压力面A2上。恒压阀300有益地总体上能够比恒压阀200设计得更加简单。阀壳330根据连接压力腔减少的数量仅仅在三个不同的轴向位置上由横孔331、333和334贯穿，其中可以在同一个轴向位置上构造多个横孔，以便扩大流动横截面。在所示出的实施例中借助横孔331和331a(图5)示出了这一点，这些横孔垂直相交，然而也可以相夹成其他可制作的夹角。图4示出了解锁活塞320在其第一止挡位置中，在该第一止挡位置中球体240位于其封闭位置中。
图5示出了解锁活塞320在其第二止挡位置中，在该第二止挡位置中这个解锁活塞已经将球体240移入其打开位置中。解锁活塞320在这种情况下以一个止挡面337贴靠在一个未示出的止挡上，因而不能将球体240比所示出的更深地推入阀孔370的一个孔部段274中。
附图标记列表
1 恒压阀
2 离合器，切换元件
4 电子压力调节器(EDS)，压力调节器，离合器阀
6 电动驱动的变速器泵
7 系统压力阀
9 油池
11 抽吸管路
12 系统压力管路
13 阀门压力管路
14 离合器压力管路
15 排放管路
16 节流阀，节流器
17 节流阀，节流器
18 过滤器
19 无压区域，泄压
20 解锁活塞
21 活塞部段
22 活塞部段
23 活塞部段，挺杆
24 第三连接压力腔
25 第四连接压力腔
26 第二连接压力腔
27 第一连接压力腔
28 弹簧腔
29 封闭体
39 压缩弹簧
40 离合器阀活塞
41 活塞部段
42 活塞部段
43 环形槽
45 压缩弹簧
46 电磁铁
47 供油管路
48 活塞杆
51 弹簧腔
52 连接压力腔
53 连接压力腔
54 泄压压力腔
55 泄压压力腔
61 电动机
62 泵
101 控制装置
102 封闭装置
200 恒压阀
201 控制装置
202 封闭装置
207 壳体
220 解锁活塞
221 活塞部段
222 活塞部段
223 活塞部段，挺杆
224 第三连接压力腔
225 第四连接压力腔
226 第二连接压力腔
227 第一连接压力腔
228 连接压力腔
229 过渡半径
230 阀壳
231 连接孔
232 连接孔
233 连接孔
234 连接孔
235 止挡面
236 止挡销
239 压缩弹簧
240 封闭体，球体
270 阀孔
271 孔部段
272 孔部段
273 孔部段
274 孔部段
275 弹簧腔盖，支撑元件
276 弹簧腔
277 O型环槽
278 阀座
280 通道
300 恒压阀
307 壳体
320 解锁活塞
321 活塞部段
323 活塞部段，挺杆
324 第三连接压力腔
326 第二连接压力腔
327 第一连接压力腔
328 连接压力腔
329 过渡半径
330 阀壳
331 连接孔
331a 连接孔
333 连接孔
333a 连接孔
334 连接孔
336 止挡销
337 止挡面
370 阀孔
371 孔部段
373 孔部段
380 通道
A1 压力面
A2 压力面
A3 压力面
A4 压力面
B 孔轴线
d221 活塞部段221的外径
d222 活塞部段222的外径
d223 挺杆直径
d273 孔部段273的内径
d274 孔部段274的内径
d278 阀座278的有效直径
d321 活塞部段321的外径
d323 挺杆直径
d373 孔部段373的内径
p 压力
p0 环境压力
pK 离合器压力
pK* 离合器压力值
pSYS 系统压力
pSYS* 系统压力值
pSYS** 系统压力值
pV 离合器阀压力
pV* 离合器阀压力值
pV** 离合器阀压力值
△p 压差(△p＝pSYS*-pK*)
t 时间，时间轴
t1 时间点
t2 时间点
t3 时间点
t4 时间点
t5 时间点
t6 时间点
t7 时间点
t8 时间点
t9 时间点
t10 时间点

Claims (16)

1.一种用于变速器的恒压阀(1，200，300)，其包括控制装置(101，201，301)、封闭装置(102，202，302)和阀壳(230，330)，控制装置(101，201，301)包括解锁活塞(20，220，320)并且封闭装置(102，202，302)包括封闭体(29，240，340)，其中阀壳(230，330)具有多个连接压力腔(24，25，26，27，28，224，225，226，227，228，324，326，327，328)，其中解锁活塞(20，220，320)能够居于第一或者第二止挡位置，并且封闭体(29，240，340)能够居于封闭位置，当解锁活塞(20，220，320)位于其第一止挡位置中时，这个封闭体在该封闭位置中将第一连接压力腔(27，227，327)与第二连接压力腔(26，226，326)彼此分离，并且解锁活塞(20，220，320)在第二止挡位置中机械式作用到封闭体(29，240，340)上，使得这个封闭体位于打开位置中，在该打开位置中第一连接压力腔(27，227，327)与第二连接压力腔(26，226，326)相互液压连接，其特征在于：
连接压力腔(24，25，26，27，28，224，225，226，227，228，324，326，327，328)设置成，使得解锁活塞(20，220，320)能够从来自第三连接压力腔(24，224，324)的第一侧面起在第一压力面(A1)上被加载压力并且能够从来自至少所述第二连接压力腔(26，226，326)的第二侧面起在第二压力面(A2)上被加载压力，并且当封闭体(29，240，340)位于封闭位置中时，该封闭体(29，240，340)能够从来自第二连接压力腔(26，226，326)的第一侧面起在封闭体的第一压力面(A4)上被加载压力并且该封闭体(29，240，340)能够从来自第一连接压力腔(27，227，327)的第二侧面起在封闭体(29，240，340)的第二压力面(A3)上被加载压力。
2.如权利要求1所述的恒压阀(200)，其特征在于：该恒压阀(200)具有第四连接压力腔(225)，并且解锁活塞(220)的第二侧面的一部分能够在第二连接压力腔(226)中被加载压力且第二侧面的其余部分能够在第四连接压力腔(225)中被加载压力，其中解锁活塞(220)的第二侧面的被加载压力的面的总面积对应于第二压力面(A2)的面积。
3.如权利要求1或2所述的恒压阀(200，300)，其特征在于：解锁活塞(220，320)的两个压力面(A1，A2)具有相同的面积。
4.如权利要求1至3中任一项所述的恒压阀(1，200，300)，其特征在于：封闭体(240)能够在阀壳(230，330)的孔部段(274)中沿轴向运动，其中封闭体(240)在其封闭位置中贴靠在阀座(278)上，使得该阀座(278)和封闭体(240)构成座阀，并且孔部段(274)具有第一连接压力腔(227，327)且在阀壳(230，330)的端部上具有另外的连接压力腔(228，328)，其中第一连接压力腔(227，327)和所述另外的连接压力腔(228，328)在阀壳(230，330)内部或外部相互液压连接。
5.如权利要求1至4中任一项所述的恒压阀(1，200，300)，其特征在于：封闭装置(102，202，302)包括压缩弹簧(39，239)，其中在阀壳(230，330)的端部上在孔部段(274)中设置或者构造有支撑元件(275)，其中压缩弹簧(239)预紧地设置在支撑元件(275)与封闭体(29，240)之间，并且压缩弹簧(39，239)的力向着封闭体的封闭位置的方向作用到封闭体(29，240)上。
6.如权利要求4和5所述的恒压阀，其特征在于：阀座(278)构造或者设置在阀壳(230，330)中，并且封闭体构造为球体(240)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的恒压阀(200，300)，其特征在于：阀壳(230，330)在其外部轮廓方面构成为圆柱体形的并且包括具有多个孔部段(271，272，273，274，371，372，373)的阀孔(270，370)，这些孔部段的内径(d273，d274，d373)至少部分是不同的。
8.如前述权利要求中任一项所述的恒压阀，其特征在于：解锁活塞(20，220，320)的能被加载系统压力(pSYS)的第一压力面(A1)大于封闭体(29，240)的第二压力面(A3)。
9.一种用于变速器的具有如前述权利要求中任一项所述的恒压阀(1，200，300)的液压系统，该液压系统包括：电动驱动的变速器泵(6)、压力调节装置(4)和切换元件(2)，其中电动驱动的变速器泵(6)在运行中产生系统压力(pSYS)且同时与恒压阀(1)和压力调节装置(4)液压连接，并且压力调节装置(4)能够通过恒压阀(1)与切换元件(2)连接，其中当封闭装置开放时，能够借助压力调节装置(4)调节切换元件(2)中的离合器压力(pK)。
10.如权利要求9所述的液压系统，其特征在于：电动驱动的变速器泵(6)与恒压阀(1)的第三连接压力腔(24)连接，使得在电动驱动的变速器泵(6)的运行中解锁活塞(20)被加载系统压力(pSYS)，并且第二连接压力腔(226)与压力调节装置(4)连接且能够被加载离合器阀压力(pV)，并且第一连接压力腔(227)与切换元件(2)液压连接，使得在封闭体(29)位于打开位置中时，切换元件(2)能够通过恒压阀(1)被加载由压力调节装置(4)调节到的离合器阀压力(pV)。
11.如权利要求10所述的液压系统，其特征在于：压力调节装置(4)具有离合器阀活塞(40)和电磁铁(46)，其中离合器阀活塞(40)借助电磁铁(46)根据电磁铁的通电情况能够移入第一或者第二止挡位置或者调节位置中，其中在第一止挡位置中恒压阀(1)的第二连接压力腔(26)与电动驱动的变速器泵(6)连接，并且在第二止挡位置中恒压阀(1)的第二连接压力腔(26)与无压区域(19)连接，并且在这两个止挡位置之间的调节位置中在恒压阀(1)的第二连接压力腔(26)中能够调节到位于环境压力(p0)与系统压力(pSYS)的值之间的压力值，使得当恒压阀(1)的封闭体(29)位于打开位置中时，在离合器阀活塞(40)的第二止挡位置中切换元件(2)能够减压或者被排空。
12.如权利要求9至11中任一项所述的液压系统，其特征在于：在解锁活塞(20)上从在第三连接压力腔(24)中的第一侧面起作用由电动驱动的变速器泵(6)产生的系统压力(pSYS)且从第二侧面起作用压缩弹簧(39)的力和由压力调节装置(4)调节到的离合器阀压力(pV)。
13.一种用于电动驱动装置的变速器，该变速器包括如权利要求9至12中任一项所述的液压系统。
14.一种用于运行如权利要求9至12中任一项所述的液压系统的方法，其中为了对切换元件(2)进行填充和加载压力以及为了封闭在切换元件(2)中的离合器压力(pK)，将压力调节装置(4)的离合器阀活塞(40)首先切换到或者已经切换到其第二切换位置中，在该第二切换位置中第二连接压力腔(26)是无压的，并且同时或者然后接通电动驱动的变速器泵(6)和/或调节到确定的系统压力值(pSYS*)，该系统压力值的大小选择成，使得系统压力(pSYS)在第三连接压力腔(24)中作用到解锁活塞(20)上的压力至少大于压缩弹簧(39)作用到封闭体(29)上的预紧力，该预紧力将封闭体压入封闭位置中，并且在系统压力(pSYS)上升的同时或者在达到所述确定的系统压力值(pSYS*)之后借助压力调节装置(4)根据在时间(t)上的确定走向提升第二连接压力腔中的离合器阀压力(pV)，直到达到一个离合器阀压力值(pV*)为止，从该离合器阀压力值起，该离合器阀压力值(pV*)的压力与作用到解锁活塞(20)上的压缩弹簧(39)的力的总和超过作用到这个解锁活塞上的所述确定的系统压力值(pSYS*)的压力，使得解锁活塞(20)移入其第一止挡位置中并且切换元件(2)借助封闭体(29)被封闭。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：在将切换元件(2)封闭之后借助断开电动驱动的变速器泵(6)和/或借助改变系统压力阀(7)的设定使系统压力(pSYS)下降。
16.一种用于运行如权利要求11或12中任一项所述的液压系统的方法，其中为了将被加载了封闭的离合器压力(pK)的切换元件(2)打开，将压力调节装置(4)的离合器阀活塞(40)切换到第二切换位置中，在该第二切换位置中第二连接压力腔(26)是无压的，并且同时或者然后接通电动驱动的变速器泵(6)且设定一个系统压力值(pSYS*，pSYS**)，该系统压力值的大小选择成，使得系统压力(pSYS)的作用到解锁活塞(20)上的压力大于作用到封闭体(29)上的压缩弹簧(39)的预紧力与封闭的离合器压力(pK*)的压力的总和，该总和将封闭体(29)压入封闭位置中。
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