DE1290021B

DE1290021B - Steuerventil fuer die Steueranlage fuer Stufenwechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1290021B
Application number: DEG38705A
Authority: DE
Inventors: Fisher Mark Edwin Carmel; Schaefer Robert Herman
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1962-09-25
Filing date: 1963-09-17
Publication date: 1969-02-27
Also published as: GB970927A; US3293934A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für die Steueranlage für Stufenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Ventilglied, das einen beiderseits geschlossenen ersten in Längsrichtung liegenden Kanal parallel neben einem zweiten einseitig geschlossenen Kanal enthält, wobei der eine Kanal ein Druckkanal und der andere Kanal ein Auslaßkanal ist und beide Kanäle wahlweise mit einer Reihe von in Längsrichtung Abstand aufweisenden, sich über den Umfang erstreckenden Öffnungen für die zu den Servomotoren für die Gangschaltung führenden Leitungen der in einem Ventilgehäuse enthaltenen Längsbohrung über radiale Durchbrüche im Ventilglied verbindbar sind.
Bei einem bekannten Steuerventil dieser Art ist das Ventilglied als Drehschieber ausgebildet. Eine derartige Ausbildung ist für ein Steuerventil für Stufenwechselgetriebe nicht- geeignet, bei dem es darauf ankommt, die einzelnen Gänge scharf voneinander zu trennen. Die hierzu nötige Anordnung der Steuermittel ist bei dem zur Verfügung stehenden Weg über 360° bei erträglichem Durchmesser des Drehschiebers nicht durchführbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil dieser Art so weiter auszugestalten, daß bei Einhalten kleiner Abmessungen mehrere scharf voneinander getrennte Schaltvorgänge ausführbar sind.
Die Erfindung besteht darin, daß das Ventilglied in an sich bekannter Weise längs verschieblich in der Längsbohrung des Ventilgehäuses und in verschiedene gleichen axialen Abstand voneinander aufweisende Stellungen einstellbar ist, daß die radialen Durchbrüche, die vom Druckkanal ausgehen, gleichen axialen Abstand voneinander haben und in zwei aufeinanderfolgenden Stellungen des Ventilgliedes mit einer Druckeinlaßöffnung doppelter Weite im Ventilgehäuse zusammenwirken.
In Ventilgliedern mit Steuerbunden am Umfang sind beiderseits geschlossene axiale Kanäle bekannt, die jedoch lediglich Verbindungskanäle zwischen bestimmten Steuernuten des Steuerventils darstellen, also keine unmittelbaren Druckkanäle sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung sind scharf voneinander getrennte aufeinanderfolgende Schaltvorgänge durch verhältnismäßig kleine axiale Verstellwege des Ventilgliedes möglich, wobei sich ein verhältnismäßig einfacher, die Herstellung erleichternder Aufbau des Steuerventils ergibt.
Das Erreichen kurzer axialer Verstellwege zwischen benachbarten Schaltvorgängen wird unterstützt, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Öff- nungen des Ventilgehäuses, die mit den von demDruckkanal ausgehenden radialen Durchbrüchen zusammenarbeiten, in Achsrichtung abwechselnd zwischen den Öffnungen liegen,- die mit den vom Auslaßkanal ausgehenden radialen Schlitzen zusammenarbeiten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge-

Vorschaltgetriebe Hauptgetriebe

S181 I S182

S183 S184 S186 ( S187

Langsamer Rückwärtsgang .... Ri X X

Schneller Rückwärtsgang ..... R2 X X

Leerlauf .................... N

6. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 6 X X

5. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 5 X X

4. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 4 X X

3. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 3 X X

2. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 2 X X

1. Vorwärtsgang . . . . . . . . . . . . . 1 X X

sehen, daß die mit den vom Druckkanal ausgehenden radialen Durchbrüche bei jeder zweiten Stellung des Ventilgliedes zusammenarbeitenden Öffnungen des Ventilgehäuses an eine gemeinsame erste Speiseleitung angeschlossen sind, während die dazwischenliegenden Öffnungen mit einer zweiten Speiseleitung verbunden sind.

Zweckmäßig ist das Ventilglied in den aufeinanderfolgenden Stellungen durch ein federndes Gesperre festlegbar.
Ferner ist es fertigungsseitig vorteilhaft, wenn die radialen Durchbrüche im Ventilglied als Querschlitze ausgebildet sind, die sich von außen bis in den Bereich deszugeordnetenDruck-oderAuslaßkanals erstrecken.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ventilglied einen weiteren radialen Durchbruch vom Druckkanal enthält, der in Längsrichtung Abstand von den anderen radialen Durchbrüchen hat und in je zwei aufeinanderfolgenden Stellungen des Ventilgliedes mit einer von mehreren Abstand voneinander habenden Speiseöffnungen doppelter Weite zusammenarbeitet.
Hierbei ist es bei einem Steuerventil, bei dem die Ventilbohrung an beiden Enden zur Bildung eines Auslasses offen ist, zweckmäßig, wenn die doppelte Weite aufweisenden Speiseöffnungen, die in der jeweiligen Stellung des Ventilgliedes nicht mit dem Druckkanal in Verbindung stehen, mit der Längsbohrung unmittelbar oder über die radialen Durchbrüche, die von dem Auslaßkanal ausgehen, verbunden sind.
Für die Gegenstände der Ansprüche 4 und 5 wird nur Schutz im Zusammenhang mit den vorgeordneten Ansprüchen beansprucht.
In der schematischen Zeichnung ist ein Steuerventil nach der Erfindung dargestellt, wobei schematisch die von dem Steuerventil gesteuerten Servomotoren angedeutet sind.
Das dargestellte Steuerventil ist für die Steueranlage eines Stufenwechselgetriebes bestimmt, das aus einem zweistufigen Vorschaltplanetenrädergetriebe und einem dreistufigen Hauptplanetenrädergetriebe mit Rückwärtsgang besteht. Das Vorschalt- und das Hauptgetriebe werden durch Schaltkupplungen geschaltet, die durch Flüssigkeitsservomotoren betätigt werden. Dem Vorschaltgetriebe ist ein Servomotor S181 für kleine Übersetzung und ein Servomotor S182 für große Elbersetzung zugeordnet, während dem Hauptgetriebe ein Servomotor S183 für kleine Erbersetzung, ein Servomotor S184 für mittlere Elbersetzung, ein Servomotor S186 für große Elbersetzung und ein Servomotor S187 für Rückwärtsgang zugeordnet ist.
Das Getriebe ist in zwei Rückwärtsgänge und sechs Vorwärtsgänge schaltbar. Die einzelnen Servomotoren-werden hierbei gemäß dem nachstehenden Schema beaufschlagt, indem das Beaufschlagen durch ein X angedeutet ist. Von einer Druckflüssigkeitsquelle P führt eine Gangschaltleitung 133 zum Steuerventil, dessen Ventilglied l.52 willkürlich in mehrere Stellungen einstellbar ist, nämlich Ri für langsamen Rückwärtsgang, R2 für schnellen Rückwärtsgang, N für Leerlauf, 6 für 6. Vorwärtsgang, 5 für 5. Vorwärtsgang, 4 für 4. Vorwärtsgang, 3 für 3. Vorwärtsgang, 2 für 2. Vorwärtsgang, 1 für 1. Vorwärtsgang.
Das Ventilglied 152 hat gleichmäßigen Durchmesser und ist in einer Längsbohrung 153 im Ventilgehäuse 151 axial verschieblich. Das Ventilglied 152 enthält zwei in Längsrichtung parallel nebeneinanderliegende Kanäle, die sich jedoch nicht über seine ganze Länge erstrecken. Der eine Kanal 156, dessen offenes Ende durch eine Kugel verschlossen ist, ist ein Druckkanal und enthält eine Reihe von radialen Durchbrüchen a, b, c, d, e, f und g. Der andere Kanal 157, dessen offenes Ende mit der offenen Stirnseite 150 der Längsbohrung 153 Verbindung hat, ist ein Auslaßkanal. Er enthält eine Reihe von radialen Durchbrüchen h, i, f, k und 1. Alle Durchbrüche sind durch Querschlitze gebildet, die den zugeordneten Kanal anschneiden. Die Längsbohrung 153 hat eine Reihe von ringförmigen Einlaßöffnungen: der Reihe nach folgende: eine Öffnung 161 doppelter Breite, Öffnungen 162, 163, 164 und 165, 166, 167, 168, 169 und 171 einfacher Breite und Öffnungen doppelter Breite 172, 173, 174 und 175.
Die Gangschaltleitung 133 ist an die Öffnung 161 doppelter Breite angeschlossen. Eine erste Speiseleitung 181, die zum Servomotor S181 des Vorschaltgetriebes führt, ist mit den Öffnungen 162, 164, 166, 168 und 171 einfacher Breite verbunden. Eine zweite Speiseleitung 182 zum Servomotor S182 des Vorschaltgetriebes ist mit den Öffnungen 163, 165, 167 und 169 einfacher Breite verbunden. Eine Leitung 183 ist mit dem Servomotor S183 des Hauptgetriebes und der Öffnung 172 doppelter Breite verbunden; eine Leitung 184 ist mit dem Servomotor S 184 des Hauptgetriebes und der Öffnung 173 doppelter Breite verbunden; eine Leitung 186 ist mit dem Servomotor S186 des Hauptgetriebes und der Öffnung 174 doppelter Breite verbunden. Eine Leitung 187 zum Rückwärtsgangservomotor S 187 des Hauptgetriebes ist mit der Öffnung 175 verbunden. Die ortsfesten Zuleitungsöffnungen befinden sich alle in der Längsbohrung 153, und die Zuleitungs- und Auslaßdurchbrüche sind alle im Ventilglied angeordnet.
Befindet sich das Ventilglied 152 des Steuerventils in der dargestellten Stellung Ri für langsamen Rückwärtsgang, so wird Druckflüssigkeit von der Gangschaltleitung 133 über die Öffnung 161 und den Durchbruch a dem Druckkanal 156 zugeleitet und gelangt durch sämtliche Durchbrüche b bis f und die Öffnungen 1.62, 164, 166 und 168 und 171 zur ersten Speiseleitung 181 und durch den Durchbruch g und die Öffnung 175 zur Leitung 187. Die Leitungen 182, 183, 184 und 186 sind über die Durchbrüche h bis k mit dem Auslaßkana1157 verbunden. Bei Verstellung des Ventilgliedes 152 des Steuerventils in die Stellung R2 für schnellen Rückwärtsgang bewegt sich der Durchbruch a zum oberen Ende der Öffnung 161, so daß die Gangschaltleitung 133 mit dem Druckkanal 156 verbunden bleibt. Die Durchbrüche c, d, e und f sind mit den Öffnungen 163 bzw. 165 bzw. 167 bzw. 169 verbunden, um Netzdruck der zweiten Speiseleitung 182 zuzuführen. Die erste Speiseleitung 181 ist an den Öffnungen 168 und 171 mit den Durchbrüchen h und e und damit mit dem Auslaßkanal 157 verbunden. Der Durchbruch g bleibt mit der Öffnung 175 verbunden und versorgt den Rückwärtsgangservomotor S187.
In der Leerlaufstellung N des Ventilglieds 152 ist die Gangschaltleitung 133 über den Durchbruch b des Ventilgliedes 152 mit dem Druckkanal 156 und über die Durchbrüche c bis f mit der zweiten Speiseleitung 181 verbunden. Die zweite Speiseleitung 182 ist über die Durchbrüche h und e mit dem Auslaßkanal 157 verbunden. Die Öffnungen 172, 173 und 174 sind über die Durchbrüche j bzw. k bzw. Z mit dem Auslaßkanal 157 verbunden. Die Öffnung 175 ist über die unten offene Stirnseite 188 der Längsbohrung 153 des Steuerventils entlastet.
In der Stellung des Ventilgliedes 152 des Steuerventils für sechsten Gang ist die Gangschaltleitung 133 durch den Durchbruch b des Ventilgliedes 152 mit dem Druckkanal 156 verbunden, der über die Durchbrüche d, e und f die Öffnungen 163, 165 und 167 und damit die zweite Speiseleitung 182 versorgt. Der Druckkanal 156 ist über den Durchbruch g, die Öffnung 174 und die Leitung 186 mit dem Servomotor S186 verbunden. Die erste Speiseleitung 181 ist über die Öffnungen 166, 168 und 171 mit den entsprechenden Durchbrüchen h, i und j und damit mit dem Auslaßkanal 157 verbunden. Die Öffnungen 172 und 173 sind über die Durchbrüche k und 1 mit dem Auslaßkana1157 verbunden, während die Öffnung 175 weiterhin entlastet ist.
Befindet sich das Ventilglied 152 des Steuerventils in der Stellung für fünften Gang, so ist die Gangschaltleitung 133 über den Durchbruch c des Ventilgliedes 152 mit dem Druckkanal 156 verbunden und über die Durchbrüche d, e, f mit der ersten Speiseleitung 181 und über den Durchbruch g mit der Öffnung 174 und der Leitung 186 verbunden. Die zweite Speiseleitung 182 ist über die Durchbrüche h, i und j ebenso wie die Leitungen 183 und 184 über die Durchbrüche k und 1 mit dem Auslaßkanal 157 verbunden. Die Leitung 187 bleibt mit der unteren offenen Stirnseite 188 der Längsbohrung 153 verbunden.
Befindet sich das Ventilglied 152 des Steuerventils in der Stellung für vierten Gang, so ist die Gangschaltleitung 133 über den Durchbruch c des Ventilgliedes 152 mit dem Druckkanal 156 und über die Durchbrüche e und f mit der zweiten Speiseleitung 182 verbunden. Der Durchbruch g ist über die Öffnung 173 mit der Leitung 184 verbunden. Die Öffnungen 174 und 175 haben Verbindung mit der offenen Stirnseite 188 der Längsbohrung 153, während die erste Speiseleitung 181 über die Durchbrüche h bis k und die Leitung 183 über den Durchbruch 1 mit dem Auslaßkanal 157 in Verbindung stehen.
In ähnlicher Weise ist bei Stellung des Ventilgliedes 152 des Steuerventils für dritten Gang die Gangschaltleitung 133 mit dem Druckkanal 156 und der ersten Speiseleitung 181 und der Leitung 184 verbunden. Bei Einstellung des Ventilgliedes 152 für zweiten Gang sind die Leitungen 182 und 183 angeschlossen. In der Stellung des Ventilgliedes 152 für ersten Gang bleibt die Gangschaltleitung 133 mit der Leitung 183 verbunden, und die Leitung 181 wird ebenfalls mit dieser verbunden. In den erwähnten Stellungen des Ventilgliedes sind alle anderen Leitungen zum Auslaß entlastet. Ein federbelastetes Gesperre 191 arbeitet mit mehreren Ringnuten 192 am Ventilglied zusammen, um dieses in der jeweils eingestellten Stellung festzuhalten.

Claims

Patentansprüche: 1. Steuerventil für die Steueranlage für Stufenwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Ventilglied, das einen beiderseits geschlossenen ersten in Längsrichtung liegenden Kanal parallel neben einem zweiten einseitig geschlossenen Kanal enthält, wobei der eine Kanal ein Druckkanal und der andere Kanal ein Auslaßkanal ist und beide Kanäle wahlweise mit einer Reihe von in Längsrichtung Abstand aufweisenden, sich über den Umfang erstreckenden Öffnungen für die zu den Servomotoren für die Gangschaltung führenden Leitungen der in einem Ventilgehäuse enthaltenen Längsbohrung über radiale Durchbrüche im Ventilglied verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (152) in an sich bekannter Weise längs verschieblich in der Längsbohrung (153) des Ventilgehäuses (151) und in verschiedene gleichen axialen Abstand voneinander aufweisende Stellungen einstellbar ist, daß die radialen Durchbrüche (a bis f), die vom Druckkanal (156) ausgehen, gleichen axialen Abstand voneinander haben und in zwei aufeinanderfolgenden Stellungen des Ventilgliedes mit einer Druckeinlaßöffnung (161) doppelter Weite im Ventilgehäuse zusammenwirken.
2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (162; 164, 166, 168, 171) des Ventilgehäuses (151), die mit den von dem Druckkanal (156) ausgehenden radialen Durchbrüchen (a bis f) zusammenarbeiten, in Achsrichtung abwechselnd zwischen den öffnungen (163, 165, 167, 169) liegen, die mit den vom Auslaßkanal (15'7) ausgehenden radialen Schlitzen (h bis 4 zusammenarbeiten.
3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den vom Druckkanal (156) ausgehenden radialenDurchbrüchen(abis f) bei jeder zweiten Stellung des Ventilgliedes (152) zusammenarbeitenden Öffnungen (162, 164, 166, 168, 171) des Ventilgehäuses (151) an eine gemeinsame erste Speiseleitung (181) angeschlossen sind, während die dazwischenliegenden öffnungen (163, 165, 167, 169) mit einer zweiten Speiseleitung (182) verbunden sind.
4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (152) in den aufeinanderfolgenden Stellungen durch ein federndes Gesperre (191) festlegbar ist.
5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Durchbrüche (a bis 4 im Ventilglied (152) als Querschlitze ausgebildet sind, die sich von außen bis in den Bereich des zugeordneten Druck- oder Auslaßkanals (156, 157) erstrecken.
6. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (152) einen weiteren radialen Durchbruch (g) vom Druckkanal (156) enthält, der in Längsrichtung Abstand von den anderen radialen Durchbrüchen (a bis f) hat und in je zwei aufeinanderfolgenden Stellungen des Ventilgliedes mit einer von mehreren Abstand voneinander habenden Speiseöffnungen (172 bis 175) doppelter Weite zusammenarbeitet.
7. Steuerventil nach Anspruch 6, bei dem die Ventilbohrung an beiden Enden zur Bildung eines Auslasses offen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelte Weite aufweisenden Speiseöffnungen (172 bis 175), die in der jeweiligen Stellung des Ventilgliedes (152) nicht mit dem Druckkanal (156) in Verbindung stehen, mit der Längsbohrung (153) unmittelbar oder über die radialen Durchbrüche (h bis 4, die von dem Auslaßkanal (157) ausgehen, verbunden sind.