EP3183478A1 - Anordnung zum sperren und freigeben einer schaltposition eines schaltelementes - Google Patents

Anordnung zum sperren und freigeben einer schaltposition eines schaltelementes

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EP3183478A1
EP3183478A1 EP15739582.3A EP15739582A EP3183478A1 EP 3183478 A1 EP3183478 A1 EP 3183478A1 EP 15739582 A EP15739582 A EP 15739582A EP 3183478 A1 EP3183478 A1 EP 3183478A1
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EP
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piston
arrangement according
check valve
valve seat
closure
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Withdrawn
Application number
EP15739582.3A
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English (en)
French (fr)
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Peter Ziemer
Josef Haupt
Christoph Margraf
Markus Herrmann
Thilo Schmidt
Ulrich Doerr
Christian Sibla
Stefan Beck
Maik Wiesner
Stefan Brom
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for locking and releasing a shift position of a hydraulically operable with actuation pressure switching element in a transmission housing coaxial with a transmission shaft.
  • Switching elements such as clutches or the like in automatic transmissions, as known from DE 198 58 541 A1, are usually kept closed by means of hydraulically actuated pistons with a corresponding actuating pressure in the clutch cylinder.
  • the pressure oil supply in the gear housing to the clutch cylinder or to the clutch piston via rotating elements, which are sealed by gap seals, such as plain bearings and rectangular rings.
  • These rotary unions are characterized by high losses due to leaks, especially at high clutch pressures during the shift position of the clutch.
  • triggered locking mechanisms are known as a function of the actuating pressure.
  • these are space-consuming and therefore neither weight nor cost neutral.
  • the present invention is based on the object to propose an arrangement of the type described above, which are integrated as possible space and weight neutral in an existing switching element and actuation pressure can be controlled independently.
  • an arrangement with at least one actuatable hydraulically actuated by a switching element switching element is proposed, which is arranged coaxially to a centrally disposed transmission shaft in a transmission housing of an automatic transmission of a vehicle.
  • the arrangement comprises at least one blocking valve for blocking and releasing the switching position or the closed one Position of the switching element, wherein the check valve is acted upon independently of the switching element with a separate control pressure or blocking pressure and wherein the check valve is disposed radially within the switching element in the transmission housing.
  • the switchable shut-off valve can be integrated in a space-saving and cost-effective manner into an existing switching element, in particular into a clutch of an automatic transmission, to prevent leakage. It is possible that the check valve is provided for hydraulic or mechanical locking and releasing the at least one switching element.
  • a hydraulic lock As part of a hydraulic lock can be provided that is blocked or released with the check valve acted upon by actuating fluid space or clutch cylinder of the switching element.
  • the check valve In the context of a possible mechanical blocking, on the other hand, it can be provided that the check valve is used to block an actuating element or a clutch piston of the switching element in the switched or engaged position and to release them as required.
  • the check valve may comprise a one-piece or a multi-part locking body, for example, a cylindrical or annular piston element or the like, for example, and optionally a corresponding with a valve seat closure element for locking and releasing a supply channel into the fluid space of the switching element or in the clutch cylinder of the coupling has.
  • a hydrodynamic pressure compensation results in the check valve in that oil or hydraulic fluid can be dammed up on the side of the return element.
  • the check valve may be arranged in the proposed arrangement within the transmission shaft but also radially outside of this, wherein the locking body is designed to be axially displaceable.
  • the corresponding with the valve seat Closure element can be equipped with hydraulic blocking, for example, with O-ring seals or with vulcanized sealing elements.
  • a valve seat in particular a conical or a plate seat can be used. By specifically introduced diameter differences in the region of the valve seat, the return element is supported by the clutch pressure in the closed state.
  • a restoring element preferably spring elements, for example in the form of plate or wave spring-shaped energy storage can be used to hold the locking body or the check valve in its closed position.
  • the check valve is acted upon by a separate control pressure.
  • the position of the check valve is changed.
  • the closed position of the check valve can be realized by the return element, so that upon application of the control pressure, a valve seat position releasing the supply channel into the fluid chamber or into the cylinder space of the clutch is achieved.
  • a mechanical blocking of the switching element or the clutch can be achieved by Steuerchristbeaufschlagung a the actuating element of the switching element or the clutch piston of the clutch latching or blocking position.
  • a fluid reservoir is provided for actuating the clutch to compensate for minor hydraulic losses, for example when switching.
  • the fluid reservoir is formed by an integrated in the clutch actuating piston equipped with a push-back piston.
  • Figure 1 is a schematic partial view of an automatic transmission with a first embodiment of an inventive arrangement arranged within the transmission shaft check valve;
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment according to FIG. 1;
  • Figure 3 is a schematic partial view of an automatic transmission with a second embodiment of the inventive arrangement with radially outside the transmission shaft arranged check valve;
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment according to FIG. 3
  • Figure 6 shows a third embodiment of the arrangement according to the invention with a plurality of shut-off valves for driving a plurality of switching elements; a sectional partial view of a fourth embodiment of the arrangement according to the invention with a valve disposed within a further transmission shaft check valve; a further illustration of the fourth embodiment according to Figure 7; a schematic view of a fifth embodiment of the inventive arrangement with an alternative embodiment of a arranged in the transmission shaft locking element; a further view of the fifth embodiment of Figure 8; a schematic view of a sixth embodiment of the arrangement according to the invention with a switching position mechanically blocking the check valve; a further view of the sixth embodiment of Figure 9; and
  • FIGS 10 to 1 1 A different versions of alternative sealing elements of the arrangement according to the invention.
  • the arrangement comprises at least one hydraulically operable via an actuating pressure switching element, for example, as a clutch 1, 1 A, which is arranged coaxially with at least one transmission shaft 2 in a transmission housing 3 of an automatic transmission of a vehicle. Furthermore, the arrangement comprises at least one blocking valve for blocking and releasing the switching position or the closed position of the coupling 1, 1 A. According to the respective embodiments, the check valve is actuated via a separate control pressure independent of the actuation of the shift element or the clutch 1, 1A, the check valve being arranged radially inside the clutch 1, 1A in the transmission housing 3.
  • the check valve is arranged in an axial bore 5 of the transmission shaft 2 arranged centrally in the transmission housing 3.
  • the check valve is disposed radially within a transmission shaft 2 sheathing guide sleeve 6.
  • the check valve as a blocking body in the axial bore 5 axially movable piston 7, which cooperates with a valve seat 8 of the axial bore 5.
  • a one-piece locking body is provided at the check valve.
  • a first end of the piston 7 is associated with a control pressure acted upon pressure chamber 9 in the axial bore 5, wherein a second end of the piston 7, a return element or spring element 10 is assigned, so that the piston 7 at Steuerchristbeaufschlagung in a feed channel 1 1 of the fluid space 4 released valve seat position is axially displaceable.
  • For sealing rectangular rings 39 are provided.
  • the check valve has a multi-part locking body with an axially movable actuating piston 12 can be acted upon with control pressure and axially movable and a cooperating with a valve seat 8A of the axial bore 5A closing piston 13.
  • the actuating piston 12 is associated with a pressurizable space 9A in the axial bore 5A.
  • the actuating piston 12 is at Steuerdruckbeaufschlagung so with the closure piston 13 in operative connection, that the closure piston 13 can be brought against the force of a restoring elements or a return spring 10A in a the supply channel 1 1 A of the fluid space 4A releasing valve seat position.
  • a further spring element 14 is provided in order to return the actuating piston 12 to an initial position.
  • the closure piston 13 has, on the side facing the actuating piston 12, a spherical shape which is adapted to the valve seat 8A.
  • Figures 3 to 5 show a second embodiment of the arrangement according to the invention, in which the check valve is arranged radially between the transmission shaft 2 and designed as a clutch cylinder fluid chamber 4B of the clutch 1.
  • the check valve is disposed in a between the coaxial with the transmission shaft 2 arranged guide sleeve 6 and the coupling 1 formed annular space 15, 15A.
  • FIG. 3 an embodiment of the second embodiment is shown, in which a sleeve-shaped piston element 1 6 is provided as a blocking body.
  • a one-piece locking body is provided at the check valve.
  • the piston element 1 6 is arranged axially movable in the annular space 15 and cooperates with the valve seat 8 B of the annular space 15.
  • the first end of the piston member 1 6 is assigned to a controllable pressure with the control portion 40 of the annular space 15, and a second end of the piston member 1 6 is associated with a return element or spring 10 B, so that the piston member 1 6 at Steuerchristbeetzschung in the feed channel 1 1 B of the fluid space 4C releasing valve seat position is displaced.
  • the blocking body comprises an annular actuating piston 17, at least one pin 18 operatively connected to the actuating piston 17 and a closure sleeve 19 operatively connected to the pin 18 and a valve seat 8C.
  • the actuating piston 17 is arranged in a region 40A of the annular space 15A which is acted on by control pressure wherein the closure sleeve 19 rests against the valve seat 8C via a return element 10C, wherein the actuating piston 17 at Steuer horrbeaufschlagung the closure sleeve 19 moves in a supply channel 1 1 C released valve seat position.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the second embodiment variant according to FIG. 2, in which it is provided that the check valve with the guide sleeve 6 and the shift element 1 is mounted rotatably on the transmission shaft or drive shaft 2.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the arrangement according to the invention is shown, in which a plurality of controllable via a common Steuer horran- 20 check valves for releasing and locking the respective feed channels 1 1 D, 1 1 E of several clutches 1, 1 A are provided.
  • the first check valve is arranged with the associated guide sleeve 6A on a housing stub 22 radially within the first clutch 1 and forms a first annular space 21st
  • a second check valve is disposed coaxially between the guide sleeve 6A connected to the gear shaft 2 and the clutches 1, 1A to be released or locked in the shift position in a second annular space 23.
  • Each check valve has a in the associated annular space 21, 23 axially movable multi-part locking body with a Entsperrkolben 24, 24A and with an annular closure element 25, 25A.
  • a first end of each release piston 24, 24A is associated with the common control pressure port 20, a second end of each release piston 24, 24A being in operative connection with the closure element 25, 25A biased against a valve seat 8F, 8G via a return element 10D, 10E, so that each closure element 25, 25 A via the respective Entsperrkolben 24, 24A at Steuer horrbeetzstoffung in a respective supply channel 1 1 D, 1 1 E of the associated clutch 1, 1 A releasing valve seat position can be brought.
  • FIGS. 7 to 9 A show a fourth, fifth and sixth embodiment variant in which the check valve is arranged within a second transmission shaft 26 arranged coaxially with the first transmission shaft 2. It is also possible that a plurality of shut-off valves are arranged axially next to one another in the second transmission shaft 26.
  • the blocking valve has a multipart blocking body with a piston element 28 arranged in a first annular space 27 under control pressure and with a spherical closure element 30 arranged in an annular space 29 acted upon by actuating pressure.
  • the second annular space 29 has a valve seat 8D, which is in operative connection with the closure element 30.
  • the closure element 30 in turn is in operative connection with the piston element 28.
  • the piston member 28 is pressed against the force of a return element 10F at Steuer réellebeetzleyung against the spherical closure member 30 so that the closure member 30 can be brought in a the feed channel 1 1 F released valve seat position.
  • FIG. 7 shows the closed position, ie the position closing the supply channel 11 F, FIG. 7A showing the position released for the supply channel 11 F in which the closure element 30 is moved axially and radially away from the valve seat 8D.
  • the fifth embodiment is shown, which is similar to the operating principle of the fourth embodiment, but is structurally modified.
  • the check valve also has a multi-part blocking body with a piston element 28A arranged in a first annular space 27A which is acted upon by control pressure and with a spherical closure element 30A arranged in a second actuating space acted upon by annular pressure 29A.
  • the piston member 28A is operatively connected to the closure member 30A
  • the Closure member 30A is further operatively connected to a valve seat 8E.
  • the piston element 28A is structurally modified in that the end of the piston element 28A facing the closure element 30A has a shape adapted to the spherical shape of the closure element 30A. As a result, the closure element 30A is lifted radially outward from the valve seat 8E when the piston element 28A is pressurized with control pressure.
  • FIG. 8 shows the closed position, while FIG. 8A shows the position released by the supply channel 11G.
  • a sealing element 31, 31A is provided for sealing off the first annular space 27, 27A subjected to control pressure from the environment.
  • a vent 32, 32A is provided for venting the first annular space 27, 27A.
  • FIGS. 9 and 9A show a sixth embodiment of the arrangement according to the invention, in which the blocking element has at least one locking body which can be acted upon by mechanical pressure to mechanically block and release the switching position of the switching element or the coupling 1, 1A 9A only the clutch 1, 1 A actuated clutch piston 33 is shown.
  • a blocking body a spherical Rastierelement 34 is provided, which is operatively connected via an actuatable with control pressure actuator 35, so that at Steuerdruckbeetzleyung of the actuating element 35 via a control pressure channel 41 and with the clutch 1, 1 A, the spherical Rastierelement 34 in a clutch piston 33 form - And / or non-positively locking position can be brought.
  • This is achieved in that the spherical detent element 34 engages in a corresponding recess or locking groove 36 on the detent element 34 facing side of the clutch piston 33.
  • FIG. 9 shows the released position
  • FIG. 9A shows the locked or locked position in which the locking element 34 is in the recess due to the actuating element 35 subjected to control pressure.
  • mung 36 of the clutch piston 33 positively engages.
  • the actuator 35 is subjected to control pressure, thereby the clutch piston 33 is held or locked in the shift position, so that the actuating pressure acting on the clutch piston 33, reduced or eliminated.
  • FIGS. 10, 10A, 11 and 11A show various embodiments of the sealing element sealing the valve seat 8 to 8F.
  • an O-ring 37 is provided as a sealing element, while in the figures 1 1 and 1 1 A a z.
  • the O-ring 37 is arranged axially fixed in a corresponding groove on the coupling side, while in Figure 10A, the O-ring is arranged on the locking body side axially fixed in a groove.
  • the vulcanized sealing element 38 is integrally formed on the coupling side, while in Figure 11A, the vulcanized sealing element 38 is vulcanized on the blocking body side.

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Abstract

Es wird eine Anordnung mit zumindest einem hydraulisch über einen Betätigungsdruck betätigbaren Schaltelement (1, 1A), welches koaxial zu einer Getriebewelle (2, 26) in einem Getriebegehäuse (3) eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges angeordnet ist, und mit zumindest einem Sperrventil zum Sperren und Freigeben der Schaltposition des Schaltelementes (1, 1A) vorgeschlagen, wobei das Sperrventil mit einem separaten Steuerdruck beaufschlagbar ist und wobei das Sperrventil radial innerhalb des Schaltelements (1, 1A) im Getriebegehäuse (3) angeordnet ist.

Description

Anordnung zum Sperren und Freigeben einer Schaltposition eines Schaltelementes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Sperren und Freigeben einer Schaltposition eines hydraulisch mit Betätigungsdruck betätigbaren Schaltelements in einem koaxial zu einer Getriebewelle angeordneten Getriebegehäuse.
Schaltelemente, wie zum Beispiel Kupplungen oder dergleichen in Automatikgetrieben, wie aus der DE 198 58 541 A1 bekannt, werden üblicherweise über hydraulisch betätigte Kolben mit entsprechendem Betätigungsdruck im Kupplungszylinder geschlossen gehalten. Die Druckölführung im Getriebegehäuse zum Kupplungszylinder bzw. zum Kupplungskolben erfolgt über drehende Elemente, welche mittels Spaltdichtungen, zum Beispiel Gleitlager und Rechteckringe abgedichtet sind. Diese Drehdurchführungen sind vor allem bei hohen Kupplungsdrücken während der Schaltposition der Kupplung durch hohe Verluste infolge von Leckagen gekennzeichnet. Um Leckageverluste bei geschlossenen, also betätigten Schaltelementen bzw. Kupplungen zu verhindern, sind in Abhängigkeit des Betätigungsdruckes angesteuerte Verriegelungsmechanismen bekannt. Diese sind jedoch bauraumaufwändig und somit weder gewichts- noch kostenneutral.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche möglichst bauraum- und gewichtsneutral in ein bestehendes Schaltelement integriert werden sowie betäti- gungsdruckunabhängig ansteuerbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Vorteile aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ergeben.
Somit wird eine Anordnung mit zumindest einem hydraulisch über einen Betätigungsdruck betätigbaren Schaltelement vorgeschlagen, welches koaxial zu einer zentral angeordneten Getriebewelle in einem Getriebegehäuse eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges angeordnet ist. Die Anordnung umfasst zumindest ein Sperrventil zum Sperren und Freigeben der Schaltposition bzw. der geschlossenen Position des Schaltelementes, wobei das Sperrventil unabhängig vom Schaltelement mit einem separaten Steuerdruck bzw. Sperrdruck beaufschlagbar ist und wobei das Sperrventil radial innerhalb des Schaltelements im Getriebegehäuse angeordnet ist.
Auf diese Weise ist das schaltbare Sperrventil zur Leckagevermeidung bau- raum- und kostengünstig in ein bestehendes Schaltelement, insbesondere in eine Kupplung eines Automatikgetriebes, integrierbar. Es ist möglich, dass das Sperrventil zum hydraulischen oder auch zum mechanischen Sperren und Freigeben des zumindest einen Schaltelements vorgesehen ist.
Im Rahmen einer hydraulischen Sperrung kann vorgesehen sein, dass mit dem Sperrventil ein mit Betätigungsdruck beaufschlagter Fluidraum bzw. Kupplungszylinder des Schaltelements gesperrt bzw. freigegeben wird. Im Rahmen einer möglichen mechanischen Sperrung kann dagegen vorgesehen sein, dass das Sperrventil dazu benutzt wird, ein Betätigungselement bzw. einen Kupplungskolben des Schaltelements in der geschalteten bzw. eingerückten Position zu sperren und bei Bedarf freizugeben.
Je nach Ausführung und gewählter Anwendung kann das Sperrventil einen einteiligen oder auch einen mehrteiligen Sperrkörper umfassen, der zum Beispiel ein zylindrisch oder ringförmig ausgebildetes Kolbenelement oder dergleichen beispielsweise zur Betätigung und ggf. ein mit einem Ventilsitz korrespondierendes Verschlusselement zum Sperren und Freigeben eines Zuführungskanals in den Fluidraum des Schaltelementes bzw. in den Kupplungszylinder der Kupplung aufweist.
Insbesondere bei der Verwendung von ringförmig oder ähnlich ausgestalteten Sperrkörpern ergibt sich ein hydrodynamischer Druckausgleich in dem Sperrventil dadurch, dass auf der Seite des Rückstellelementes Öl bzw. Hydraulikmittel aufgestaut werden kann.
Das Sperrventil kann bei der vorgeschlagenen Anordnung innerhalb der Getriebewelle aber auch radial außerhalb von dieser angeordnet sein, wobei der Sperrkörper axial verschiebbar ausgeführt ist. Das mit dem Ventilsitz korrespondierende Verschlusselement kann bei der hydraulischen Sperrung beispielsweise mit O- Ringdichtungen oder auch mit anvulkanisierten Dichtelementen ausgestattet sein. Als Ventilsitz kann insbesondere ein Kegel- oder ein Tellersitzt eingesetzt werden. Durch gezielt eingeführte Durchmesserunterschiede im Bereich des Ventilsitzes wird das Rückstellelement durch den Kupplungsdruck im geschlossenen Zustand unterstützt. Es sind auch andere konstruktive Ausführungen möglich, die die entsprechenden Eigenschaften bieten.
Als Rückstellelement können vorzugsweise Federelemente zum Beispiel in Form von teller- oder wellenfederförmig ausgebildeten Energiespeichern eingesetzt werden, um den Sperrkörper bzw. das Sperrventil in seiner geschlossenen Position zu halten.
Unabhängig von den jeweiligen Ausführungen wird das Sperrventil durch einen separaten Steuerdruck beaufschlagt. Durch die Steuerdruckbeaufschlagung wird die Position des Sperrventils verändert. Beispielsweise kann die geschlossene Position des Sperrventils durch das Rückstellelement realisiert werden, so dass bei Anliegen des Steuerdruckes eine den Zuführungskanal in den Fluidraum bzw. in den Zylinderraum der Kupplung freigebende Ventilsitzposition erreicht wird. Bei einer mechanischen Sperrung des Schaltelementes bzw. der Kupplung kann durch Steuerdruckbeaufschlagung eine das Betätigungselement des Schaltelements bzw. den Kupplungskolben der Kupplung rastierende bzw. sperrende Position erreicht werden.
Mit besonderem Vorteil ist die Betätigung des Sperrventils mittels Steuerdruckbeaufschlagung unabhängig vom vorhandenen Betätigungsdruck des Schaltelements möglich.
Mithilfe der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Anordnung wird durch die Vermeidung von Leckagen an dem Schaltelement im betätigten Zustand durch Druckentlastung bzw. durch mechanische Rastierung eine Entlastung der Dichtelemente an der Drehübertragung ermöglicht, um somit die hydraulischen Verluste zu minimieren. Hierdurch ergibt sich eine bedarfsorientierte vergleichsweise kleinere und folglich schleppmomentschwächere Pumpe in Verbindung mit einem Druckspeicher, welches letztlich zu einer Verbrauchsverbesserung führt. Dadurch sind weitere Funktionalitäten bei dem Automatikgetriebe, wie zum Beispiel Segeln bei abgeschalteten Antriebsmotor möglich.
Bei der vorgeschlagenen Anordnung ist es auch möglich, dass zum Beispiel ein Fluidspeicher zum Betätigen der Kupplung vorgesehen ist, um geringfügige hydraulische Verluste, zum Beispiel beim Umschalten, auszugleichen. Dabei wird der Fluidspeicher durch einen im Kupplungsbetätigungskolben integrierten mit einer Nachdrückfeder ausgestatteten Kolben gebildet.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Teilansicht eines Automatikgetriebes mit einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Anordnung mit innerhalb der Getriebewelle angeordnetem Sperrventil;
Figur 2 eine Alternative Ausführung gemäß Figur 1 ;
Figur 3 eine schematische Teilansicht eines Automatikgetriebes mit einer zweiten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung mit radial außerhalb der Getriebewelle angeordneten Sperrventil;
Figur 4 eine Alternative Ausführung gemäß Figur 3;
Figur 5 eine weitere Alternative Ausführung gemäß Figur 3;
Figur 6 eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Sperrventile zum Ansteuern mehrerer Schaltelemente; eine geschnittene Teilansicht einer vierten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem innerhalb einer weiteren Getriebewelle angeordneten Sperrventil; eine weitere Darstellung der vierten Ausführungsvariante gemäß Figur 7; eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer alternativen Ausgestaltung eines in der Getriebewelle angeordneten Sperrelements; eine weitere Ansicht der fünften Ausführungsvariante gemäß Figur 8; eine schematische Ansicht einer sechsten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem die Schaltposition mechanisch sperrenden Sperrventil; eine weitere Ansicht der sechsten Ausführungsvariante gemäß Figur 9; und
Figuren 10 bis 1 1 A verschiedene Ausführungen alternativer Dichtelemente der erfindungsgemäßen Anordnung.
In den Figuren 1 bis 1 1 A ist anhand verschiedener Ausführungsvarianten und Ausgestaltungen die vorgeschlagene erfindungsgemäße Anordnung exemplarisch dargestellt. Die Anordnung umfasst zumindest ein hydraulisch über einen Betätigungsdruck betätigbares Schaltelement, beispielsweise als Kupplung 1 , 1 A, welche koaxial zu zumindest einer Getriebewelle 2 in einem Getriebegehäuse 3 eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges angeordnet ist. Ferner umfasst die Anordnung zumindest ein Sperrventil zum Sperren und Freigeben der Schaltposition bzw. der geschlossenen Position der Kupplung 1 , 1 A. Gemäß der jeweiligen Ausführungsvarianten ist das Sperrventil über einen von der Betätigung des Schaltelements bzw. der Kupplung 1 , 1 A unabhängigen, separaten Steuerdruck ansteuerbar, wobei das Sperrventil radial innerhalb der Kupplung 1 , 1 A in dem Getriebegehäuse 3 angeordnet ist.
Bei der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsvariante gemäß Figuren 1 bis 8A ist vorgesehen, dass das Sperrventil einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Sperrkörper zum hydraulischen Sperren und Freigeben eines mit Betätigungsdruck beaufschlagten Fluidraumes bzw. Kupplungszylinders 4 der Kupplung 1 , 1 A vorgesehen ist.
Bei der ersten Ausführungsvariante gemäß Figur 1 und 2 ist vorgesehen, dass das Sperrventil in einer Axialbohrung 5 der zentral in dem Getriebegehäuse 3 angeordneten Getriebewelle 2 angeordnet ist. Somit ist das Sperrventil radial innerhalb einer die Getriebewelle 2 ummantelnden Führungshülse 6 angeordnet.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung weist das Sperrventil als Sperrkörper einen in der Axialbohrung 5 axialbewegbaren Kolben 7 auf, der mit einem Ventilsitz 8 der Axialbohrung 5 zusammenwirkt. Somit ist bei dieser Ausführung ein einteiliger Sperrkörper bei dem Sperrventil vorgesehen. Einem ersten Ende des Kolbens 7 ist ein mit Steuerdruck beaufschlagbarer Druckraum 9 in der Axialbohrung 5 zugeordnet, wobei einem zweiten Ende des Kolbens 7 ein Rückstellelement bzw. Federelement 10 zugeordnet ist, so dass der Kolben 7 bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den Zuführkanal 1 1 des Fluidraumes 4 freigegebene Ventilsitzposition axial verschiebbar ist. Zur Abdichtungen sind Rechteckringe 39 vorgesehen.
In Figur 2 ist eine alternative Ausgestaltung der ersten Ausführungsvariante dargestellt, bei der das Sperrventil einen mehrteiligen Sperrkörper mit einem mit Steuerdruck beaufschlagbaren axial bewegbaren Betätigungskolben 12 und einen axial bewegbaren und mit einem mit einem Ventilsitz 8A der Axialbohrung 5A zusammenwirkenden Verschlusskolben 13 aufweist. Der Betätigungskolben 12 ist einem mit Steuerdruck beaufschlagbaren Druckraum 9A in der Axialbohrung 5A zugeordnet. Der Betätigungskolben 12 steht bei Steuerdruckbeaufschlagung derart mit dem Verschlusskolben 13 in Wirkverbindung, dass der Verschlusskolben 13 gegen die Kraft eines Rückstellelemente bzw. einer Rückstellfeder 10A in eine den Zuführungskanal 1 1 A des Fluidraumes 4A freigebenden Ventilsitzposition bringbar ist. Um den Betätigungskolben 12 in eine Ausgangsposition zurückzustellen, ist ein weiteres Federelement 14 vorgesehen. Der Verschlusskolben 13 weist an der dem Betätigungskolben 12 zugewandten Seite eine Kugelform auf, die an den Ventilsitz 8A an- gepasst ist.
Figuren 3 bis 5 zeigen eine zweite Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung, bei der das Sperrventil radial zwischen der Getriebewelle 2 und dem als Kupplungszylinder ausgeführten Fluidraum 4B der Kupplung 1 angeordnet ist. Das Sperrventil ist in einem zwischen der koaxial zur Getriebewelle 2 angeordneten Führungshülse 6 und der Kupplung 1 gebildeten Ringraum 15, 15A angeordnet.
In Figur 3 ist eine Ausführung der zweiten Ausführungsvariante gezeigt, bei der als Sperrkörper ein hülsenförmiges Kolbenelement 1 6 vorgesehen ist. Somit ist bei dieser Ausführung ein einteiliger Sperrkörper bei dem Sperrventil vorgesehen. Das Kolbenelement 1 6 ist axial bewegbar in dem Ringraum 15 angeordnet und wirkt mit dem Ventilsitz 8B des Ringraumes 15 zusammen. Das erste Ende des Kolbenelements 1 6 ist einem mit Steuerdruck beaufschlagbaren Bereich 40 des Ringraumes 15 zugeordnet, und ein zweites Ende des Kolbenelements 1 6 ist einem Rückstellelement bzw. Feder 10B zugeordnet, so dass das Kolbenelement 1 6 bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den Zuführungskanal 1 1 B des Fluidraumes 4C freigebenden Ventilsitzposition verschiebbar ist.
In Figur 4 ist eine Ausgestaltung der zweiten Ausführungsvariante dargestellt, bei der das Sperrventil einen mehrteiligen in dem Ringraum 15A axial bewegbaren Sperrkörper aufweist. Der Sperrkörper umfasst einen ringförmigen Betätigungskolben 17, zumindest einen mit dem Betätigungskolben 17 in Wirkverbindung stehenden Stift 18 und eine mit dem Stift 18 und einem Ventilsitz 8C in Wirkverbindung stehende Verschlusshülse 19. Der Betätigungskolben 17 ist in einem mit Steuerdruck beaufschlagten Bereich 40A des Ringraumes 15A angeordnet, wobei die Verschlusshülse 19 über ein Rückstellelement 10C an dem Ventilsitz 8C anliegt, wobei der Betätigungskolben 17 bei Steuerdruckbeaufschlagung die Verschlusshülse 19 in eine den Zuführungskanal 1 1 C freigegebene Ventilsitzposition bewegt.
Figur 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung der zweiten Ausführungsvariante gemäß Figur 2, bei der vorgesehen ist, dass das Sperrventil mit der Führungshülse 6 und dem Schaltelement 1 drehbar auf der Getriebewelle bzw. Antriebswelle 2 gelagert ist.
In Figur 6 ist eine dritte Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, bei der mehrere über einen gemeinsamen Steuerdruckan- schluss 20 ansteuerbare Sperrventile zum Freigeben und Sperren der jeweiligen Zuführungs-kanäle 1 1 D, 1 1 E mehrerer Kupplungen 1 , 1 A vorgesehen sind. Das erste Sperrventil ist mit der zugeordneten Führungshülse 6A auf einem Gehäusestummel 22 radial innerhalb der ersten Kupplung 1 angeordnet und bildet einen ersten Ringraum 21 . Ein zweites Sperrventil ist koaxial zwischen der mit der Getriebewelle 2 verbundenen Führungshülse 6A und den in der Schaltposition freizugebenden oder zusperrenden Kupplungen 1 , 1 A in einem zweiten Ringraum 23 angeordnet.
Jedes Sperrventil weist einen in dem zugeordneten Ringraum 21 , 23 axialbewegbaren mehrteiligen Sperrkörper mit einem Entsperrkolben 24, 24A und mit einem ringförmigen Verschlusselement 25, 25A auf. Ein erstes Ende jedes Entsperrkol- bens 24, 24A ist dem gemeinsamen Steuerdruckanschluss 20 zugeordnet, wobei ein zweites Ende jedes Entsperrkolbens 24, 24A in Wirkverbindung mit dem über ein Rückstellelement 10D, 10E gegen einen Ventilsitz 8F, 8G vorgespannten Verschlusselement 25, 25 A steht, so dass jedes Verschlusselement 25, 25 A über den jeweiligen Entsperrkolben 24, 24A bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den jeweiligen Zuführungskanal 1 1 D, 1 1 E der zugeordneten Kupplung 1 , 1 A freigebende Ventilsitzposition bringbar ist.
Insbesondere bei den in den Figuren 5 und 6 dargestellten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich eine weitere Bauaufwand- und Kostenreduzierung dadurch, dass über den Steuerdruck mindestens ein weiteres Sperr- ventil zum Sperren und Freigeben eines weiteren Schaltelements bzw. einer weiteren Kupplung 1 , 1 A betätigt werden kann.
In den Figuren 7 bis 9 A sind eine vierte, fünfte und sechste Ausführungsvariante dargestellt, bei denen das Sperrventil innerhalb einer koaxial zur ersten Getriebewelle 2 angeordneten zweiten Getriebewelle 26 angeordnet ist. Hierbei ist es auch möglich, dass mehrere Absperrventile axial nebeneinander in der zweiten Getriebewelle 26 angeordnet sind.
Bei der vierten Ausführungsvariante gemäß Figuren 7 und 7A weist das Sperrventil einen mehrteiligen Sperrkörper mit einem in einem ersten mit Steuerdruck beaufschlagten Ringraum 27 angeordneten Kolbenelement 28 und mit einem in einem zweiten mit Betätigungsdruck beaufschlagten Ringraum 29 angeordneten kugelförmigen Verschlusselement 30 auf. Der zweite Ringraum 29 weist einen Ventilsitz 8D auf, der mit dem Verschlusselement 30 in Wirkverbindung steht. Das Verschlusselement 30 wiederum steht mit dem Kolbenelement 28 in Wirkverbindung. Das Kolbenelement 28 wird entgegen der Kraft eines Rückstellelementes 10F bei Steuerdruckbeaufschlagung gegen das kugelförmige Verschlusselement 30 gepresst, so dass das Verschlusselement 30 in einer den Zuführungskanal 1 1 F freigegebene Ventilsitzposition bringbar ist.
In Figur 7 ist die geschlossene, also die den Zuführungskanal 1 1 F verschließende Position dargestellt, wobei in Figur 7A die den Zuführungskanal 1 1 F freigegebene Position dargestellt ist, bei der das Verschlusselement 30 axial und radial von dem Ventilsitz 8D wegbewegt wird.
In den Figuren 8 und 8A ist die fünfte Ausführungsvariante gezeigt, die vom Wirkprinzip der vierten Ausführungsvariante ähnelt, jedoch konstruktiv abgewandelt ist. Das Sperrventil weist auch hier einen mehrteiligen Sperrkörper mit einem in einem ersten mit Steuerdruck beaufschlagten Ringraum 27A angeordneten Kolbenelement 28A und mit einem in einem zweiten mit Betätigungsdruck beaufschlagten Ringraum 29A angeordneten kugelförmigen Verschlusselement 30A auf. Das Kolbenelement 28A steht mit dem Verschlusselement 30A in Wirkverbindung, wobei das Verschlusselement 30A ferner mit einem Ventilsitz 8E in Wirkverbindung steht. Im Unterschied zu der vierten Ausführungsvariante ist bei der fünften Ausführungsvariante das Kolbenelement 28A konstruktiv verändert, indem das dem Verschlusselement 30A zugewandte Ende des Kolbenelements 28A eine an die Kugelform des Verschlusselementes 30A angepasste Form aufweist. Dadurch wird das Verschlusselement 30A bei mit Steuerdruck beaufschlagtem Kolbenelement 28A radial nach außen von dem Ventilsitz 8E abgehoben.
Figur 8 zeigt die geschlossene Position, während Figur 8A die den Zuführungskanal 1 1 G freigegebene Position darstellt.
Um den ersten mit Steuerdruck beaufschlagten Ringraum 27, 27A gegenüber der Umgebung abzudichten, ist ein Dichtelement 31 , 31 A vorgesehen. Zum Entlüften des ersten Ringraumes 27, 27A ist eine Entlüftung 32, 32A vorgesehen.
In den Figuren 9 und 9A ist eine sechste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, bei der das Sperrelement zumindest einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Sperrkörper zum mechanischen Sperren und Freigeben der Schaltposition des Schaltelements bzw. der Kupplung 1 , 1 A aufweist, wobei in den Figuren 9 und 9A lediglich der die Kupplung 1 , 1 A betätigende Kupplungskolben 33 dargestellt ist. Als Sperrkörper ist ein kugelförmige Rastierelement 34 vorgesehen, welches über einen mit Steuerdruck beaufschlagbares Betätigungselement 35 in Wirkverbindung steht, so dass bei Steuerdruckbeaufschlagung des Betätigungselements 35 über einen Steuerdruckkanal 41 und bei geschlossener Kupplung 1 , 1 A das kugelförmige Rastierelement 34 in eine den Kupplungskolben 33 form- und/oder kraftschlüssig sperrende Position bringbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das kugelförmige Rastierelement 34 in eine entsprechende Ausnehmung bzw. Verriegelungsnut 36 an der dem Rastierelement 34 zugewandten Seite des Kupplungskolbens 33 eingreift.
In Figur 9 ist die freigegebene Position dargestellt, während in Figur 9A die gesperrte bzw. verriegelte Position dargestellt ist, bei der das Rastierelement 34 aufgrund des mit Steuerdruck beaufschlagten Betätigungselements 35 in der Ausneh- mung 36 des Kupplungskolbens 33 formschlüssig eingreift. Solange das Betätigungselement 35 mit Steuerdruck beaufschlagt ist, wird dadurch der Kupplungskolben 33 in der Schaltposition gehalten bzw. arretiert, so dass der Betätigungsdruck, der auf den Kupplungskolben 33 wirkt, reduziert bzw. entfallen kann.
In den Figuren 10, 10A, 1 1 und 1 1 A sind verschiedene Ausgestaltungen des den Ventilsitz 8 bis 8F abdichtenden Dichtelementes dargestellt. In Figur 10 und 10A ist ein O-Ring 37 als Dichtelement vorgesehen, während in den Figuren 1 1 und 1 1 A ein z. B. plattenförmig oder dergleichen ausgestaltetes, anvulkanisiertes Dichtelement 38 vorgesehen ist.
In Figur 10 ist der O-Ring 37 kupplungsseitig in einer entsprechenden Nut axial fixiert angeordnet, während in Figur 10A der O-Ring sperrkörperseitig in einer Nut axial fixiert angeordnet ist. In Figur 1 1 ist das anvulkanisiertes Dichtelement 38 kupplungsseitig angeformt, während in Figur 1 1 A das anvulkanisiertes Dichtelement 38 sperrkörperseitig anvulkanisiert ist.
Bezuqszeichen
I .1 A Kupplung bzw. Schaltelement
2 erste Getriebewelle
3 Getriebegehäuse
4,4A,4B zu sperrender Fluidraum bzw. Kupp- lungszylinder
5,5A Axialbohrung
6,6A Führungshülse
7 Kolben
8,8A,8B,8C,8D,8E,8F,8G Ventilsitz
9,9A Druckraum
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G Rückstellelement
I I , 1 1 A,1 1 B,1 1 C,1 1 D,1 1 E,1 1 F,1 1 G Zuführungskanal für Betätigungsdruck 12 Betätigungskolben
13 Verschlusskolben
14 zus. Federelement f. Betätigungskolben
15.15A Ringraum
16 hülsenförmige Kolbenelement
17 ringförmiger Betätigungskolben
18 Stift
19 Verschlusshülse
20 gemeinsamer Steuerdruckanschluss
21 erster Ringraum
22 Gehäusestummel
23 zweite Ringraum
24,24A Entsperrkolben
25,25A Verschlusselement
26 zweite Getriebewelle
27,27A erster Ringraum
28,28A Kolbenelement
29,29A zweite Ringraum
30,30A kugelförmiges Verschlusselement .31 A Dichtelement
,32A Entlüftung
Kupplungskolben
Rastierelement
Betätigungselement
Ausnehmung bzw. Verrieglungsnut O-Ring
anvulkanisiertes Dichtelement
Rechteckring
,40A mit Steuerdruck beaufschlagten Bereich
Steuerdruckkanal

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung mit zumindest einem hydraulisch über einen Betätigungsdruck betätigbaren Schaltelement (1 , 1 A), welches koaxial zu einer Getriebewelle (2, 26) in einem Getriebegehäuse (3) eines Automatikgetriebes eines Fahrzeuges angeordnet ist, und mit zumindest einem Sperrventil zum Sperren und Freigeben der Schaltposition des Schaltelementes (1 , 1 A), wobei das Sperrventil mit einem separaten Steuerdruck beaufschlagbar ist und wobei das Sperrventil radial innerhalb des Schaltelements (1 , 1 A) im Getriebegehäuse (3) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil zumindest einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Sperrkörper zum hydraulischen Sperren und Freigeben eines mit Betätigungsdruck beaufschlagten Fluidrau- mes (4, 4A, 4B) des Schaltelements (1 , 1 A) aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil in einer Axialbohrung (5, 5A) der Getriebewelle (2) angeordnet ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil als Sperrkörper ein in der Axialbohrung (5) axial bewegbaren Kolben (7) aufweist, der mit einem Ventilsitz (8) der Axialbohrung (5) zusammenwirkt, wobei einem ersten Ende des Kolbens (7) ein mit Steuerdruck beaufschlagbarer Druckraum (9) zugeordnet ist und wobei einem zweiten Ende des Kolbens (7) ein Rückstellelement (10) zugeordnet ist, sodass der Kolben (7) bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den Zuführkanal (1 1 ) des Fluidraumes (4) freigebende Ventilsitzposition axial verschiebbar ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil einen mehrteiligen Sperrkörper mit einem mit Steuerdruck beaufschlagbaren axial bewegbaren Betätigungskolben (12) und mit einem axial bewegbaren mit einem Ventilsitz (8A) der Axialbohrung (5A) zusammenwirkenden Verschlusskolben (13), wobei der Betätigungskolben (12) bei Steuerdruckbeaufschlagung derart mit dem Verschlusskolben (13) in Wirkverbindung steht, dass der Verschlusskol- ben (13) gegen die Kraft eines Rückstellelementes (10A) in eine den Zuführkanal (1 1 A) des Fluidraumes (4) freigebenden Ventilsitzposition bringbar ist.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil radial zwischen der Getriebewelle (2) und dem als Kupplungszylinder ausgeführten zu sperrenden bzw. freizugebenen Fluidraum (4B) des Schaltelementes (1 ) angeordnet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil in einem zwischen einer koaxial zur Getriebewelle (2) angeordneten Führungshülse (6) und dem Schaltelement (1 ) gebildeten Ringraum (15, 15A) angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil als Sperrkörper ein hülsenförmiges Kolbenelement (1 6) aufweist, welches axial bewegbar in dem Ringraum (15) angeordnet ist und mit einem Ventilsitz (8B) des Ringraumes (15) zusammenwirkt.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Ende des Kolbenelements (1 6) einem mit Steuerdruck beaufschlagbaren Bereich (40) des Ringraumes (15) zugeordnet ist und ein zweites Ende des Kolbenelements (1 6) einem Rückstellelement (10B) zugeordnet ist, so dass das Kolbenelement (16) bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den Zuführungskanal (1 1 B) des Fluidraumes (4B) freigebenden Ventilsitzposition verschiebbar ist.
10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil einen mehrteiligen in dem Ringraum (15A) axial bewegbaren Sperrkörper aufweist, welcher einen ringförmigen Betätigungskolben (17), zumindest einen mit dem Betätigungskolben (17) in Wirkverbindung stehenden Stift (18) und eine mit dem Stift (18) und einem Ventilsitz (8C) in Wirkverbindung stehende Verschlusshülse (19) umfasst.
1 1 . Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (17) in einem mit Steuerdruck beaufschlagten Bereich (40A) des Ring- raumes (15A) angeordnet ist, und dass die Verschlusshülse (19) über ein Rückstellelement (10C) an dem Ventilsitz (8C) anliegt, wobei der Betätigungskolben (17) bei Steuerdruckbeaufschlagung die Verschlusshülse (19) in eine den Zuführungskanal (1 1 C) freigebende Ventilsitzposition bewegbar ist.
12. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil mit der Führungshülse (6) und dem Schaltelement drehbar auf der Getriebewelle (2) gelagert ist.
13. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über einen gemeinsamen Steuerdruckanschluss (20) ansteuerbare Sperrventile zum Freigeben und Sperren der jeweiligen Zuführungskanäle (1 1 D, 1 1 E) mehrerer Schaltelemente (1 , 1 A) vorgesehen sind.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sperrventil mit der zugeordneten Führungshülse (6A) auf einem Gehäusestummel (22) zwischen dem ersten Schaltelement (1 ) gebildeten ersten Ringraum (21 ) angeordnet ist und dass ein zweites Sperrventil koaxial zwischen der mit der Getriebewelle (2) verbundenen Führungshülse (6B) und den in der Schaltposition freizugebenden oder zusperrenden Schaltelementen (1 , 1 A) in einem zweiten Ringraum (23) angeordnet ist.
15. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Sperrventil einen in dem zugeordneten Ringraum (21 , 23) axial bewegbaren mehrteiligen Sperrkörper mit einem Entsperrkolben (24, 24A) und einem ringförmigen Verschlusselement (25, 25A) aufweist, wobei jeweils ein erstes Ende des Entsperrkolbens (24, 24A) dem gemeinsamen Steuerdruckanschluss (20) zugeordnet ist und wobei jeweils ein zweites Ende des Entsperrkolbens (24, 24A) in Wirkverbindung mit dem über ein Rückstellelement (10D, 10E) gegen einen Ventilsitz (8F, 8G) vorgespannten Verschlusselement (25, 25A) steht, sodass das Verschlusselement (25, 25A) über den jeweiligen Entsperrkolben (24, 24A) bei Steuerdruckbeaufschlagung in eine den jeweiligen Zuführungskanal (1 1 D, 1 1 E) des zugeordneten Schaltelementes (1 , 1 A) freigebende Ventilsitzposition bringbar ist.
16. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil innerhalb einer koaxial zur ersten Getriebewelle (2) angeordneten zweiten Getriebewelle (26) angeordnet ist.
17. Anordnung nach Anspruch 1 6 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sperrventil axial nebeneinander in der zweiten Getriebewelle (26) angeordnet sind.
18. Anordnung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil einen mehrteiligen Sperrkörper mit einem in einem ersten mit Steuerdruck beaufschlagten Ringraum (27, 27A) angeordneten Kolbenelement (28, 28A) und mit einem in einem zweiten mit Betätigungsdruck beaufschlagten und einen Ventilsitz (8D, 8E) aufweisenden Ringraum (29, 29A) angeordneten kugelförmigen Verschlusselement (30, 30A) umfasst, wobei das Kolbenelement (28, 28A) mit dem an dem Ventilsitz (8D, 8E) anliegenden Verschlusselement (30, 30A) in Wirkverbindung steht, und wobei durch das Kolbenelement (28, 28A) entgegen der Kraft eines Rückstellelementes (10F, 10G) bei Steuerdruckbeaufschlagung das kugelförmige Verschlusselement (30, 30A) in eine den Zuführungskanal (1 1 F, 1 1 G) freigebende Ventilsitzposition bringbar ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Verschlusselement (30A) zugewandte Ende des Kolbenelements (28A) eine an die Kugelform des Verschlusselementes (30A) angepasste Form aufweist.
20. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum hydraulischen Sperren des Zuführkanals (1 1 bis 1 1 G) zumindest ein O-Ring (37) schaltelementseitig oder sperrkörperseitig vorgesehen ist.
21 . Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum hydraulischen Sperren des Zuführkanals (1 1 bis 1 1 G) zumindest ein anvulkanisiertes Dichtelement schaltelementseitig oder sperrkörperseitig vorgesehen ist.
22. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil in einem mit Steuerdruck beaufschlagten Raum der zweiten Getriebewelle (26) angeordnet ist.
23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil zumindest einen mit Steuerdruck beaufschlagbaren Sperrkörper zum mechanischen Sperren und Freigeben der Schaltposition des Schaltelements (1 , 1 A) aufweist.
24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Sperrkörper ein kugelförmiges Rastierelement (34) vorgesehen ist, welches über ein mit Steuerdruck beaufschlagbares Betätigungselement (35) in Wirkverbindung steht, sodass bei Steuerdruckbeaufschlagung des Betätigungselements (35) und bei geschlossenem Schaltelement das kugelförmige Rastierelement (34) in eine das Schaltelement form- und/oder kraftschlüssig sperrende Position bringbar ist.
25. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil als Ventilsitz einen Kegel- oder Tellersitz aufweist.
26. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Rückstellelement (10 bis 10G) ein als druck- oder teller- oder wel- lenfederförmig ausgebildeter Energiespeicher vorgesehen ist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017009955A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Borgwarner Inc. Drehdurchführung für ein Fluid und Kupplungsanordnung mit einer solchen Drehdurchführung
DE102020127947B3 (de) 2020-10-23 2021-10-28 Universität Rostock Ventilanordnung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130281253A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-24 GM Global Technology Operations LLC Latching clutch control system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2888117A (en) * 1956-09-12 1959-05-26 Imblum Leo Fluid coupling
DE1911557C3 (de) * 1969-03-07 1973-09-20 Erwin Hengstler, Fabrik Hydraulischer Hebezeuge, 7613 Hausach Hydraulische Steuereinrichtung für stufenlos einstellbare Verstellgetriebe, insbesondere im Fahrantrieb von Mähdreschern und Ladewagen
JPS6048955B2 (ja) 1977-02-28 1985-10-30 ソニー株式会社 ホワイトバランス調整装置
JPS5948902B2 (ja) * 1978-08-30 1984-11-29 日産自動車株式会社 自動変速機のシヨツク軽減装置
DE19813981C2 (de) * 1998-03-28 2001-12-06 Bosch Gmbh Robert Schiebergesteuertes Wegeventil
DE19858541A1 (de) 1998-12-18 2000-06-21 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektronisch-hydraulische Steuerung für Antriebssysteme von Fahrzeugen mit automatischen Gangwechsel
DE10205411A1 (de) * 2002-02-09 2003-08-28 Zahnradfabrik Friedrichshafen Getriebe und Verfahren zur Steuerung eines Getriebes
DE10314338A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Hydrodynamischer Wandler mit Primär- und Wandlerüberbrückungskupplung
DE102005039922A1 (de) * 2005-08-24 2007-03-08 Zf Friedrichshafen Ag Einrichtung zum Betätigen einer Membranfederkupplung für Fahrzeuge
JP2010242852A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Honda Motor Co Ltd 摩擦係合装置
US20150240938A1 (en) 2012-09-26 2015-08-27 Jatco Ltd Automatic transmission equipped with friction element having locking mechanism attached thereto, and control method therefor
DE102013221035A1 (de) * 2013-10-17 2015-04-23 Zf Friedrichshafen Ag Hydraulische Steuerungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130281253A1 (en) * 2012-04-23 2013-10-24 GM Global Technology Operations LLC Latching clutch control system

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