DE102009056788A1

DE102009056788A1 - Schaltaktuatorventil mit einer Druckunempfindlichkeitszone

Info

Publication number: DE102009056788A1
Application number: DE102009056788A
Authority: DE
Inventors: Philip C. Keego Harbor Lundberg; Bret M. Whitelake Olson
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US20100148099A1; CN101749478A; CN101749478B; US8371552B2

Abstract

Eine Ventilanordnung mit einer Druckunempfindlichkeitszone umfasst ein erstes Ventil oder eine erste Hülse, das bzw. die in einem Ventilkörper verschiebbar angeordnet ist. Ein zweites Ventil ist zum Teil im ersten Ventil verschiebbar angeordnet und zum Teil im Ventilkörper verschiebbar angeordnet. Mehrere Fluiddurchgänge kommunizieren mit der Ventilanordnung und liefern eine erste Strömung von Hydraulikfluid und eine zweite Strömung von Hydraulikfluid. Ein unterer Schwellenwert der Druckunempfindlichkeitszone ist durch den Druck auf die Kombination aus der ersten Fläche des ersten Ventils und der ersten Fläche des zweiten Ventils, der erforderlich ist, um die resultierende Kraft, die auf die zweite Fläche des zweiten Ventils entfaltet wird, auszugleichen, definiert. Ein oberer Schwellenwert der Druckunempfindlichkeitszone ist durch den Druck auf die erste Fläche des zweiten Ventils, der erforderlich ist, um die resultierende Kraft, die auf die zweite Fläche des zweiten Ventils entfaltet wird, auszugleichen, definiert.

Description

GEBIET
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Schaltaktuatorventil für ein Getriebe und insbesondere auf ein Schaltaktuatorventil für ein Getriebe mit einer Hülse und einem Ventil bzw. Schieber, die sich unabhängig relativ zueinander bewegen, um eine Druckunempfindlichkeitszone zu schaffen, in der die Hülse und das Ventil in eine Mittelstellung zurückkehren. Wenn die Druckunempfindlichkeitszone zusammen mit einer Synchronisiervorrichtung verwendet wird, zwingt sie die Letztere in eine neutrale Stellung.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt liefern lediglich Hintergrundinformationen bezüglich der vorliegenden Offenbarung und stellen nicht unbedingt Stand der Technik dar.
Typische Automatikgetriebe- und Doppelkupplungsgetriebe verwenden ein hydraulisches Steuersystem, das dazu dient, verschiedene Funktionen wie etwa das Steuern verschiedener Komponenten im Getriebe zu erfüllen. Beispiele dieser Funktionen umfassen das Steuern von Drehmomentübertragungsvorrichtungen, Kühlung und Schmierung und die Betätigung von Ventilanordnungen und -komponenten. Das hydraulische Steuersystem umfasst einen Ventilkörper bzw. ein Ventilgehäuse, in dem mehrere Ventile angeordnet sind. Diese Ventile sind durch mehrere Fluiddurchgänge, die im Ventilkörper und in den verschiedenen Komponenten des Getriebes wie etwa den Wellen ausgebildet sind, verbunden.
Durch diese Fluiddurchgänge wird ein Druck-Hydraulikfluid zu den verschiedenen Ventilen im Steuersystem übertragen. Die Ventile werden dann wahlweise betätigt, um die Strömung des Druck-Hydraulikfluids durch das Getriebe zu steuern. Ein Ventiltyp, der in Doppelkupplungsgetrieben mit Synchronisieranordnungen gefunden wird, umfasst ein Schaltaktuatorventil, das dazu dient, eine Schaltgabel in der Synchronisieranordnung mechanisch zu bewegen, um eine Synchronisiervorrichtung zwischen einer neutralen oder uneingerückten Stellung und wenigstens einer eingerückten Stellung zu verstellen. In der neutralen Stellung ist die Synchronisiervorrichtung nicht mit einem Zahnrad in Eingriff. In der eingerückten Stellung ist die Synchronisiervorrichtung mit einem Zahnrad in Eingriff. Es ist wichtig, dass diese Schaltventile Merkmale besitzen, die eine unerwünschte Einrückung oder Ausrückung der Synchronisiervorrichtung verhindern. Ein Beispiel eines Merkmals, das sicherstellt, dass sich das Schaltventil in der gewünschten Stellung befindet, ist die Verwendung eines oder mehrerer Druck- oder Strömungssteuersolenoide und Stellungssensoren, die zur Steuerung der Aktuatorstellung eine Rückmeldung liefern.
Obwohl diese Schaltventile nützlich für ihren gedachten Zweck sind, besteht ein ständiger Wunsch darin, die Komplexität des Steueralgorithmus, der die Kolben oder Ventile zurück in eine neutrale Stellung zurückführt, zu verringern und dabei einen robusten und zuverlässigen Betrieb aufrechtzuerhalten. Daher besteht auf dem Fachgebiet ein Bedarf an einer Schaltventilanordnung, die dieses Ziel erreicht und dabei die Abdichtung und die Funktionalität innerhalb des Steuersystems beibehält und eine Toleranz im Bereich von Drücken, die das Schaltventil betätigen, schafft, was zu einem einfachen und zuverlässigen Steuerventil führt.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird eine Ventilanordnung mit einer Druckunempfindlichkeitszone geschaffen. Im angegebenen Beispiel umfasst die Ventilanordnung ein erstes Ventil oder eine erste Hülse, das bzw. die in einem Ventilkörper verschiebbar angeordnet ist. Ein zweites Ventil ist zum Teil im ersten Ventil verschiebbar angeordnet und zum Teil im Ventilkörper verschiebbar angeordnet. Das erste und das zweite Ventil können veranlasst werden, sich relativ zueinander zu bewegen. Mehrere Fluiddurchgänge kommunizieren mit der Ventilanordnung und liefern eine erste Strömung von Hydraulikfluid zu einem Ende der Ventilanordnung und eine zweite Strömung von Hydraulikfluid zum anderen Ende der Ventilanordnung. Die erste Strömung von Hydraulikfluid übt einen Druck auf eine erste Fläche des ersten Ventils und auf eine erste Fläche des zweiten Ventils aus. Die zweite Strömung von Hydraulikfluid übt einen Druck auf eine zweite Fläche des zweiten Ventils aus. Ein unterer Schwellenwert der Druckunempfindlichkeitszone ist durch den Druck auf die Kombination aus der ersten Fläche des ersten Ventils und der ersten Fläche des zweiten Ventils, der erforderlich ist, um die resultierende Kraft, die auf die zweite Fläche des zweiten Ventils entfaltet wird, auszugleichen, definiert. Ein oberer Schwellenwert der Druckunempfindlichkeitszone ist durch den Druck auf die erste Fläche des zweiten Ventils, der erforderlich ist, um die resultierende Kraft, die durch die zweite Fluidströmung auf die zweite Fläche des zweiten Ventils, entfaltet wird, wenn das erste Ventil an einer Bewegung gehindert wird, auszugleichen, definiert.
In einem Beispiel der vorliegenden Erfindung weist das zweite Ventil ein Paar sich radial erstreckender Stege auf, wobei sich die erste und die zweite Fläche an den Stegen befinden.
In einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung weist das zweite Ventil einen Steg auf, wobei sich die erste Fläche am Steg befindet und sich die zweite Fläche an einem Ende des zweiten Ventils befindet.
In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der Bereich der Druckunempfindlichkeitszone als Differenz der Drücke, die erforderlich sind, um die Kräfte, die auf die Ventilanordnung entfaltet werden, auszugleichen, definiert. Beispielsweise ist der Bereich der Druckunempfindlichkeitszone als Differenz zwischen dem Druck, der auf die zweite Fläche des zweiten Ventils und die erste Fläche des ersten Ventils und die erste Fläche des zweiten Ventils am unteren Schwellenwert einwirkt, und dem Druck, der auf die erste Fläche des ersten Ventils und die erste Fläche des zweiten Ventils am oberen Schwellenwert einwirkt, definiert.
In einem nochmals weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung werden die Ventile durch ein Hydraulikfluid bewegt, das durch eine Drucksteuervorrichtung wie etwa ein Solenoid bereitgestellt wird.
Weitere Aufgaben, Beispiele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen, worin gleiche Bezugszeichen auf die gleiche Komponente, das gleiche Element oder das gleiche Merkmal hinweisen.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken. In den Zeichnungen sind:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Schaltaktuatorventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer ersten Stellung;
2 eine schematische Darstellung der Schaltaktuatorventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer zweiten Stellung;
3 eine schematische Darstellung der Schaltaktuatorventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer dritten Stellung:
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Schaltaktuatorventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer ersten Stellung; und
5 eine schematische Darstellung einer nochmals weiteren Ausführungsform einer Schaltaktuatorventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer ersten Stellung.
GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach rein veranschaulichend und nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder die Verwendungen einzuschränken.
In 1 ist schematisch eine allgemein durch das Bezugszeichen 10 angegebene Schaltaktuatorventilanordnung zur Verwendung in einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Ventilanordnung 10 dient dazu, eine Synchronisieranordnung 12 im Getriebe mechanisch zu betätigen oder zu steuern, wie weiter unten näher beschrieben wird. Die Synchronisieranordnung 12 ist vorzugsweise eine doppelseitige Synchronisiervorrichtung, die im Allgemeinen eine Schaltgabel (nicht gezeigt) umfasst, die in beiden Richtungen zwischen zwei eingerückten Stellungen und einer neutralen oder ausgerückten Stellung verschoben wird. In den zwei eingerückten Stellungen ist die Synchronisieranordnung 12 mit einem Zahnrad (nicht gezeigt) in Eingriff und dient dazu, über dieses ein Drehmoment zu übertragen, während in der neutralen Stellung die Synchronisieranordnung 12 nicht mit einem Zahnrad in Eingriff ist und daher kein Drehmoment über dieses überträgt.
Die Ventilanordnung 10 wird durch Verändern der Strömung/des Drucks eines Hydraulikfluids 14 zur Ventilanordnung 10 betätigt. Beispielsweise überträgt eine Druck-Hydraulikfluidquelle 16 wie etwa eine Pumpe, ein Akkumulator oder eine Zwischen-Hydrauliksteuerung eine erste Druckfluidströmung des Hydraulikfluids 14 über einen ersten Fluidströmungspfad 18 zur Ventilanordnung 10. Eine Drucksteuervorrichtung 20 wie etwa ein Solenoid variabler Kraft oder Druckventil überträgt eine zweite Druckfluidströmung des Hydraulikfluids 14 über einen zweiten Fluidströmungspfad 22 zur Ventilanordnung 10. Der erste und der zweite Fluid strömungspfad, 18, 22, können verschiedene Formen annehmen, beispielsweise Kanäle oder Durchgänge sein, die in einem Ventilkörper oder weiteren Hydrauliksystem ausgebildet sind, und verschiedene Längen und Verzweigungen besitzen, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Ventilanordnung 10 umfasst ein erstes Ventil oder eine erste Hülse 38 und ein zweites Ventil 40, die in einem Ventilkörper 42 angeordnet sind. Die Ventile 38, 40 können veranlasst werden, in Bezug zum Ventilkörper 42 und in Bezug zueinander zu gleiten. Beispielsweise weist der Ventilkörper 42 eine Innenfläche 44 auf, die eine Bohrung 46 definiert. Die Bohrung 46 umfasst einen ersten Abschnitt 48 und einen zweiten Abschnitt 50. Der erste Abschnitt 48 besitzt einen Durchmesser, der größer ist als ein Durchmesser des zweiten Abschnitts 50. Demgemäß erstreckt sich die Innenfläche 44 radial, um zwischen dem ersten Abschnitt 48 und dem zweiten Abschnitt 50 eine Anschlagfläche 51 zu bilden. Die Anschlagfläche 51 wird dazu verwendet, die Bewegung des ersten Ventils 38 zu steuern, wie weiter unten näher beschrieben wird. Das erste Ventil 38 ist im ersten Abschnitt 48 der Bohrung 46 verschiebbar angeordnet, während das zweite Ventil 40 im zweiten Abschnitt 50 der Bohrung 46 verschiebbar angeordnet sowie im ersten Ventil 38 verschiebbar angeordnet ist, wie weiter unten näher beschrieben wird. Der Ventilkörper 42 ist vorzugsweise als eine integrale Komponente des Getriebes ausgebildet.
Das erste Ventil 38 ist im angegebenen Beispiel zylindrisch und weist ein erstes Ende 52, ein entgegengesetzt zum ersten Ende 52 befindliches zweites Ende 54, eine Innenfläche 56 und eine Außenfläche 58 auf. Die Außenfläche 58 ist mit der Innenfläche 44 des ersten Abschnitts 48 der Bohrung 46 abdichtend in Eingriff. Im angegebenen Beispiel ist die Außenfläche 58 mit der Innenfläche 44 der Bohrung 46 durch eine O-Ring-Dich tung 72 abdichtend in Eingriff, jedoch können wohlgemerkt verschiedene andere Dichtungstypen einschließlich Ventilpassungen verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Innenfläche 56 definiert einen Raum 64 im ersten Ventil 38, der einen Abschnitt des zweiten Ventils 40 aufnimmt. Die Innenfläche 56 definiert ferner eine Stufenfläche oder Stirnfläche 65, die sich in unmittelbarer Nähe des ersten Endes befindet ist. Im ersten Ende 52 befindet sich eine Öffnung 66, die zwischen dem Raum 64 und daher dem Abschnitt des zweiten Ventils 40 im Raum 64 und dem ersten Ende 52 kommuniziert.
Das zweite Ventil 40 ist im angegebenen Beispiel ein Schiebekolbenventil und umfasst einen Mittelkörper 70, der sich längs einer Länge der Bohrung 46 erstreckt. Ein distales Ende 71 des Mittelkörpers 70 erstreckt sich aus dem Ventilkörper 42 heraus und steht mit der Synchronisieranordnung 12 in mechanischer Verbindung. Ein erster Steg 72 und ein zweiter Steg 74 erstrecken sich vom Mittelkörper 70 in der Bohrung 46 radial nach außen. Der erste Steg 72 ist an einem Ende des Mittelkörpers 70 entgegengesetzt zu jenem des distalen Endes 71 angeordnet. Der erste Steg 72 ist in dem durch die Innenfläche 56 des ersten Ventils 38 definierten Raum 64 angeordnet. Der erste Steg 72 ist mit der Innenfläche 56 des ersten Ventils 38 abdichtend in Eingriff. Im angegebenen Beispiel ist der erste Steg 72 mit der Innenfläche 56 des ersten Ventils 38 durch eine O-Ring-Dichtung abdichtend in Eingriff, jedoch können wohlgemerkt verschiedene andere Dichtungstypen einschließlich Ventilpassungen verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der zweite Steg 74 ist zwischen dem distalen Ende 71 und dem ersten Steg 72 angeordnet. Der zweite Steg 74 ist mit der Innenfläche 44 des zweiten Abschnitts 50 der Bohrung 46 abdichtend in Eingriff. Im angegebenen Beispiel ist der zweite Steg 74 mit der Innenfläche 44 des zweiten Abschnitts 50 der Bohrung 46 durch eine O-Ring-Dichtung abdichtend in Eingriff, jedoch können wohlgemerkt verschiedene andere Dichtungstypen verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Das erste Ventil 38 und das zweite Ventil 40 wirken so zusammen, dass sie mehrere Fluidkammern in der Bohrung 46 definieren, die auf die Verschiebung des ersten Ventils 38 und des zweiten Ventils 40 hin verschiedene Volumen besitzen. Genauer gesagt, das erste Ende 52 des ersten Ventils 38 und der erste Steg 72 wirken mit der Innenfläche 44 des ersten Abschnitts 48 der Bohrung 46 so zusammen, dass sie eine erste Fluidkammer 80 definieren. Das zweite Ende 54 des ersten Ventils 38, der erste Steg 72 und der zweite Steg 74 wirken mit der Innenfläche 44 des ersten Abschnitts 48 der Bohrung 46 so zusammen, dass sie eine zweite Fluidkammer 82 definieren. Außerdem wirken der zweite Steg 74 und die Innenfläche 44 des zweiten Abschnitts 50 der Bohrung 46 so zusammen, dass sie eine dritte Fluidkammer 84 definieren.
Die Ventile 38, 40 sind in der Bohrung 46 zwischen einer ersten Stellung oder Leerlaufstellung [engl.: netural], die in 1 gezeigt ist, einer zweiten Stellung, die in 2 gezeigt ist, und einer dritten Stellung, die in 3 gezeigt ist, beweglich.
Der erste Steg 72 besitzt eine Staufläche, die größer als eine Staufläche des zweiten Stegs 74 ist. Die Differenz zwischen der Kraft, die durch den Druck auf die Staufläche des ersten Endes 52 des ersten Ventils 38 entfaltet wird, und der Kraft, die durch den Druck auf die Staukontaktfläche des ersten Stegs 72 entfaltet wird, erzeugt eine Druckunempfindlichkeitszone, wo ein Bereich von Fluiddrücken in der ersten Fluidkammer 80 eine neutrale Stellung des zweiten Ventils 40 und daher eine Leerlaufstellung bei der Synchronisieranordnung 12 erzeugt, wie weiter unten näher beschrieben wird.
Der Ventilkörper 42 definiert ferner mehrere Öffnungen, die mit den Fluidströmungspfaden 18, 22 verbunden sind. Im angegebenen Beispiel weist der Ventilkörper 42 eine erste Öffnung 86 auf, die zwischen der Bohrung 46 und dem ersten Fluidströmungspfad 18 kommuniziert. Die erste Öffnung 86 befindet sich an einem Ende der Bohrung 46 in unmittelbarer Nähe des distalen Endes 71 des zweiten Ventils 40 und kommuniziert mit der dritten Fluidkammer 84. Eine zweite Öffnung 88 kommuniziert zwischen der Bohrung 46 und dem zweiten Fluidströmungspfad 22. Die zweite Öffnung 88 befindet sich an einem Ende der Bohrung 46 in unmittelbarer Nähe des ersten Stegs 72 des zweiten Ventils 40 und kommuniziert mit der ersten Fluidkammer 80. Eine dritte Öffnung oder Ausströmöffnung 90 kommuniziert zwischen der Bohrung 46 und einem Ausström-Fluidströmungspfad 92. Die dritte Öffnung 90 befindet sich zwischen der ersten und der zweiten Fluidöffnung, 86, 88, und kommuniziert mit der zweiten Fluidkammer 82. ”Ausström...” verweist auf Niederdruck oder nicht vorhandenen Gegendruck. Wohlgemerkt können verschiedene andere Anordnungen von Fluidkommunikationskanälen und -öffnungen verwendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Ventile 38, 40 werden durch Regulierung der Strömung von Hydraulikfluid zur ersten Fluidkammer 80 durch die Drucksteuervorrichtung 20 zwischen mehreren Stellungen, die in 1–3 gezeigt sind, bewegt. Genauer gesagt, eine erste Fluidströmung von Hydraulikfluid 14 mit einem konstanten Druck wird durch die erste Öffnung 86 und den ersten Fluidströmungspfad 18 zur dritten Fluidkammer 84 geliefert. Dieser konstante Druck des Hydraulikfluids 14 in der dritten Fluidkammer 84 wirkt auf den zweiten Steg 74 ein und erzeugt eine erste konstante Kraft auf das zweite Ventil 40 zum ersten Ventil 38 hin. Um die Synchronisieranordnung 12 in eine erste eingerückte Stellung zu stellen, wird der Druck des Hydraulikfluids 14, das durch die zweite Einlassöffnung 88 und den zweiten Fluidströmungspfad 22 zur ersten Fluidkammer 80 geliefert wird, unter einen ersten Schwellenwert abgesenkt. Wenn der Druck unter diesen Schwellenwert fällt, übersteigt die Kraft, die auf den zweiten Steg 74 einwirkt, die Kraft, die auf das erste Ventil 38 einwirkt, wobei sich der erste Steg 72 bewegt und die Stufenfläche 65 berührt und sich die Ventile 38, 40 gemeinsam so bewegen, dass das Volumen der ersten Fluidkammer 80 abnimmt. Die Ventile 38, 40 bewegen sich gemeinsam in die erste eingerückte Stellung, die in 2 gezeigt ist, was wiederum die Synchronisieranordnung 12 in eine erste eingerückte Stellung bewegt.
Um zur neutralen Stellung zurückzukehren, wird der Druck des Hydraulikfluids 14, das durch die Drucksteuervorrichtung 20 zur ersten Fluidkammer 80 geliefert wird, angehoben, so dass die Kraft, die auf das erste Ventil 38 und den ersten Steg 72 einwirkt, die Kraft, die auf den zweiten Steg 74 einwirkt, übersteigt. Die Ventile 38, 40 bewegen sich zurück in die in 1 gezeigt neutrale Stellung, und zwar bis zu jenem Zeitpunkt, zu dem das erste Ventil 38, wenn das zweite Ende 54 die Anschlagfläche 51 berührt, von einer weiteren Bewegung abgehalten wird. An diesem Punkt nimmt die wirksame Fläche, auf die das Hydraulikfluid 14 in der ersten Fluidkammer 80 einwirkt, auf die Staufläche des Stegs 72 ab, da sich das erste Ventil 38 nicht mehr bewegen kann. Dementsprechend muss der Druck des Hydraulikfluids 14 in der ersten Fluidkammer 80 auf einen zweiten Schwellenwert, der größer als der erste Schwellenwert ist, ansteigen, um das zweite Ventil 40 weiter zu bewegen. Die Differenz zwischen dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert definiert die Unempfindlichkeitszone oder den Unempfindlichkeitsbereich von Drü cken, der die neutrale Stellung des zweiten Ventils 40 und daher der Synchronisieranordnung 12 erzeugt. Genauer gesagt, die Druckunempfindlichkeitszone ist als jener Druck definiert, der erforderlich ist, um die durch das Beaufschlagen des zweiten Stegs 74 mit Druck entfaltete Kraft auszugleichen. Der untere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf den zweiten Steg 74 mittels einer Kraft, die auf die beiden Stauflächen des ersten Endes 52 des ersten Ventils 38 und des ersten Stegs 72 entfaltet wird, auszugleichen. Der obere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf den zweiten Steg 74 mittels einer Kraft, die auf den ersten Steg 72 allein entfaltet wird, auszugleichen. Solange der durch die Drucksteuervorrichtung 20 gelieferte Druck innerhalb der Druckunempfindlichkeitszone liegt, bleibt das zweite Ventil 38 in der in 1 gezeigten neutralen Stellung. Durch Schaffen einer Druckunempfindlichkeitszone erhöht die Ventilanordnung 10 die Sicherheit durch Erzeugung einer Toleranz von Drücken, die zum neutralen Zustand führen.
Um die Synchronisieranordnung 12 in eine zweite eingerückte Stellung zu versetzen, wird der Druck, der zur ersten Fluidkammer 80 geliefert wird, über den zweiten Schwellenwert angehoben. Dementsprechend übersteigt die Kraft, die auf den ersten Steg 72 einwirkt, die Kraft, die auf den zweiten Steg 74 einwirkt, wobei sich das zweite Ventil 40 unabhängig vom ersten Ventil 40 bewegt und das Volumen der dritten Fluidkammer 84 abnimmt. Das zweite Ventil 40 befindet sich in der zweiten eingerückten Stellung, wenn der erste Steg 72 die Anschlagfläche 51 berührt, wie in 3 gezeigt ist. In dieser zweiten eingerückten Stellung wird die Synchronisieranordnung 12 durch das zweite Ventil 38 in die zweite eingerückte Stellung bewegt.
In 4 ist durch das Bezugszeichen 100 eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung angegeben. Die Ventilanordnung 100 gleicht im Wesentlichen der in den 1–3 gezeigten Ventilanordnung 10, und dementsprechend sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Ventilanordnung 100 umfasst ein zweites Ventil 102 mit einem ersten Abschnitt 104 und einem zweiten Abschnitt 106. Der erste Abschnitt 104 besitzt einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des zweiten Abschnitts 106 ist. Zwischen dem ersten Abschnitt 104 und dem zweiten Abschnitt 106 befindet sich eine sich radial erstreckende Oberfläche 108. Das Hydraulikfluid 14 in der dritten Fluidkammer 84 wirkt direkt auf die sich radial erstreckende Oberfläche 108 ein, während das Hydraulikfluid in der ersten Fluidkammer 80 direkt auf das erste Ende 52 des ersten Ventils 38 und ein Ende 110 des Ventils 102 einwirkt. Genauer gesagt, die Druckunempfindlichkeitszone ist als Druck definiert, der erforderlich ist, um die durch Beaufschlagen der Oberfläche 108 mit Druck entfaltete Kraft auszugleichen. Der untere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf die Oberfläche 108 mittels einer Kraft, die auf die beiden Stauflächen des ersten Endes 52 des ersten Ventils 38 und des Endes 110 entfaltet wird, auszugleichen. Der obere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf den zweiten Steg 74 mittels einer Kraft, die auf das Ende 110 allein entfaltet wird, auszugleichen.
In 5 ist durch das Bezugszeichen 200 eine weitere Ausführungsform einer Ventilanordnung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung angegeben. Die Ventilanordnung 200 gleicht im Wesentlichen der in den 1–3 gezeigten Ventilanordnung 10, und dementsprechend sind gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Jedoch sind bei der Ventilanordnung 200 das Ventil 40 und der Ventilkörper 42 horizontal gekippt. Die Ventilanordnung 200 umfasst ein zweites Ventil 202 mit ei nem Mittelkörper 203 und einem sich radial erstreckenden Steg 204. Der Steg 204 gleicht im Wesentlichen dem Steg 72 in der Ventilanordnung 10. Das Hydraulikfluid 14 in der dritten Fluidkammer 84 wirkt direkt auf ein Ende 206 des zweiten Ventils 202 ein. Außerdem erstreckt sich zur Verbindung mit der Synchronisieranordnung 12 das zweite Ventil 202 durch die Öffnung 66 des ersten Ventils 38. Dementsprechend besitzt die Öffnung 66 einen Durchmesser, der größer als ein Durchmesser des Mittelkörpers 201 des Ventils 202 ist, damit das Hydraulikfluid 14 zwischen dem ersten Ventil 38 hindurchgehen und den Steg 204 des zweiten Ventils 202 kontaktieren kann. Die Druckunempfindlichkeitszone ist durch die Differenz zwischen einer Staufläche des ersten Endes 52 des ersten Ventils 38 und der Staufläche des Stegs 204 definiert. Genauer gesagt, die Druckunempfindlichkeitszone ist als Druck definiert, der erforderlich ist, um die durch Beaufschlagen des Endes 206 mit Druck entfaltete Kraft auszugleichen. Der untere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf das Ende 206 mittels einer Kraft, die auf die beiden Stauflächen des ersten Endes 52 des ersten Ventils 38 und des Stegs 204 entfaltet wird, auszugleichen. Der obere Schwellenwert gilt für den Druck, der erforderlich ist, um die Kraft auf das Ende 206 mittels einer Kraft, die auf den Steg 204 allein entfaltet wird, auszugleichen.
Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach rein beispielhaft, wobei Abwandlungen, die vom Kern der Erfindung nicht abweichen, im Umfang der Erfindung liegen sollen. Solche Abwandlungen werden nicht als Abweichung vom Erfindungsgedanken und vom Schutzbereich der Erfindung angesehen.

Claims

Ventilanordnung zum Betätigen einer Synchronisiervorrichtung, wobei die Synchronisiervorrichtung zwischen einem ersten eingerückten Zustand, einem zweiten eingerückten Zustand und einem neutralen Zustand beweglich ist, wobei die Ventilanordnung umfasst: einen Ventilkörper mit einem Anschlag; eine Hülse, die im Ventilkörper verschiebbar angeordnet und zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse mit dem Anschlag in Kontakt ist, und einer zweiten Stellung beweglich ist; ein Ventil, das im Körper und in der Hülse verschiebbar angeordnet ist, wobei das Ventil funktional der Synchronisiervorrichtung zugeordnet ist, wobei das Ventil zwischen einer ersten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den ersten eingerückten Zustand versetzt, einer zweiten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den zweiten eingerückten Zustand versetzt, und einer dritten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den neutralen Zustand versetzt, beweglich ist; eine erste Kraft, die auf das Ventil einwirkt, um das Ventil und die Hülse in die erste Stellung vorzubelasten; und eine Quelle von Druck-Hydraulikfluid, die mit dem Ventil und mit der Hülse in Verbindung steht, wobei die Quelle von Druck-Hydraulikfluid dazu dient, Druck-Hydraulikfluid in einen Kontakt mit dem Ventil und der Hülse zu übertragen, wobei sich die Hülse und das Ventil jeweils in der ersten Stellung befinden, wenn eine Kraft, die aufgrund des Druck-Hydraulikfluids auf die Hülse und das Ventil einwirkt, kleiner ist als die erste Kraft, wobei sich die Hülse in der zweiten Stellung befindet und sich das Ventil in der dritten Stellung befindet, wenn eine Kraft, die mittels des Druck-Hydraulikfluids auf das Ventil und die Hülse einwirkt, größer ist als die erste Kraft, und eine Kraft, die aufgrund des Druck-Hydraulikfluids auf das Ventil einwirkt, kleiner oder gleich der ersten Kraft ist, und wobei sich das Ventil in der ersten Stellung befindet, wenn eine Kraft, die aufgrund des Druck-Hydraulikfluids auf das Ventil einwirkt, größer ist als die erste Kraft.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Kraft durch mit dem Ventil in Kontakt befindliches Druck-Hydraulikfluid, das von einer zweiten Quelle von Druck-Hydraulikfluid übertragen wird, bedingt ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei das Ventil, wenn es sich in der ersten Stellung befindet, den Anschlag berührt.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Hülse ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und eine Bohrung mit einer Stufenfläche definiert und wobei die Hülse im zweiten Ende eine Öffnung aufweist, die mit der Bohrung kommuniziert, wobei vorzugsweise das Ventil ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei die erste Kraft auf das erste Ende des Ventils einwirkt und das Druck-Hydraulikfluid von der ersten Quelle auf das zweite Ende des Ventils einwirkt, wobei vorzugsweise das zweite Ende des Ventils in der Bohrung der Hülse angeordnet ist und wobei das zweite Ende des Ventils die Stufenfläche der Bohrung berührt, wenn sich das Ventil in der ersten Stellung befindet und sich die Bohrung in der ersten Stellung befindet, wobei vorzugsweise das Druck-Hydraulikfluid durch die Öffnung in der Hülse kommuniziert, um auf das zweite Ende des Ventils einzuwirken, wobei vorzugsweise das erste Ende des Ventils ein radial verlängerter Steg ist, der mit dem Ventilkörper abdichtend in Eingriff ist, und das zweite Ende des Ventils ein radial verlängerter Steg ist, der mit der Bohrung der Hülse abdichtend in Eingriff ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei die Quelle von Druck-Hydraulikfluid ein Solenoid mit variabler Kraft ist.
Ventilanordnung zum Betätigen einer Synchronisiervorrichtung, wobei die Synchronisiervorrichtung zwischen einem ersten eingerückten Zustand, einem zweiten eingerückten Zustand und einem neutralen Zustand beweglich ist, wobei die Ventilanordnung umfasst: einen Ventilkörper mit einem Anschlag; eine Hülse, die im Ventilkörper verschiebbar angeordnet ist, wobei die Hülse eine Bohrung definiert, wobei die Hülse zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse mit dem Anschlag in Kontakt ist, und einer zweiten Stellung beweglich ist; ein Ventil, das im Ventilkörper und in der Bohrung der Hülse verschiebbar angeordnet ist, wobei das Ventil mit dem Ventilkörper und der Hülse abdichtend in Eingriff ist und das Ventil funktional der Synchronisiervorrichtung zugeordnet ist, wobei das Ventil ein erstes Ventilende und ein zum ersten Ventilende entgegengesetztes zweites Ventilende aufweist und wobei das Ventil zwischen einer ersten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den ersten ein gerückten Zustand versetzt, einer zweiten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den zweiten eingerückten Zustand versetzt, und einer dritten Stellung, die die Synchronisiervorrichtung in den neutralen Zustand versetzt, beweglich ist; eine erste Quelle von Druck-Hydraulikfluid, die mit dem ersten Ventilende in Verbindung steht, wobei die erste Quelle von Druck-Hydraulikfluid dazu dient, Druck-Hydraulikfluid in einen Kontakt mit dem ersten Ventilende zu bringen, und wobei das mit dem ersten Ventilende in Kontakt befindliche Druck-Hydraulikfluid eine erste Kraft erzeugt, die auf das erste Ventilende einwirkt, um das Ventil und die Hülse in die erste Stellung vorzubelasten; und eine zweite Quelle von Druck-Hydraulikfluid, die mit dem zweiten Ventilende und mit der Hülse in Verbindung steht, wobei die zweite Quelle von Druck-Hydraulikfluid dazu dient, Druck-Hydraulikfluid in einen Kontakt mit dem zweiten Ventilende und der Hülse zu übertragen, um eine zweite Kraft auf das zweite Ventilende und eine dritte Kraft auf die Hülse zu erzeugen, wobei sich die Hülse und das Ventil jeweils in der ersten Stellung befinden, wenn die zweite Kraft und die dritte Kraft kombiniert kleiner sind als die erste Kraft, wobei sich die Hülse in der zweiten Stellung befindet und sich das Ventil in der dritten Stellung befindet, wenn die zweite Kraft und die dritte Kraft kombiniert größer sind als die erste Kraft, jedoch die zweite Kraft kleiner oder gleich der ersten Kraft ist, und wobei sich das Ventil in der ersten Stellung befindet, wenn die zweite Kraft größer ist als die erste Kraft.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, wobei das Ventil, wenn es sich in der ersten Stellung befindet, den Anschlag berührt.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, wobei die Hülse ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und eine Bohrung mit einer Stufenfläche definiert und wobei die Hülse im zweiten Ende eine Öffnung aufweist, die mit der Bohrung kommuniziert, wobei vorzugsweise die Stufenfläche sich in benachbart zu der Öffnung befindet, wobei vorzugsweise das zweite Ventilende die Stufenfläche der Hülse berührt, wenn sich das Ventil in der ersten Stellung und der dritten Stellung befindet, wobei vorzugsweise das zweite Ventilende in der Bohrung der Hülse angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Druck-Hydraulikfluid durch die Öffnung in der Hülse kommuniziert, um auf das zweite Ventilende einzuwirken, wobei vorzugsweise das erste Ventilende eine radial verlängerte Oberfläche des Ventils ist und das zweite Ventilende eine entgegengesetzt zum ersten Ventilende befindliche radial verlängerte Oberfläche des Ventils ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 6, wobei die zweite Quelle von Druck-Hydraulikfluid ein Solenoid mit variabler Kraft ist und/oder wobei der Anschlag die Hülse daran hindert, sich in einer Richtung zum ersten Ventilende hin zu bewegen.
Ventilanordnung, die umfasst: einen Ventilkörper mit einem Anschlag; eine Hülse, die im Ventilkörper verschiebbar angeordnet ist, wobei die Hülse eine Hülsen-Kontaktfläche besitzt, wobei die Hülse zwischen einer ersten Stellung, in der die Hülse mit dem Anschlag in Kontakt ist, beweglich ist; ein Ventil, das im Ventilkörper und in der Hülse verschiebbar angeordnet ist, wobei das Ventil eine erste Ventil-Kontaktfläche und eine zur ersten Ventil-Kontaktfläche entgegengesetzte zweite Ventil-Kontaktfläche aufweist und wobei das Ventil zwischen mehreren Stellungen beweglich ist; eine erste Quelle von Druck-Hydraulikfluid, die mit der ersten Ventil-Kontaktfläche in Verbindung steht, wobei die erste Quelle von Druck-Hydraulikfluid dazu dient, Druck-Hydraulikfluid in einen Kontakt mit der ersten Ventil-Kontaktfläche zu bringen, und wobei das mit der ersten Ventil-Kontaktfläche in Kontakt befindliche Druck-Hydraulikfluid eine konstante Kraft erzeugt, die auf die erste Ventil-Kontaktfläche einwirkt, um das Ventil und die Hülse vom Anschlag weg vorzubelasten; und eine zweite Quelle von Druck-Hydraulikfluid, die mit der zweiten Ventil-Kontaktfläche und mit der Hülsen-Kontaktfläche in Verbindung steht, wobei die zweite Quelle von Druck-Hydraulikfluid dazu dient, Druck-Hydraulikfluid in einen Kontakt mit der zweiten Ventil-Kontaktfläche und der Hülsen-Kontaktfläche zu übertragen, wobei durch den Druck auf die Kombination aus der Hülsen-Kontaktfläche und der zweiten Ventil-Kontaktfläche, der erforderlich ist, um die konstante Kraft, die auf die erste Ventil-Kontaktfläche entfaltet wird, wenn die Hülse durch den Anschlag an einer Bewegung gehindert wird, auszugleichen, ein unterer Schwellenwert einer Druckunempfindlichkeitszone definiert ist und wobei durch den Druck auf die zweite Ventil-Kontaktfläche, der erforderlich ist, um die konstante Kraft, die auf die erste Ventil-Kontaktfläche entfaltet wird, wenn die Hülse durch den Anschlag an einer Bewegung ge hindert wird, auszugleichen, ein oberer Schwellenwert der Druckunempfindlichkeitszone definiert ist.