DE102017219645A1

DE102017219645A1 - Ventil, Hydrauliksystem und Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102017219645A1
Application number: DE102017219645.9A
Authority: DE
Inventors: Karsten Kudermann; Rainer Novak; Markus Moosmann; Tobias Pfleger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-11-06
Filing date: 2017-11-06
Publication date: 2019-05-09
Also published as: WO2019086424A1; US11519513B2; US20200271231A1; CN111315999A

Abstract

Ventil (V, V1, V2) mit einem Gehäuse (VG) und einem darin verschiebbar geführten Kolben (VK), wobei ein erstes Ende (VK1) des Kolbens (VK) mit einer Kraft beaufschlagbar ist, mittels welcher der Kolben (VK) gegen eine auf ein zweites Ende (VK2) des Kolbens (VK) wirkende Feder (F) verschiebbar ist, wobei das Ventil (V, V1, V2) vier Schaltzustände aufweist, in denen vier im Gehäuse (VG) vorgesehene Anschlüsse (A, B, P, T) selektiv miteinander verbindbar, bzw. zueinander absperrbar sind, wobei in einem ersten der vier Schaltzustände keine der Anschlüsse (A, B, P, T) miteinander verbunden sind, wobei die Feder (F) dazu eingerichtet ist, den Kolben (VK) bei fehlender Kraftbeaufschlagung des ersten Endes (VK1) in einer Position zu halten, welche dem ersten Schaltzustand des Ventils (V, V1, V2) entspricht, sowie Hydrauliksystem (HY) mit einem solchen Ventil (V, V1, V2) und Kraftfahrzeuggetriebe mit einem solchen Hydrauliksystem (HY).

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein 4/4-Wegeventil. Die Erfindung betrifft ferner ein Hydrauliksystem mit einem solchen Ventil, sowie ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem derartigen Hydrauliksystem. Das Ventil ist nicht für die Anwendung in einem Hydrauliksystem eingeschränkt; vielmehr kann es auch in einem Pneumatiksystem verwendet werden.
Die Patentanmeldung DE 10 2007 033 690 A1 beschreibt ein hydraulisches System zur Steuerung eines Doppelkupplungsgetriebes. Zur Schaltung der Gänge dienen vier Doppelkolben, welche über einen Wählschieber und zwei Schaltregelventile gesteuert werden. Der Wählschieber und die beiden Schaltregelventile sind als elektromagnetisch betätigte 4/4-Wegeventile ausgeführt. Im stromlosen Zustand des Wählschiebers und der Schaltregelventile sind zwei der vier Doppelkolben hydraulisch verriegelt. Die verbleibenden zwei Doppelkolben sind kraftlos geschaltet, sodass diese frei bewegbar sind. Zum hydraulischen Absperren aller Doppelkolben muss der Wählschieber mit Energie versorgt werden.
Die Patentanmeldung DE 10 2011 080 667 A1 beschreibt ein 4/4-Wegeventil als Schieberventil, welches für eine hydraulische Steuerung in einem Automatikgetriebe vorgesehen ist. Das Schieberventil ist federbelastet und weist einen Zulaufanschluss, zwei Arbeitsanschlüsse und einen Ablaufanschluss auf. Mittels eines Aktors kann der Ventilschieber gegen die Federkraft verschoben werden. Im energielosen Zustand des Aktors sind die beiden Arbeitsanschlüsse mit dem Ablaufanschluss verbunden; der Zulaufanschluss ist von den übrigen Anschlüssen hydraulisch getrennt. Zum hydraulischen Absperren der Arbeitsanschlüsse muss der Aktor mit Energie versorgt werden.
Ein hydraulisches Absperren kann einen sicheren Zustand eines Aktuators herstellen. Das Aufbringen von Energie zur Erreichung eines solchen Zustands verringert jedoch die Energieeffizienz des Hydrauliksystems zur Steuerung des Aktuators. Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Ventil bereitzustellen, mittels dem ein solcher Zustand auch ohne Energiezufuhr möglich ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein federbelastetes Ventil mit vier Schaltzuständen vorgeschlagen. Neben den vier Schaltzuständen kann das Ventil Zwischenstellungen einnehmen. Das Ventil weist einen Kolben auf, welcher in einem Gehäuse verschiebbar geführt ist. Ein erstes Ende des Kolbens ist mit einer Kraft beaufschlagbar, welche gegen eine von der Feder auf ein zweites Ende des Kolbens aufgebrachte Kraft wirkt. Am Gehäuse sind vier Anschlüsse vorgesehen, welche abhängig von der Position des Kolbens selektiv miteinander verbindbar, bzw. zueinander absperrbar sind. In anderen Worten handelt es sich um ein federbelastetes 4/4-Wegeventil, welches als Proportionalventil ausgeführt ist.
Erfindungsgemäß ist die Feder dazu eingerichtet, den Kolben bei fehlender Kraftbeaufschlagung des ersten Endes des Kolbens in einer Position zu halten, in dem keine der Anschlüsse über das Ventil miteinander verbunden sind. Unter „verbunden“ ist in diesem Zusammenhang eine fluidische Verbindung zu verstehen. Diese Position entspricht dabei einem ersten der vier Schaltzustände des Ventils. Der erste Schaltzustand ist somit zum hydraulischen Absperren eines mit dem Ventil verbundenen Aktuators geeignet. Zum Aufrechterhalten des ersten Schaltzustands muss am ersten Ende des Kolbens keine Kraft aufgebracht werden, sodass das Ventil im energielosen Zustand selbsttätig den ersten Schaltzustand einnimmt.
Vorzugsweise erfolgt die Kraftbeaufschlagung des zweiten Endes des Kolbens mittels eines Elektromagneten, oder mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Drucks. In anderen Worten handelt es sich vorzugsweise entweder um ein direkt elektromagnetisch betätigtes oder um ein vorgesteuertes Ventil.
Die vier Schaltzustände des Ventils sind im Folgenden als erster, zweiter, dritter und vierter Anschluss charakterisiert; die vier Anschlüsse des Ventils in gleicher Weise als erster, zweiter, dritter und vierter Anschluss. Vorzugsweise ergeben sich der zweite bis vierte Schaltzustand des Ventils in folgender Weise: im zweiten Schaltzustand sind der erste Anschluss mit dem dritten Anschluss, sowie der zweite Anschluss mit dem vierten Anschluss miteinander verbunden. Im dritten Schaltzustand sind der erste, zweite und vierte Anschluss miteinander verbunden, während der dritte Anschluss von den anderen Anschlüssen abgetrennt ist. Im vierten Schaltzustand sind der erste Anschluss mit dem vierten Anschluss, und der zweite Anschluss mit dem dritten Anschluss verbunden.
Vorzugsweise sind der zweite bis vierte Schaltzustand bei Kraftbeaufschlagung des ersten Kolbenendes in folgender Reihenfolge erreichbar: zweiter Schaltzustand, dritter Schaltzustand, vierter Schaltzustand.
Gemäß einer ersten möglichen Ausgestaltung weist das Gehäuse eine Ventiltasche auf. Die Ventiltasche ist jenem Ende des Gehäuses zugeordnet, welches dem zweiten Ende des Kolbens zugewandt ist. Die Ventiltasche ist mit einem fünften Anschluss des Ventils ständig verbunden. Unter „ständig verbunden“ wird eine fluidische Verbindung verstanden, welche stets besteht, und zwar unabhängig von der Position des Kolbens. Über den fünften Anschluss kann das Ventil über eine ventil-externe Leitung mit dem vierten Anschluss verbunden werden, vorzugsweise ständig. Dadurch kann der mechanische Aufbau des Ventils vereinfacht werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung weist das Gehäuse eine Ventiltasche auf, welche über eine innerhalb des Kolbens oder innerhalb des Gehäuses ausgebildete Verbindungsleitung mit dem vierten Anschluss ständig verbunden ist. Die Ventiltasche ist an jenem Ende des Gehäuses angeordnet, welches dem zweiten Ende des Kolbens zugewandt ist. Die vorgenannte ventil-externe Leitung kann somit entfallen.
Durch die zuvor genannte Ventiltasche wird das Herstellen der fluidischen Verbindung zwischen dem ersten und vierten Anschluss im dritten Schaltzustand des Ventils vereinfacht. Dies gilt für beide zuvor genannten Ausgestaltungen. Die Ventiltasche ist vorzugsweise abhängig von der Position des Kolbens mit dem ersten Anschluss verbunden oder von diesem getrennt.
Das Ventil kann Bestandteil eines Hydrauliksystems sein, welches zur Betätigung eines Aktuators eines Kraftfahrzeuggetriebes geeignet ist. Mittels des Aktuators kann beispielsweise eine Schaltstange des Kraftfahrzeuggetriebes betätigt werden, um eine Gangschaltung des Kraftfahrzeuggetriebes zu steuern.
Vorzugsweise sind die vier Anschlüsse des Ventils in folgender Weise dem Hydrauliksystem zugeordnet: der erste Anschluss ist mit einem ersten Druckraum des Aktuators verbunden; der zweite Anschluss ist mit einem zweiten Druckraum des Aktuators verbunden; der dritte Anschluss ist mit einer Druckversorgungsleitung des Hydrauliksystems verbunden; der vierte Anschluss ist mit einem Tank des Hydrauliksystems verbunden. Dadurch ergeben sich durch die vier Schaltzustände des Ventils folgende Betriebszustände des Hydrauliksystems:

- im ersten Schaltzustand sind die beiden Druckräume des Aktuators voneinander getrennt, und keiner der Druckräume ist mit der Druckversorgungsleitung oder dem Tank verbunden, sodass der Aktuator hydraulisch blockiert ist;
- im zweiten Schaltzustand ist der erste Druckraum mit der Druckversorgungsleitung verbunden und der zweite Druckraum ist mit dem Tank verbunden, sodass der Aktuator in eine erste Richtung betätigt werden kann;
- im dritten Schaltzustand sind die beiden Druckräume mit dem Tank verbunden und die Druckversorgungsleitung ist von den beiden Druckräumen abgetrennt, sodass der Aktuator kraftlos bewegt werden kann; und
- im vierten Schaltzustand ist der erste Druckraum mit dem Tank verbunden und der zweite Druckraum ist mit der Druckversorgungsleitung verbunden, sodass der Aktuator in eine zweite, der ersten Richtung entgegengerichtete Richtung betätigt werden kann.

Eine derartige Zuordnung ermöglicht einerseits ein energieeffizientes Hydrauliksystem und andererseits eine vorteilhafte Betätigung des Aktuators im Kraftfahrzeuggetriebe, da durch das hydraulische Blockieren des Aktuators im ersten Betriebszustand des Ventils eine mechanische Rastierung des Aktuators entfallen kann. Dies vereinfacht den mechanischen Aufbau des Kraftfahrzeuggetriebes und erleichtert zudem die hydraulische Steuerung, da ein hydraulisches Überdrücken der mechanischen Rastierung entfällt. Zudem kann bei einem Wechsel der Betätigung des Aktuators von der ersten in die zweite Richtung und umgekehrt ein kraftfreier Zustand des Aktuators erreicht werden, sodass bei diesem Wechsel keine Druckspitzen entstehen oder zumindest verringert werden.
Vorzugsweise ist in der Verbindung zwischen der Druckversorgungsleitung des Hydrauliksystems und dem dritten Anschluss des Ventils ein schaltbares Sperrventil vorgesehen. Befindet sich das Sperrventil in einer Sperrstellung, so ist die Druckversorgungsleitung vom dritten Anschluss getrennt. Befindet sich das Sperrventil in einer Verbindungsstellung, so ist die Druckversorgungsleitung mit dem dritten Anschluss verbunden. Dadurch kann ausgehend vom vierten Schaltzustand in den ersten Schaltzustand des Ventils gewechselt werden, ohne dass beim Durchfahren des zweiten Schaltzustands eine Betätigung des Aktuators in die erste Richtung erfolgt.
Bei einer Ausgestaltung des Ventils mit fünftem Anschluss ist dieser vorzugsweise über den Tank oder über eine mit dem Tank verbundene Leitung mit dem vierten Anschluss des Ventils ständig verbunden. Dies vereinfacht den mechanischen Herstellungsaufwand des Ventils.
Das Ventil oder das Hydrauliksystem mit dem Ventil kann Bestandteil eines Kraftfahrzeuggetriebes sein. Ein Kraftfahrzeuggetriebe bezeichnet hier insbesondere ein mehrgängiges oder stufenloses Getriebe, mittels dem eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes schaltbar sind. Derartige Getriebe finden vor allem in Kraftfahrzeugen Anwendung, um die Drehzahl- und Drehmomentabgabecharakteristik einer Antriebseinheit den Fahrwiderständen des Fahrzeugs in geeigneter Weise anzupassen.
Das Kraftfahrzeuggetriebe kann ein vorzugsweise formschlüssig wirkendes Schaltelement aufweisen, welches durch eine mittels des Hydrauliksystems betätigte Aktuatorik öffenbar und schließbar ist. Bevorzugt wird das Schaltelement in der zweiten Schaltstellung des Ventils in eine erste Richtung bewegt, und in der vierten Schaltstellung in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung. In der ersten Schaltstellung kann das Schaltelement verriegelt werden. In der dritten Schaltstellung ist das Schaltelement unabhängig von der hydraulischen Betätigung bewegbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

1 bis 3 je ein Ventil gemäß einem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 bis 6 weitere Schaltzustände des Ventils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
7 ein Hydrauliksystem mit dem erfindungsgemäßen Ventil; und
8 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeuggetriebes mit dem Hydrauliksystem.

1 zeigt ein Ventil V gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Ventil V umfasst ein Gehäuse VG und einen darin geführten Kolben VK. Ein erstes Ende VK1 des Kolbens VK ist mit einer Kraft beaufschlagbar, beispielweise durch Aufbringen eines hydraulischen oder pneumatischen Drucks. Alternativ dazu kann am ersten Ende VK1 ein Elektromagnet angreifen, mittels dem der Kolben VK verschoben werden kann. Die auf das erste Ende VK1 wirkende Kraft wirkt der Kraft einer Feder F entgegen, welche auf ein zweites Ende VK2 des Kolbens VK wirkt. Das in 1 dargestellte Ventil V ist als Schieberventil ausgebildet. Dies ist lediglich beispielhaft anzusehen. Alternativ dazu wäre eine Ausbildung als Sitzventil möglich.
Das Ventil V weist fünf Anschlüsse auf, welche als erster Anschluss A, zweiter Anschluss B, dritter Anschluss P, vierter Anschluss T und fünfter Anschluss T2 bezeichnet sind. Der Kolben VK ist derart geformt, dass abhängig von der Position des Kolbens VK im Gehäuse VG die Anschlüsse A, B, P, T selektiv miteinander verbunden, bzw. voneinander getrennt sind. Der fünfte Anschluss T2 ist über eine in 1 nicht dargestellte ventil-externe Verbindung mit dem vierten Anschluss T ständig verbunden, sodass am vierten und fünften Anschluss T, T2 der gleiche Druck anliegt. Der fünfte Anschluss T2 ist mit einer Drucktasche TS verbunden, welche innerhalb des Gehäuses VG ausgebildet ist.
In der in 1 dargestellten Position des Kolbens VK nimmt das Ventil V einen ersten von vier Schaltzuständen ein. In diesem ersten Schaltzustand ist keiner der Anschlüsse A, B, P, T miteinander verbunden. Dieser Fall tritt auf, wenn auf das erste Ende VK1 keine oder eine zu geringe Kraft wirkt, um den Kolben VK gegen die Kraft der Feder F in Richtung des zweiten Endes VK2 zu verschieben. Das Ventil V befindet sich demnach im ersten Schaltzustand, wenn auf das erste Ende VK1 keine äußere Kraft einwirkt. 1b zeigt ein Blockschaltbild des Ventils V in der ersten Schaltstellung, beispielhaft mit einem Elektromagneten zum selektiven Aufbringen einer Kraft auf das erste Ende VK1.
2 zeigt ein Ventil V gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Anstatt des fünften Anschlusses T2 weist das Ventil V nun eine innerhalb des Kolbens VK ausgebildete Verbindungsleitung VKL auf, über welche die Drucktasche TS mit dem vierten Anschluss T ständig verbunden ist.
3 zeigt ein Ventil V gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Anstatt des fünften Anschlusses T2 weist das Ventil V nun eine innerhalb des Gehäuses VG ausgebildete Verbindungsleitung VKL auf, über welche die Drucktasche TS mit dem vierten Anschluss T ständig verbunden ist.
4 zeigt das Ventil V gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem zweiten der vier Schaltzustände. Dieser Schaltzustand tritt auf, wenn auf das erste Ende VK1 eine hinreichend große Kraft einwirkt, um den Kolben VK gegen die Kraft der Feder F um eine definierte Hubbewegung in Richtung des zweiten Endes VK2 zu verschieben. In diesem zweiten Schaltzustand ist der erste Anschluss A mit dem dritten Anschluss P verbunden, und der zweite Anschluss B ist mit dem vierten Anschluss T verbunden. 4b zeigt ein Blockschaltbild des Ventils V in der zweiten Schaltstellung, beispielhaft mit einem Elektromagneten zum selektiven Aufbringen einer Kraft auf das erste Ende VK1.
5 zeigt das Ventil V gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem dritten der vier Schaltzustände. Dieser Schaltzustand tritt auf, wenn auf das erste Ende VK1 eine hinreichend große Kraft einwirkt, um den Kolben VK gegen die Kraft der Feder F um eine definierte Hubbewegung in Richtung des zweiten Endes VK2 zu verschieben. In diesem dritten Schaltzustand ist der erste Anschluss A mit dem zweiten Anschluss B und mit dem vierten Anschluss T verbunden. Die Verbindung des ersten Anschlusses A mit dem vierten Anschluss T erfolgt über den fünften Anschluss T2 und die nicht dargestellte ventil-externe Verbindung zwischen dem fünften Anschluss T2 und dem vierten Anschluss T. Bei Verwendung des Ventils V gemäß dem zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung über die Verbindungsleitung VGL. Der dritte Anschluss P ist von den Anschlüssen A, B, T abgetrennt. 5b zeigt ein Blockschaltbild des Ventils V in der dritten Schaltstellung, beispielhaft mit einem Elektromagneten zum selektiven Aufbringen einer Kraft auf das erste Ende VK1.
6 zeigt das Ventil V gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einem vierten der vier Schaltzustände. Dieser Schaltzustand tritt auf, wenn auf das erste Ende VK1 eine hinreichend große Kraft einwirkt, um den Kolben VK gegen die Kraft der Feder F um eine definierte Hubbewegung in Richtung des zweiten Endes VK2 zu verschieben. In diesem vierten Schaltzustand ist der erste Anschluss A mit dem vierten Anschluss T verbunden, und der zweite Anschluss B ist mit dem dritten Anschluss P verbunden. Die Verbindung des ersten Anschlusses A mit dem vierten Anschluss T erfolgt über den fünften Anschluss T2 und die nicht dargestellte ventil-externe Verbindung zwischen dem fünften Anschluss T2 und dem vierten Anschluss T. Bei Verwendung des Ventils V gemäß dem zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung über die Verbindungsleitung VGL. 6b zeigt ein Blockschaltbild des Ventils V in der vierten Schaltstellung, beispielhaft mit einem Elektromagneten zum selektiven Aufbringen einer Kraft auf das erste Ende VK1.
7 zeigt ein Hydrauliksystem HY mit einer Pumpe PP, welche Hydraulikfluid aus einem Tank HT durch einen Filter FI ansaugt und zu einer Druckversorgungsleitung HV fördert. Um einen Rückfluss von Hydraulikfluid aus der Druckversorgungsleitung HV in Richtung der Pumpe PP zu verhindern ist ein federbelastetes Rückhalteventil RV vorgesehen. Die Druckversorgungsleitung HV versorgt verschiedene hydraulische Verbraucher mit Hydraulikfluid, beispielsweise einen Verbraucher K2, einen Verbraucher K3 sowie zwei Aktuatoren S1 und S2. In der Verbindung zwischen Druckversorgungsleitung HV einerseits und dem Verbraucher K3 sowie den Aktuatoren S1 und S2 andererseits ist ein federbelastetes, elektromagnetisch betätigbares Sperrventil DC angeordnet. Alternativ zur elektromagnetischen Betätigung könnte das Sperrventil vorgesteuert betätigt werden. Die beiden Aktuatoren S1, S2 werden jeweils durch ein Ventil V1, V2 gesteuert. Aufbau und Funktionsweise der Ventile V1, V2 entspricht dem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Ventil V. Jeder der drei Ausführungsbeispiele gemäß 1 bis 3 des Ventils V kann in dem Hydrauliksystem als Ventil V1, V2 verwendet werden; daher wird in weiterer Folge auf die Beschreibung und die Bezugszeichen des Ventils V verwiesen.
In der Sperrstellung des Sperrventils DC werden der Verbraucher K3 sowie der dritte Anschluss P der Ventile V1, V2 mit einem Sicherheitsventil verbunden, welches bei Überschreitung eines Grenzdrucks eine Verbindung zum Tank HT herstellt.
Jeder der beiden Aktuatoren S1, S2 weist zwei Druckräume S1a, S1b, S2a, S2b auf, welche durch einen Kolben S1K, S2K voneinander getrennt sind. Der erste Anschluss A des Ventils V1 mit dem Druckraum S1a verbunden. Der zweite Anschluss B des Ventils V1 ist mit dem Druckraum S1b verbunden. Der dritte Anschluss P des Ventils V1 ist über das Sperrventil DC mit der Druckversorgungsleitung HV verbunden. Der vierte Anschluss T des Ventils V1 ist über ein Rückschlagventil mit dem Tank HT verbunden. In gleicher Weise ist der erste Anschluss A des Ventils V2 mit dem Druckraum S2a, der zweite Anschluss B des Ventils V2 mit dem Druckraum S2b, und der dritte Anschluss P des Ventils V2 über das Sperrventil DC mit der Druckversorgungsleitung HV verbunden. Der vierte Anschluss T des Ventils V2 ist über ein Rückschlagventil und eine Drossel mit dem vierten Anschluss T des Ventils V1 verbunden.
Befindet sich das Ventil V1 wie in 7 dargestellt im ersten Schaltzustand, so sind die beiden Druckräume S1a, S1b hydraulisch voneinander getrennt, und weder über den dritten Anschluss P mit der Druckversorgungsleitung HV noch über den vierten Anschluss T mit dem Tank HT verbunden. Im unbetätigten Zustand des Ventils V1 ist der Kolben S1K daher hydraulisch fixiert. Im zweiten Schaltzustand des Ventils V1 ist der erste Druckraum S1a mit der Druckversorgungsleitung HV verbunden, sofern das Sperrventil DC die Offenstellung einnimmt. Der Druckraum S1b ist mit dem Tank HT verbunden. Im zweiten Schaltzustand des Ventils V und entsprechendem Druck in der Druckversorgungsleitung HV wird der Kolben S1K nach rechts verschoben. Im dritten Schaltzustand des Ventils V1 sind die beiden Druckräume S1a, S1b mit dem Tank HT unter Absperrung der Druckversorgungsleitung HV verbunden. Im dritten Schaltzustand kann der Kolben S1K unabhängig vom Hydrauliksystem HY verschoben werden. Im vierten Schaltzustand des Ventils V1 ist der Druckraum S1b mit der Druckversorgungsleitung HV verbunden, sofern das Sperrventil DC die Offenstellung einnimmt, und der Druckraum S1a ist mit dem Tank HT verbunden. Im vierten Schaltzustand des Ventils V und entsprechendem Druck in der Druckversorgungsleitung HV wird der Kolben S1K nach links verschoben. Die vorgenannte Funktionsbeschreibung der vier Schaltzustände des ersten Ventils V1 trifft in gleicher Weise auf das Ventil V2, die beiden Druckräume S2a, S2b und den Kolben S2K zu.
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes G mit dem Hydrauliksystem HY. Das Kraftfahrzeuggetriebe G weist eine Anschlusswelle AN auf, welche über eine Trennkupplung K0 mit einer Antriebswelle GW1 verbindbar ist. Ein Rotor einer elektrischen Maschine EM ist mit der Antriebswelle GW1 verbunden. Die Antriebswelle treibt die Pumpe PP an, welche zur Druckversorgung des Hydrauliksystems HY dient.
Das Kraftfahrzeuggetriebe G weist eine Kupplungsabschnitt GK auf, welcher eine erste Kupplung DK1 und eine zweite Kupplung DK2 beherbergt. Durch Schließen der ersten Kupplung K1 ist die Antriebswelle GW1 mit einem ersten Teilgetriebe verbindbar. Durch Schließen der zweiten Kupplung K2 ist die Antriebswelle GW1 mit einem zweiten Teilgetriebe verbindbar. In einem Gangwechselabschnitt GW sind mittels eines nicht dargestellten Radsatzes verschiedene Gangstufen zwischen den Teilgetrieben und einer Abtriebswelle GW2 ausbildbar. Die Gangstufen werden beispielhaft mittels den zwei Kolben S1K, S2K des Hydrauliksystems HY eingelegt, bzw. ausgelegt. Jeder der Kolben S1K, S2K steuert dabei ein Schaltelement SE1, SE2.
Eine elektronische Steuereinheit ECU steuert die elektromagnetisch betätigten Ventile des Hydrauliksystems HY. Die Steuereinheit ECU ist mit mehreren Sensoren und anderen Steuereinheiten verbunden, und ist dazu eingerichtet empfangene Signale zu verarbeiten, und Stellbefehle abhängig von Kennfeldern oder Modelle an die Ventile und gegebenenfalls an weitere Stellglieder des Hydrauliksystems HY auszulösen
Bezugszeichenliste

V, V1, V2: Ventil
VG: Gehäuse
VK: Kolben
VK1: Erstes Kolbenende
VK2: Zweites Kolbenende
F: Feder
A: Erster Anschluss
B: Zweiter Anschluss
P: Dritter Anschluss
T: Vierter Anschluss
T2: Fünfter Anschluss
TS: Ventiltasche
VKL: Verbindungsleitung
HY: Hydrauliksystem
PP: Pumpe
FI: Filter
HT: Tank
RV: Rückhalteventil
HV: Druckversorgungsleitung
DC: Sperrventil
K2, K3: Verbraucher
S1: Erster Aktuator
S1a: Erster Druckraum
S1b: Zweiter Druckraum
S1K: Kolben
S2: Zweiter Aktuator
S2a: Erster Druckraum
S2b: Zweiter Druckraum
S2K: Kolben
G: Kraftfahrzeuggetriebe
AN: Anschlusswelle
K0: Trennkupplung
GG: Gehäuse
EM: Elektrische Maschine
GW1: Antriebswelle
GW2: Abtriebswelle
GK: Kupplungsabschnitt
DK1: Erste Kupplung
DK2: Zweite Kupplung
GW: Gangwechselabschnitt
SE1, SE2: Schaltelement
ECU: Elektronische Steuereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007033690 A1 [0002]
DE 102011080667 A1 [0003]

Claims

Ventil (V, V1, V2) mit einem Gehäuse (VG) und einem darin verschiebbar geführten Kolben (VK), wobei ein erstes Ende (VK1) des Kolbens (VK) mit einer Kraft beaufschlagbar ist, mittels welcher der Kolben (VK) gegen eine auf ein zweites Ende (VK2) des Kolbens (VK) wirkende Feder (F) verschiebbar ist, wobei das Ventil (V, V1, V2) vier Schaltzustände aufweist, in denen vier im Gehäuse (VG) vorgesehene Anschlüsse (A, B, P, T) selektiv miteinander verbindbar, bzw. zueinander absperrbar sind, wobei in einem ersten der vier Schaltzustände keine der Anschlüsse (A, B, P, T) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (F) dazu eingerichtet ist, den Kolben (VK) bei fehlender Kraftbeaufschlagung des ersten Endes (VK1) in einer Position zu halten, welche dem ersten Schaltzustand des Ventils (V, V1, V2) entspricht.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbeaufschlagung des ersten Endes (VK1) mittels eines Elektromagneten oder mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Drucks erfolgt.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem zweiten der vier Schaltzustände ein erster der vier Anschlüsse (A) mit einem dritten der vier Anschlüsse (P), und ein zweiter der vier Anschlüsse (B) mit einem vierten der vier Anschlüsse (T) verbunden ist, wobei - in einem dritten der vier Schaltzustände der erste, zweite und vierte Anschluss (A, B, T) unter Abtrennung des dritten Anschlusses (P) miteinander verbunden sind, und wobei - in einem vierten der vier Schaltzustände der erste Anschluss (A) mit dem vierten Anschluss (T), und der zweite Anschluss (B) mit dem dritten Anschluss (P) verbunden ist.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kraftbeaufschlagung des ersten Endes (VK1) der zweite bis vierte Schaltzustand in folgender Reihenfolge erreichbar sind: zweiter Schaltzustand, dritter Schaltzustand, vierter Schaltzustand.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Ventiltasche (TS) des Gehäuses (VG), wobei die Ventiltasche (TS) an jenem Ende des Gehäuses (VG) angeordnet ist, welches dem zweiten Ende (VK2) des Kolbens (VK) zugewandt ist, wobei die Ventiltasche (TS) mit einem fünften Anschluss (T2) des Ventils (V, V1, V2) ständig verbunden ist.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Ventiltasche (TS) des Gehäuses (VG), die über eine innerhalb des Kolbens (VK) oder des Gehäuses (VG) ausgebildete Verbindungsleitung (VKL) mit dem vierten Anschluss (T) ständig verbunden ist, wobei die Ventiltasche (TS) an jenem Ende des Gehäuses (VG) angeordnet ist, welches dem zweiten Ende (VK2) des Kolbens (VK) zugewandt ist.
Ventil (V, V1, V2) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventiltasche (TS) abhängig von der Position des Kolbens (VK) mit dem ersten Anschluss (A) verbunden oder von diesem getrennt ist.
Hydrauliksystem (HY) zur Betätigung eines Aktuator (S1, S2) eines Kraftfahrzeuggetriebes (G), gekennzeichnet durch ein Ventil (V, V1, V2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Hydrauliksystem (HY) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Anschluss (A) des Ventilgehäuses (VG) mit einem ersten Druckraum (S1a, S2a) des Aktuators (S1, S2), - der zweite Anschluss (B) des Ventilgehäuses (VG) mit einem zweiten Druckraum (S1b, S2b) der Aktuators (S1, S2), - der dritte Anschluss (P) des Ventilgehäuses (VG) mit einer Druckversorgungsleitung (HV) des Hydrauliksystems (HY), und - der vierte Anschluss (T) des Ventilgehäuses (VG) mit einem Tank (HT) des Hydrauliksystems (HY) verbunden ist.
Hydrauliksystem (HY) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen der Druckversorgungsleitung (HV) und dem dritten Anschluss (P) ein schaltbares Sperrventil (DC) angeordnet ist.
Hydrauliksystem (HY) nach einem der Ansprüche 8 bis 10 unter Rückbezug auf Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Anschluss (T2) über den Tank (HT) oder über eine mit dem Tank (HT) verbundene Leitung mit dem vierten Anschluss (T) ständig verbunden ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (G), gekennzeichnet durch ein Hydrauliksystem (HY) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 oder durch ein Ventil (V, V1, V2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Kraftfahrzeuggetriebe (G) mit einem Hydrauliksystem (HY) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuggetriebe (G) ein vorzugsweise formschlüssiges Schaltelement (SE1, SE2) aufweist, welches durch eine mittels des Hydrauliksystems (HY) betätigten Aktuator (S1, S2) öffenbar und schließbar ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (G) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (S1, S2) durch das sich im ersten Schaltzustand vorliegende Ventil (V, V1, V2) hydraulisch verriegelt ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (G) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (SE1, SE2) mittels des Aktuators (S1, S2) - im zweiten der vier Schaltzustände des Ventils (V, V1, V2) in eine erste Richtung bewegbar ist, - im dritten der vier Schaltzustände des Ventils (V, V1, V2) unabhängig vom Hydrauliksystem (HY) bewegbar ist, und - im vierten der vier Schaltzustände des Ventils (V, V1, V2) in eine zweite Richtung bewegbar ist.