專利名稱：帶有集成的安全功能的電磁操縱式滑閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的、在機動車自動變速器中進行液壓 控制的電磁操縱式滑閥。
背景技術：
在現有技術中，能電磁操縱的滑閥用于實現對機動車的特別是自動變速器的液壓 控制。在此已知一些直控式設計方案，這些設計方案不需要加強滑閥。它們工作非常精確且 不會發生泄漏。通過相應的面積選擇，即使電磁操縱裝置發生故障，也可以將閥調到最終位 置。此外還公開的是，在直控式液壓變速器控制機構中，在液壓負荷的閥之間布置換擋閥， 以便能夠中斷某些換擋狀態。例如必須確保閉鎖變速器或掛入正確的檔位，或同時操縱兩 個尚合器。
發明內容
本發明所要解決的技術問題通過一種有權利要求1特征的電磁操縱式滑閥解決。 本發明有利的設計方案和擴展設計是從屬權利要求的主題。按照本發明的滑閥具有集成的安全功能，該安全功能在自動變速器的各組成部分 發生故障時能夠讓自動變速器本身繼續運行。當電磁操縱裝置的磁力作用時，按照本發明， 提供液壓控制機構的運行工況和該運行工況所需的運行壓力。為此，按照本發明，在滑閥的 閥殼上設置附加的液壓接口，該液壓接口和閥芯上附加的液壓作用面這樣配合作用，使得 在緊急情況下迎著磁力在閥芯上產生附加的移動力。以此方式在按本發明的滑閥中，即使 在電磁操縱裝置的磁力為最大時，也能防止閥芯沿磁體的作用方向移動。按照本發明，滑閥 由此具有集成的安全功能，該安全功能在例如機動車的液壓控制的自動變速器中，允許用 相對簡單的器件實現故障應急功能(Fail-Mfe-Fimction)以及中斷不期望的工況和運行 條件。按照本發明一項有利的設計方案，附加的液壓作用面具有這樣的大小，即，其在閥 芯上迎著電磁操縱裝置的移動力產生一個附加移動力，該附加移動力大于電磁操縱裝置的 最大磁力。在故障情況下例如確保也迎著電磁操縱裝置的磁力將滑閥的閥芯移動到一個預 定位置，該預定位置允許自動變速器的繼續運行或所謂的應急運行。此時閥芯上的附加的 作用面起到開/關感知面的作用，它允許故障應急運行。以此方式例如不需要任何附加的 閥在液壓換擋以控制自動變速器時來實現所謂的故障應急方案。按照按本發明滑閥的另一種有利的設計方案，閥芯上的附加的液壓作用面的幾何 尺寸設定為，在最小可能的控制壓力下，附加移動力Fz的要大于產生的、沿電磁操縱裝置的 磁力Fm方向作用的力。附加的液壓作用面的幾何尺寸在此可以尤其經由滑閥的閥芯上的 不同的直徑范圍確定。通過不同的直徑自動產生不同大小的作用面，可以為了有針對性地 調整所期望的和所需要的液壓力而對它們進行測量。按照本發明的另一種有利的設計方案，滑閥涉及一種機動車自動變速器的直控式液壓變速器控制機構的控制閥。在用于控制自動變速器的直控式液壓變速器控制機構中， 取消了在預控閥中所需的加強滑閥。因此控制可以實施得更為精確且很少泄漏。因此按本 發明的滑閥提供了一個集成的安全功能，其即使在故障時也能實現繼續運行并且實施各種 安全功能，如防止同時連接多個離合器。按照本發明一種有利的設計方案，系統接口的用工作壓力加載的液壓作用面和附 加接口的附加的液壓作用面形成面積差，其中，面積差的大小設定為，使附加移動力Fz大于 產生的、沿磁力Fm方向作用的力。通過靈活地選擇面積比以及確定在系統接口上的作用面 與應急故障作用面之間的面積差，可以分別在應用時實現所需的附加移動力。按照本發明， 閥芯上所需要的用于例如故障應急功能的力，可以基于不同的表面和面積比計算得出。按照本發明另一種有利的設計方案，在閥芯的附加的作用面上的附加移動力Fz通 過閥芯上的一排不同的直徑范圍D1-D5實現。按照本發明另一種有利的設計方案，這樣規定閥芯的預定的最終位置，使閥芯在 該最終位置被移動，從而在液壓控制機構的組成部分故障時確保應急運行。
接下來參考多個實施例更為詳細地說明本發明。所述實施例在附圖中示出。在唯一的圖1中以示意性視圖表示按本發明的、帶集成的安全功能的滑閥的實施 例。
具體實施例方式在圖1中以示意性視圖表示按本發明的滑閥的一個實施例，在該實施例中實現了 集成的安全功能，如其在下文中被更為詳細地說明的那樣。按本發明的滑閥10和迄今公知 的滑閥一樣具有能移動地支承在閥殼2內部的閥芯1。閥芯1 一方面能夠經由電磁操縱裝 置4移動，該電磁操縱裝置使閥芯1迎著與之對置的復位彈簧3移動(在圖1中是向右)。另 一方面，在滑閥10的外殼2上設一排液壓接口，工作壓力或液壓控制壓力經由這些接口施 加到閥芯1和閥芯1的各液壓作用面上。閥芯1在圖1的實施例中經由磁銷8與電磁操縱裝置4連接。在電磁操縱裝置4 激活時，磁力Fm被施加到閥芯1上，從而使閥芯朝在圖1中用箭頭標出的方向移動。在電 磁操縱裝置4切斷時，閥芯通過復位彈簧3和其復位力Fz復位。為實現滑閥10的不同位 置以及因而實現在機動車的直控式自動變速器的液壓控制機構內的不同功能，在閥芯1上 設不同的液壓作用面，它們與液壓接口及未詳細示出的液壓控制機構配合作用。與按現有 技術的傳統滑閥不同的是，按照本發明，設附加的液壓作用面7和附加的液壓接口 6，它們 實現了故障應急功能或其它的安全功能。另一個液壓作用面7在按圖1的實施例中通過閥芯1上復位彈簧3側的附加的直 徑減小(圖1中的直徑D5)實現。按照本發明，附加的液壓作用面7用于集成的故障應急功 能，從而在液壓控制機構的一部分或液壓控制機構的電子控制模塊發生故障時繼續保證有 待控制的機動車自動變速器的運行。附加的液壓作用面7 (也被稱為開/關感觸面)可以 經由附加的液壓接口 6這樣地用液壓油加載，S卩，在閥芯上產生一個附加移動力Fz，該附加 移動力與電磁操縱裝置的正常作用方向(參看圖中磁力Fm的箭頭)相反地作用。為此，附加的液壓作用面7的大小設定為，使可產生的液壓壓力在系統發生故障的情況下足以產生一 個附加移動力Fz，該附加移動力要大于在電磁操縱裝置4的作用方向上給出的力的總和。以此方式可以伴隨著按本發明的集成的安全功能在滑閥10中用極為簡單的器件 實現所謂的故障安全功能，這種故障安全功能確保了例如在故障時，滑閥也可以迎著電磁 操縱裝置的磁力移動到一個預定位置，該位置允許直控式自動變速器以及因而配設有該自 動變速器的機動車的繼續運行。為了實現這一點，閥芯1配設有不同的直徑范圍Dl至D5。 這樣來選擇不同的直徑范圍Dl至D5，使得作用面與用液壓加載的區域形成一定的比例。通 過恰當地選擇直徑D4和D5這樣來產生附加的液壓作用面7，使得系統內的最小控制壓力足 以迎著磁力Fm獲得一個足夠高的移動力Fz。在也被稱為工作接口的系統接口 5和9上，在正常運行時伴隨著一個工作壓力，用 該工作壓力可以通過控制各接口 5或9來移動閥芯1。其它的液壓接口 11和12分別是帶 第一壓力水平(11)和第二壓力水平(12)的接口。閥芯1的直徑范圍Dl和D3在該實施例 中對應閥殼2的最大內部尺寸。反之，直徑D2和D5則減小約50%，從而產生相對較大的液 壓作用面。直徑范圍D4略小于直徑范圍Dl和D3。通過磁力Fm和沿與之相反方向作用的彈簧力F3以及基于液壓工作壓力Fa的力之 間的力平衡建立滑閥的基本功能，基于液壓工作壓力Fa的力通過在工作接口或系統接口 5 或9上加載壓力生成。因此用如下的方程式得出力平衡
在圖1所示的實施例中，通過不同的直徑D4和D5以及用控制壓力加載接口 6得到按 照本發明的、帶集成安全功能的附加功能。基于不同的直徑D4和D5得到一個面積差。該 面積差按照本發明設計成，使產生的與磁力Fm相反作用的力基于在附加的液壓接口 6上的 控制壓力而大于磁力。這可以用下面的公式計算得出
I 2 4 本 Fm
D5 < D42--1
]1 π* Ps
其中Fm是磁力，PS是附加的液壓接口 6上的控制壓力。在設計這兩個表面以及因而作 用面以及因而直徑范圍D4和D5時，例如選擇D4 = 9 mm。此外，當例如磁力Fm = 18 Nm且 控制壓力& = 20 bar時，閥芯1的直徑范圍D5的直徑必須小于8. 39 mm。這一點從用上 述公式進行的計算中通過下列公式得出
I Γ^ 4*1 Si^
D5 <J0,0092m"--———-
V,τ*20*105FZm*
在閥芯1和其不同的直徑范圍的這種示例性的以及有利的設計中，得出用于所述滑閥 10的實施例得出下列力平衡
-F^f — Fji—1*3 — 1 — 0
其中Fs是通過在附加接口 6上的控制壓力產生的力以及Fa是工作接口 5、9上的液壓 系統的工作壓力。伴隨著按照本發明這樣實現的直接集成在閥內的開/關功能，可以用比 迄今在現有技術中所公開的更為簡單的器件實現安全設計，所述安全設計在故障時或應急 運行時實現了對直控式液壓自動變速器的進一步控制，從而可以進一步運行機動車。此外，通過將安全功能集成在滑閥內還會減輕重量、減小所需空間以及減少泄漏。
權利要求
1.一種用于液壓地控制機動車的特別是自動變速器的滑閥(10)，包括在閥殼(2)內能 夠移動地導引的閥芯(1)，該閥芯具有一排能夠用工作壓力或控制壓力加載的液壓作用面， 所述滑閥還包括復位彈簧(3)和電磁操縱裝置(4)，所述電磁操縱裝置(4)在操縱時在朝閥 芯(1)的第一移動方向上產生磁力FM，其特征在于，除至少一個能夠用工作壓力加載的系統 接口(5)外，還在閥殼(2)上設置了附加的液壓接口(6)，該液壓接口具有在閥芯(1)上的附 加的液壓作用面(7)，利用該液壓接口能夠在閥芯(1)上產生與所述電磁操縱裝置(4)的磁 力Fm的移動方向相反地作用的附加移動力Fz，以便實現液壓控制機構的故障應急功能。
2.按權利要求1所述的滑閥(10)，其特征在于，所述附加的液壓作用面(7)具有的大小 為，其迎著所述電磁操縱裝置(4)的磁力Fm在所述閥芯(1)上產生了附加移動力Fz，該附加 移動力Fz大于所述操縱裝置(4)的最大磁力Fm。
3.按權利要求1或2所述的滑閥(10)，其特征在于，所述附加的液壓作用面的幾何尺 寸設定為，在液壓控制系統的最小可能的控制壓力下，所述附加移動力Fz大于在所述閥芯 (1)上的、沿所述電磁操縱裝置(4)的磁力Fm方向作用的力。
4.按前述權利要求之一所述的滑閥(10)，其特征在于，所述滑閥是機動車自動變速器 的直控式液壓變速器控制機構的控制閥。
5.按前述權利要求之一所述的滑閥(10)，其特征在于，所述用工作壓力加載的系統接 口(5)的液壓作用面和所述液壓接口(6)的附加的液壓作用面(7)形成面積差，其尺寸設計 為，使所述附加移動力Fz大于所產生的、沿磁力Fm方向作用到閥芯(1)上的力。
6.按前述權利要求之一所述的滑閥(10)，其特征在于，通過在閥芯(1)上的不同的直 徑范圍(D1-D5)實現了附加移動力Fz的生成，以便實現在液壓控制系統內的安全功能。
7.按前述權利要求之一所述的滑閥(10)，其特征在于，如此設計所述附加的液壓作用 面(7)的尺寸，以致于在變速器控制設備或電子控制機構故障時，在應急運行中調整閥芯 (1)的預定的最終位置。
全文摘要
本發明涉及一種帶有集成的安全功能的電磁操縱式滑閥，尤其是用于液壓地控制機動車的尤其自動變速器的滑閥(10)，包括在閥殼(2)內可移動地導引的閥芯(1)，該閥芯具有一排能夠用工作壓力或控制壓力加載的液壓作用面，所述滑閥還包括復位彈簧(3)和在操縱時在朝閥芯(1)的第一移動方向上產生磁力FM的電磁操縱裝置(4)，其中，除至少一個可用工作壓力加載的系統接口(5)外，還在閥殼(2)上設置了附加的液壓接口(6)，該液壓接口具有在閥芯(1)上的附加的液壓作用面(7)，用該液壓接口能夠在閥芯(1)上產生與電磁操縱裝置(4)的磁力FM的移動方向相反地作用的附加移動力FZ，以便實現液壓控制機構的故障應急功能。
文檔編號F16K31/06GK102086947SQ20101057674
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月7日 優先權日2009年12月8日
發明者庫貝 D. 申請人:羅伯特 . 博世有限公司