DE1201692B

DE1201692B - Servo motor, in particular for actuating transmission gearboxes for motor vehicles

Info

Publication number: DE1201692B
Application number: DEK39490A
Authority: DE
Inventors: Sven-Olof Kronogard
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1958-12-23
Filing date: 1959-12-21
Publication date: 1965-09-23

Description

Servomotor, insbesondere zur Betätigung von übersetzungswechselgetrieben für Kraftwagen Die Erfindung betrifft einen Servomotor, insbesondere zur Betätigung von übersetzungswechselgetrieben für Kraftwagen, mit einem doppelt wirkenden Kolben, dessen beide Arbeitsräume mit entsprechenden Queröffnungen in der hohlen Kolbenstange in Verbindung stehen, die ihrerseits über einen innerhalb dieser Kolbenstange befindlichen und längsverstellbaren Schieber derart mit Druckmittel versorgt werden, daß der Kolben bestrebt ist, stets eine bestimmte Gleichgewichtsstellung gegenüber dem Schieber einzunehmen.Servo motor, in particular for operating gear change gears for motor vehicles The invention relates to a servomotor, in particular for actuation of gearboxes for motor vehicles, with a double-acting piston, its two working spaces with corresponding transverse openings in the hollow piston rod are in connection, which in turn are located within this piston rod via a and longitudinally adjustable slide are supplied with pressure medium in such a way that the The piston strives to always have a certain equilibrium position with respect to the slide to take.

Bei einer bekannten Bauart eines solchen Servomotors besteht der Nachteil, daß er mit Vakuum betrieben wird und daß in der Gleichgewichtslage die beiden Arbeitsräume des Motorkolbens mit der Außenluft in Verbindung stehen. Außerdem ist die Konstruktion wegen der Anordnung der Austrittsöffnungen verhältnismäßig unempfindlich, die das Arbeitsmittel in die Zylinderräume des Motorkolbens eintreten lassen. Als Auslaßkanal zur Außenluft dient hierbei die Bohrung der hohlen Kolbenstange, die den Schieber aufnimmt. Der Schieber, der nur die Bohrung für das Vakuum enthält, ist daher zur Bildung des Auslaßringkanals, abgesehen von seinen beiden mit den Austrittsöffnungen zusammenarbeitenden Steuerbunden am Schieberkopf, im Durchmesser reduziert. Die Steuerbunde haben kleineren Mittenabstand als die Austrittsöffnungen und sind breiter als diese. Hierdurch ergibt sich die erwähnte Ansprech-Unempfindlichkeit.In a known type of such a servomotor, there is the disadvantage that it is operated with a vacuum and that the two working spaces are in the equilibrium position of the engine piston are in contact with the outside air. Besides, the construction relatively insensitive because of the arrangement of the outlet openings Allow working medium to enter the cylinder chambers of the engine piston. As an outlet channel The hole in the hollow piston rod that holds the slide is used for outside air records. The slide, which only contains the hole for the vacuum, is therefore for Formation of the outlet ring channel, apart from its two with the outlet openings cooperating control collars on the valve head, reduced in diameter. the Control collars have a smaller center-to-center distance than the outlet openings and are wider as this. This results in the aforementioned insensitivity to response.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Servomotorausbildung zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Anordnung vermieden sind.The object of the invention is to create a servomotor training, in which the disadvantages of the known arrangement are avoided.

Gemäß der Erfindung ist der Schieber mit zwei parallelen Längsbohrungen versehen, die über je eine Querausnehmung in der Gleichgewichtsstellung mit dem einen bzw. dem anderen Arbeitsraum des Kolbens verbunden sind und mit je einer weiteren, außerhalb des Arbeitsraums des Kolbens befindlichen Zuführungsausnehmung für das Druckmittel versehen sind, die in der Gleichgewichtsstellung beiderseits von einer im Gehäuse vorgesehenen Einlaßöffnung für das Druckmittel liegen.According to the invention, the slide is provided with two parallel longitudinal bores provided that each have a transverse recess in the equilibrium position with the one or the other working chamber of the piston are connected and each with a further, Outside the working space of the piston located feed recess for the Pressure means are provided in the equilibrium position on both sides of one are provided in the housing inlet opening for the pressure medium.

Diese Bauweise hat den Vorteil, daß unter beliebigem Druck stehendes Arbeitsmedium verwendet werden kann, wodurch der Servomotor auch für größere Leistungen ausgelegt werden kann. Außerdem läßt es sich konstruktiv leicht erreichen, daß schon bei geringen Abweichungen des Schiebers aus der Gleichgewichtsstellung das Druckmittel in den entsprechenden Arbeitsraum des Kolbens eindringt, was eine hohe Ansprechgenauigkeit ergibt. Es ist zwar auch eine Anordnung der eingangs erwähnten Bauart bekannt, die mit einem flüssigen Druckmittel arbeitet, das somit unter beliebigem Druck stehen kann. Hierbei erfolgt jedoch die Druckmittelzu- und -abfuhr über Kanäle im Servomotorkolben selbst, wodurch Dichtstellen auf einem sehr großen Durchmesser liegen, außerdem der Kolben und damit der Servomotor sehr lang werden. Dies ergibt, abgesehen von dem von der Erfindung abweichenden inneren Aufbau, Einbauschwierigkeiten.This construction has the advantage that it is under any pressure Working medium can be used, whereby the servo motor can also be used for greater powers can be interpreted. In addition, it can be easily achieved constructively that already the pressure medium in the event of slight deviations of the slide from the equilibrium position penetrates into the corresponding working space of the piston, resulting in a high level of response accuracy results. Although there is also an arrangement of the type mentioned above is known which works with a liquid pressure medium, which is therefore under any pressure can. In this case, however, the supply and discharge of pressure medium takes place via channels in the servomotor piston itself, whereby sealing points are on a very large diameter, moreover the piston and thus the servomotor become very long. This results apart from the internal structure deviating from the invention, installation difficulties.

Die Erfindung ist im folgenden näher unter Hinweis auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to a in the Drawings illustrated embodiment described.

F i g. 1 zeigt im Längsschnitt ein übersetzungswechselgetriebe mit einem Strömungswandler und einem Planetengetriebe, während F i g. 2 und 3 in Hinteransicht bzw. im Längsschnitt eine Umschaltsteuerung für das in F i g. 1 dargestellte Getriebe zeigen, wobei in F i g. 2 das Servomotorgehäuse im Bereich der Druckmittelzuführung geschnitten ist.F i g. 1 shows a gear ratio change gearbox in longitudinal section a flow converter and a planetary gear, while F i g. 2 and 3 in rear view or in a longitudinal section a switchover control for the in FIG. 1 illustrated transmission show, wherein in F i g. 2 the servomotor housing in the area of the pressure medium supply is cut.

Der im Getriebe nach F i g. 1 enthaltene Strömungswandler ist gegenläufig und besteht aus einem Pumpenrad 1, verbunden mit einer das Drehmoment in die Getriebeanordnung einleitenden Antriebswelle 16, einer ersten Turbinenstufe 2, einem drehbaren Leitrad 3 sowie einer zweiten Turbinenstufe 4, deren Schaufelkranz vom Schaufelkranz der ersten Turbinenstufe 2 getragen wird. Die beiden Abtriebswellen 5 und 6 des Strömungsgetriebes, von denen die Abtriebswelle 5 mit der ersten Turbinenstufe 2 und die Abtriebswelle 6 mit dem Leitrad 3 verbunden ist, sind miteinander durch ein Planetengetriebe gekuppelt, dessen Steg 7 durch ein Bremsband 8 festgehalten werden kann, das um eine Bremstrommel 9 gelegt ist. Bei stillstehendem Steg 7 arbeitet das Strömungsgetriebe gegenläufig mit großer Drehmomentübersetzung. Die mit einem Außenrad 17 kämmenden Planetenräder 10 sind als Doppelräder ausgebildet und greifen innen in zwei Sonnenräder 11 und 12 ein, von denen das freie Sonnenrad 11 mit einer Bremstrommel 13 verbunden ist, die durch ein Bremsband 14 festgehalten werden kann. Das Sonnenrad 12 ist auf der Abtriebswelle 6 des drehbaren Leitrads 3 angebracht. Bei gelöstem Bremsband 8 und angezogenem Bremsband 14 wird das Leitrad 3 festgehalten, wobei das Strömungsgetriebe als gleichläufiger Wandler arbeitet. Schließlich ist eine Kupplung 15 vorgesehen, mit deren Hilfe die Antriebswelle 16 des Getriebes direkt mit der durch das Getriebe hindurchgehenden Abtriebswelle 5 verbunden werden kann, die das Außenrad 17 des Planetengetriebes trägt und die Abtriebswelle des Getriebes ist.The in the transmission according to F i g. 1 contained flow converter is in opposite directions and consists of a pump wheel 1, connected to a drive shaft 16 introducing the torque into the gear arrangement, a first turbine stage 2, a rotatable stator 3 and a second turbine stage 4, the blade ring of which is carried by the blade ring of the first turbine stage 2. The two output shafts 5 and 6 of the fluid transmission, of which the output shaft 5 is connected to the first turbine stage 2 and the output shaft 6 is connected to the stator 3, are coupled to each other by a planetary gear, the web 7 of which can be held by a brake band 8, which is around a brake drum 9 is placed. When the web 7 is stationary, the fluid transmission works in opposite directions with a large torque transmission. The planet gears 10 meshing with an outer gear 17 are designed as double gears and mesh inside two sun gears 11 and 12, of which the free sun gear 11 is connected to a brake drum 13 which can be held in place by a brake band 14. The sun gear 12 is attached to the output shaft 6 of the rotatable stator 3. When the brake band 8 is released and the brake band 14 is tightened, the stator 3 is held in place, the fluid transmission operating as a corotating converter. Finally, a clutch 15 is provided, with the aid of which the drive shaft 16 of the transmission can be connected directly to the output shaft 5 passing through the transmission, which carries the outer wheel 17 of the planetary gear and is the output shaft of the transmission.

In F i g. 1 bezeichnet 30 eine Kupplungsmuffe, die in drei verschiedenen Lagen einstellbar ist. Die Kupplungsmuffe 30 gleitet längs Keilnuten eines an die getriebenen Räder des Fahrzeugs anschließbaren Wellenteils 31 und hat äußere Klauen oder Zähne 32, die in einen inneren Zahnkranz 33 der Bremstrommel 13 eingreifen können, sowie innere Klauen oder Zähne 34, die in eine Außenverzahnung 35 des Außenrades 17 eingreifen können. In der Zeichnung befindet sich die Kupplungsmuffe 30 in ihrer neutralen Lage. Der Rückwärtsgang wird eingeschaltet durch Verschieben der Kupplungsmuffe 30 nach links, wobei die Zähne 32 mit den Zähnen 33 der Bremstrommel in Eingriff kommen. Wird die Kupplungsmuffe 30 in der anderen Richtung verschoben, wobei die Zähne 34 mit den Zähnen 35 in Eingriff kommen, so wird das Außenrad 17 und damit die Abtriebswelle 5 mit dem Wellenteil 31 gekuppelt und der Vorwärtsgang eingeschaltet. Die Kupplungsmuffe 30 hat eine Ringnut 36 für einen Schalthebel.In Fig. 1 denotes 30 a coupling sleeve which is adjustable in three different positions. The coupling sleeve 30 slides along keyways of a shaft part 31 that can be connected to the driven wheels of the vehicle and has outer claws or teeth 32 that can engage an inner ring gear 33 of the brake drum 13, as well as inner claws or teeth 34 that engage in external toothing 35 of the outer wheel 17 can intervene. In the drawing, the coupling sleeve 30 is in its neutral position. Reverse gear is engaged by moving the coupling sleeve 30 to the left, the teeth 32 coming into engagement with the teeth 33 of the brake drum. If the coupling sleeve 30 is displaced in the other direction, the teeth 34 coming into engagement with the teeth 35, the outer wheel 17 and thus the output shaft 5 are coupled to the shaft part 31 and the forward gear is switched on. The coupling sleeve 30 has an annular groove 36 for a shift lever.

Dieser Schalthebel ist in F i g. 2 mit 38 bezeichnet und hat die Form eines zweiarmigen Hebels, der um Lager 39 schwenkbar ist, die auf der Innenseite der Zwischenwand 40 am rechten Ende des Getriebes gemäß F i g.1 angebracht sind. Der Schalthebel 38 wird mit Hilfe der in F i g. 3 gezeigten Einrichtung betätigt.This shift lever is shown in FIG. 2 denoted by 38 and has the form of a two-armed lever which can be pivoted about bearings 39 which are mounted on the inside of the partition 40 at the right end of the transmission according to FIG. The shift lever 38 is with the aid of the in F i g. 3 operated device shown.

In F i g. 3 bezeichnet 41 ein Gehäuse, in dem ein Servomotorkolben 42 läuft, der eine hohle Kolbenstange 43 hat. In der hohlen Kolbenstange 43 läuft ein Schieber 44 mit zwei Längsbohrungen 45 und 46. In einer Aussparung des Gehäuses 41 ist ein schwenkbarer Steuerhebel 47 gelagert, der in Aussparungen zu beiden Seiten des Schiebers 44 eingreift, so daß der Schieber 44 beim Schwenken des Steuerhebels 47 hin und her geschoben wird. Druckmittel wird in einen Raum 48 des Gehäuses 41 eingeleitet. Im Bereich dieses Raumes 48 ist die Kolbenstange 43 mit Einlaßöffnungen (siehe F i g. 2) für das Druckmittel versehen. Bei Verschiebung des Schiebers 44 in der einen oder anderen Richtung von der gezeigten Lage aus werden die Öffnungen im Schieber 44 mit den Einlaßöffnungen der Kolbenstange 43 in Verbindung gesetzt, so daß Druckmittel in eine der Längsbohrungen 45 oder 46 einströmt. Wird der Schieber 44 nach links verschoben, so gelangt Druckmittel in die Längsbohrung-45 und von dort aus in den Arbeitsraum auf der rechten Seite des Servomotorkolbens 42, der somit nach links verschoben wird. Dabei entweicht Druckmittel aus dem Arbeitsraum auf der linken Seite des Kolbens 42 durch die Längsbohrung 46 und eine Öffnung 46a im Schieber 44 am rechten Ende dieser Längsbohrung 46. Von dort aus gelangt das ausfließende Druckmittel über Kolbenstangenöffnungen zum Gehäuse. Die Längsbohrung 45 weist eine entsprechende Öffnung 45 a für den Auslaß auf. Nachdem sich der Kolben 42 ebensoweit bewegt hat wie der Schieber 44, wird die Druckmittelzufuhr unterbrochen. Der Kolben 42 folgt also praktisch genau den Bewegungen des Schiebers 44.In Fig. 3 denotes 41 a housing in which a servomotor piston 42 , which has a hollow piston rod 43 , runs. A slide 44 with two longitudinal bores 45 and 46 runs in the hollow piston rod 43 is pushed back and forth. Pressure medium is introduced into a space 48 of the housing 41 . In the area of this space 48, the piston rod 43 is provided with inlet openings (see FIG. 2) for the pressure medium. When the slide 44 is displaced in one direction or the other from the position shown, the openings in the slide 44 are connected to the inlet openings of the piston rod 43, so that pressure medium flows into one of the longitudinal bores 45 or 46. If the slide 44 is displaced to the left, pressure medium passes into the longitudinal bore 45 and from there into the working space on the right-hand side of the servomotor piston 42, which is thus displaced to the left. Pressure medium escapes from the working space on the left side of the piston 42 through the longitudinal bore 46 and an opening 46a in the slide 44 at the right end of this longitudinal bore 46. From there, the flowing pressure medium reaches the housing via piston rod openings. The longitudinal bore 45 has a corresponding opening 45 a for the outlet. After the piston 42 has moved as far as the slide 44, the supply of pressure medium is interrupted. The piston 42 therefore follows the movements of the slide 44 practically exactly.

Wie F i g. 3 zeigt, ist die Längsbohrung 45 ferner am linken Schieberende, die Längsbohrung 46 am rechten Schieberende offen, jeweils in die von der Kolbenstangenbohrung gebildete Kammer mündend. Hierdurch entsteht aus der Druckmittelzufuhr eine Rückstellkraft auf den Schieber 44.Like F i g. 3 shows, the longitudinal bore 45 is also open at the left slide end, the longitudinal bore 46 at the right slide end, each opening into the chamber formed by the piston rod bore. This creates a restoring force on the slide 44 from the supply of pressure medium.

Am linken Ende gemäß F i g. 3 ist die Kolbenstange 43 mit einer Muffe 50 versehen, die eine Nut 51 für das gabelförmige Ende des Schalthebels 38 hat. Die Muffe 50 ist entgegen der Wirkung einer Feder 52 in beiden Richtungen auf der Kolbenstange 43 verschiebbar. Die Feder 52 ist verhältnismäßig steif und kommt nur dann zur Wirkung, wenn die Klauen der Kupplungsmuffe 30 bei einer Umschaltbewegung den Zähnen gegenüberliegen, mit denen sie in Eingriff zu bringen sind. Um dies weitgehendst zu vermeiden, sind alle Zähne auf der Seite abgeschrägt, die im Betrieb nicht belastet wird, wie dies in F i g. 1 an den Zähnen 34, 35 angedeutet ist.At the left end according to FIG. 3, the piston rod 43 is provided with a sleeve 50 which has a groove 51 for the fork-shaped end of the shift lever 38. The sleeve 50 can be displaced in both directions on the piston rod 43 against the action of a spring 52. The spring 52 is relatively stiff and only comes into effect when the claws of the coupling sleeve 30 are opposite the teeth with which they are to be brought into engagement during a switching movement. In order to avoid this as far as possible, all teeth are beveled on the side that is not loaded during operation, as shown in FIG. 1 is indicated on the teeth 34, 35 .

Der Steuerhebel 47 steht mit Hilfe von übertragungsmitteln in Verbindung mit einem am Fahrerplatz vorgesehenen Wählhebel, mit dem er in drei durch eine Kugelsperre od. dgl. bestimmte Lagen eingestellt werden kann, die den Stellungen der Kupplungsmuffe 30 für Neutrallage, Vorwärtsgang und Rückwärtsgang entsprechen. Der Schieber 44 ist zwischen Federn. 53 in die Kolbenstange 43 eingesetzt, so daß er einen gewissen Widerstand gegen die Verstellung des Wählhebels ausübt und der Fahrer daher fühlen kann, daß das Umschalten von Hand aus erfolgt, obwohl die dazu erforderliche Handkraft verhältnismäßig unbedeutend ist.The control lever 47 is connected to a selector lever provided at the driver's seat by means of transmission means, with which it can be set in three positions determined by a ball lock or the like, which correspond to the positions of the coupling sleeve 30 for neutral position, forward gear and reverse gear. The slide 44 is between springs. 53 inserted into the piston rod 43 , so that it exerts a certain resistance to the adjustment of the selector lever and the driver can therefore feel that the switching is done by hand, although the manual force required for this is relatively insignificant.

Der Steuerhebel 47 oder seine Welle trägt ein. Segment 54 mit Ausnehmungen für eine Sperrklinke 55. Die Sperrklinke 55 steht unter der Einwirkung einer Feder 56, die sie in Eingriff mit dem Segment zu halten strebt und dadurch ein Schwenken des Hebels 47 verhindert. Damit wird bezweckt, eine UmschaltbewegungwährenddesBetriebs unmöglich zu machen. Die Sperrwirkung kann durch einen Servokolben 57 aufgehoben werden, dessen Zylinder in Verbindung mit einem Teil des hydraulischen Systems steht, in dem nur bei stillstehendem Fahrzeug und losgelassenem Gaspedal ein überdruck herrscht. Diese letztbeschriebene Sperrvorrichtung ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.The control lever 47 or its shaft contributes. Segment 54 with recesses for a pawl 55. The pawl 55 is under the action of a spring 56 which it seeks to keep in engagement with the segment and thereby pivot of the lever 47 prevented. The purpose of this is to provide a switching movement during operation impossible to do. The locking effect can be canceled by a servo piston 57 whose cylinder is in connection with a part of the hydraulic system, in which an overpressure only occurs when the vehicle is stationary and the accelerator pedal is released prevails. However, this last-described locking device is not the subject of the Invention.

Claims

Claims: 1. Servomotor, in particular for actuating gear change gears for motor vehicles, with a double-acting piston, the two working spaces of which are connected to corresponding transverse openings in the hollow piston rod, which in turn are supplied with pressure medium via a longitudinally adjustable slide located within this piston rod that the piston strives to always occupy a certain equilibrium position with respect to the slide, characterized in that the slide is provided with two parallel longitudinal bores (45, 46) which each have a transverse recess in the equilibrium position with one or the other working space of the piston (42) and are each provided with a further feed recess for the pressure medium located outside the working space of the piston (42), which in the equilibrium position on both sides of an inlet opening provided in the housing (41) for the pressure medium l lie.

2. Servomotor according to claim 1, characterized in that the slide (44) in known manner on both sides via springs opposite the piston rod (43) propped up eats.

3. Servomotor according to claim 1 or 2, characterized in that the two alternately serving as inlet and outlet longitudinal bores (45, 46) of the slide (43) are open to one end of the slide, so that when the slide is displaced in the one or the other direction a pressure counteracting the movement is formed at the relevant end of the piston rod assembly.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the slide and the Piston rod in a manner known per se with serving alternately as inlet and outlet Openings are provided, which when the pressure medium is fed into a working chamber of the servomotor allow the drain from the other working chamber and vice versa.

5. Servomotor according to one of claims 1 to 4, characterized in that a spring device (52) is provided in the transmission between the servomotor and sleeve (50) in a manner known per se, which enables the adjustment of the selector lever even when the claws the coupling face each other, whereby the transmission of power between the sleeve (50) and the gear mechanism takes place via a shift lever (38) which engages with its fork-shaped end in a groove (51) in the sleeve. Considered publications: German Patent Nos. 578 984, 844 712, 859 901, 922 507, 952 054; German Auslegeschrift No. 1013 530; U.S. Patent Nos. 2,212,955, 2,262,233, 2605749.