DE19543646A1

DE19543646A1 - Servo-assisted equipment to change gear, especially in vehicle gearbox

Info

Publication number: DE19543646A1
Application number: DE1995143646
Authority: DE
Inventors: Karl Veser; Klaus Foerster; Lorenz Reis
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-11-23
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 1997-05-28

Abstract

The gear-changing equipment has a cylinder (1) containing a piston (2) in which a slide (7) can be moved longitudinally under the action of a pressure. Working chambers (4a,b) are arranged between the piston and stop surfaces (5,6), and when one of the chambers is at a minimum defined volume the slide strikes a stop surface. The slide is displaced in a direction which opposes the motion of the piston, and allows the pressure medium to flow through the latter, into a chamber which lies in its direction of motion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit einer pneumatischen oder hydraulischen Hilfskraft für eine Gruppenschaltung von einem mechanischen Schaltgetriebe in einem Fahrzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to a switching device a pneumatic or hydraulic assistant for one Group switching from a mechanical manual transmission in a vehicle according to the preamble of claim 1 defined art.

Die heute auf dem Markt befindlichen, modernen Getrie be für schwere Nutzkraftwagen besitzen, um eine hohe Gan ganzahl bei kleinen Gangsprüngen zu erzielen, eine soge nannte Vorschalt- bzw. Splittgruppe und eine Nachschalt bzw. Bereichsgruppe. Die Umschaltung dieser Gruppengetriebe erfolgt über einen in einem Schaltzylinder angeordneten Schaltkolben, wobei der Schaltweg des Schaltkolbens im Schaltzylinder begrenzt wird, um den Bauraum möglichst klein zu halten. Bei den Schaltvorgängen sind möglichst kurze Synchron-Gesamtschaltzeiten anzustreben. Aus diesem Grunde und zur Erreichung einer akzeptablen Kaltschaltbar keit wird mit hohen Systemdrücken bis 10 bar und entspre chend groß dimensionierten Schaltzylindern gearbeitet. In folge dessen treten beim Anschlagen des Schaltkolbens an einer festen Anschlagsfläche in dem Schaltzylinder hohe dynamische Kräfte auf, die starke Schaltgeräusche verursa chen, welche in der Regel als störend empfunden werden.The modern transmissions on the market today be for heavy commercial vehicles to have a high gan to achieve integer with small gaps, a so-called called series or split group and a series or area group. Switching these group transmissions takes place via a arranged in a switching cylinder Switching piston, the switching path of the switching piston in Switch cylinder is limited to the installation space as possible to keep small. In the switching operations are as possible to strive for short total synchronous switching times. For this Reason and to achieve an acceptable cold switchable high system pressures of up to 10 bar and more Working large sized shift cylinders. In follow this occur when the switching piston strikes a fixed stop surface in the switching cylinder high dynamic forces that cause strong switching noises which are generally perceived as disturbing.

Die Schaltgeräusche und die hohe Anschlagkraft des Schaltkolbens sind insbesondere darauf zurückzuführen, daß der Schaltkolben während eines Synchronisierungsvorganges des Getriebes unmittelbar vor seinem Endanschlag gesperrt wird, jedoch weiterhin mit Druckmittel beaufschlagt wird, so daß nach dem Entsperren des Schaltkolbens dieser mit der durch die Vorspannung erzeugten Kraft auf einen Endanschlag im Schaltzylinder trifft. The switching noise and the high impact force of the Shift pistons are particularly due to the fact that the shift piston during a synchronization process of the gearbox locked immediately before its end stop pressure medium is still applied, so that after unlocking the switching piston this with the force generated by the preload on an end stop in the shift cylinder.

Neben den hohen Anschlaggeräuschen leidet unter dem heftigen Auftreffen des Schaltkolbens auch die Stand- bzw. Dauerfestigkeit von Schaltelementen, das beispielsweise zu Brüchen an der Schaltgabel oder am Zylinderdeckel, zum Lö sen der Schaltgabelverbindung oder den Ausfall von Elektro nikbauteilen führen kann.In addition to the high impact noises suffers from the violent impact of the switching piston also the stationary or Fatigue strength of switching elements, for example Fractures on the shift fork or on the cylinder cover, to the Lö sen the shift fork connection or the failure of electrical lead components.

Aus der Praxis sind verschiedene Möglichkeiten be kannt, den Endanschlag des Schaltkolbens im Schaltzylinder über eine pneumatische, hydraulische oder mechanische End lagendämpfung zu dämpfen.Various options are available in practice knows the end stop of the shift piston in the shift cylinder via a pneumatic, hydraulic or mechanical end cushion damping.

Bei den aus der Praxis bekannten Schalteinrichtungen mit pneumatischer Endlagendämpfung wird der Schaltkolben in seiner Bewegung dadurch verlangsamt, daß er entgegen einer Kammer mit eingesperrtem Luftvolumen geführt wird.In the switching devices known from practice with pneumatic end position damping, the switching piston in slowed his movement by opposing one Chamber with locked air volume is guided.

Nachteiligerweise entstehen dabei jedoch sehr hohe Drücke, welche die bei pneumatischen Systemen verwendeten Elastomerdichtungen überbeanspruchen. Es sind auch hydrau lische Endlagendämpfungen für den Schaltkolben aus der Praxis bekannt, bei denen der Schaltkolben dadurch gedämpft wird, daß er bei der Bewegung in seine Endlage ein hydrau lisches Hilfsmittel verdrängen muß, wobei der Verdrängungs widerstand die Bewegungskraft des Schaltkolbens entspre chend reduziert.Unfortunately, this creates very high levels Pressures used in pneumatic systems Overuse elastomer seals. They are also hydrau end cushioning for the switching piston from the Known practice in which the switching piston is damped is that he a hydrau when moving to its end position must displace auxiliary means, the displacement resisted the movement force of the shift piston accordingly reduced.

Diese bekannten hydraulischen Endlagendämpfungen sind jedoch konstruktiv sehr aufwendig und teuer in der Herstel lung, und haben ferner den Nachteil, daß ihre Lebensdauer meist unzureichend ist.These known hydraulic end position dampers are but structurally very complex and expensive to manufacture lung, and also have the disadvantage that their life is usually inadequate.

Neben den pneumatischen und hydraulischen Endlagen dämpfungen werden in der Praxis auch mechanische Endlagen dämpfungen eingesetzt, bei denen der Schaltkolben in seiner Endstellung auf einen Puffer bzw. ein Dämpfungselement auf trifft.In addition to the pneumatic and hydraulic end positions In practice, damping also becomes mechanical end positions damping used, in which the switching piston in its End position on a buffer or a damping element meets.

Diese Dämpfungselemente sind in der Regel Elastomere oder sonstige federnde Anschläge, welche den erheblichen Nachteil aufweisen, daß der Schaltkolben unmittelbar nach dem Auftreffen auf dieser gepufferten Anschlagsfläche wie der zurückfedert.These damping elements are usually elastomers or other resilient stops, which the significant Disadvantage that the switching piston immediately after hitting this buffered stop surface like that springs back.

Aus der WO 90/03523 ist eine Endlagendämpfeinrichtung für einen in einem Zylinder angeordneten Kolben in einer mit Hilfskraft, vorrangig mit Druckluft, betätigten Schalt einrichtung zur Dämpfung des Endanschlages bekannt, bei der eine besondere Gestaltung der Stirnseiten vom Kolben und der diesen gegenüberliegenden Zylinderböden nahe der jewei ligen Endstellung des Kolbens mindestens jeweils einen Ge gendruckraum ergeben. Dieser Gegendruckraum bewirkt in sei ner speziellen konstruktiven Ausgestaltung eine Dämpfung des Kolbenanschlages.From WO 90/03523 is an end position damping device for a piston arranged in a cylinder in one with auxiliary, primarily with compressed air, operated switching device for damping the end stop known in the a special design of the end faces of the piston and the cylinder bottoms opposite these near the respective final position of the piston at least one Ge result in pressure chamber. This back pressure chamber causes in A special constructional design damping of the piston stop.

Nachteiligerweise erfordert eine derartige Schaltein richtung mit Endlagendämpfung einen erheblichen Aufwand und hohe Kosten bei der Herstellung. Die Dämpfungswirkung wird hierbei über das Luftverdrängungsprinzip erreicht, was zu dem weiteren Nachteil führt, daß die Schaltzeit deutlich verlängert wird.Disadvantageously, such a switch requires direction with end position damping a considerable effort and high manufacturing costs. The damping effect is what is achieved here via the air displacement principle Another disadvantage is that the switching time is significant is extended.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zu schaffen, bei der der Endanschlag des Schaltkolbens im Schaltzylinder deutlich gedämpft wird, ohne die Umschaltzeiten bei der Schaltung merklich zu verlängern.The present invention is therefore based on the object to create a switching device in which the End stop of the switching piston clearly in the switching cylinder is damped without the switching times when switching extend noticeably.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. According to the invention, this task is characterized by the Drawing part of claim 1 resolved features.

Mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung wird die dynamische Anschlagskraft des Schaltkolbens vorteilhafter weise dermaßen gedämpft, daß das Anschlaggeräusch des Schaltkolbens erheblich reduziert wird und auf die betrof fenen Bauteile, wie z. B. Schaltgabel und Schaltzylinder, nur eine entsprechend geringe Energie übertragen wird. Da durch werden diese Bauteile mechanisch geringer beansprucht und haben somit eine höhere Lebensdauer.With the switching device according to the invention dynamic impact force of the switching piston more advantageous so damped so that the impact sound of the Shift piston is significantly reduced and affected Open components, such as. B. shift fork and shift cylinder, only a correspondingly low energy is transmitted. There these components are subjected to less mechanical stress and therefore have a longer lifespan.

Des weiteren ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung der Vorteil, daß durch die geometrische Festlegung eines erfindungsgemäßen Schiebers im Schaltkol ben der Endanschlag des Schaltkolbens definiert ist, wo durch ein Rückfedern des Schaltkolbens verhindert wird.Furthermore, in the case of the invention Switching device the advantage that the geometric Definition of a slide according to the invention in the switching piston ben the end stop of the switching piston is defined where is prevented by spring-back of the switching piston.

Mit der Schalteinrichtung gemäß der Erfindung wird, trotz der Endlagendämpfung des Schaltkolbens, vorteilhaf terweise eine sehr kurze Schaltzeit erreicht, wie sie bei Gruppengetrieben erwünscht ist.With the switching device according to the invention, despite the end position damping of the switching piston, advantageous a very short switching time, as with Group driven is desired.

Durch ihre einfache konstruktive Art ist die Schalt einrichtung sehr robust, was insbesondere bei einem Einsatz in Nutzkraftwagen von Vorteil ist, und zeichnet sich ferner durch niedrige Herstellungskosten aus.Due to its simple design, the switch is furnishing very robust, which is particularly important when used is beneficial in commercial vehicles, and also excels from low manufacturing costs.

Die erfindungsgemäße Schalteinrichtung ist vorteilhaf terweise derart ausgebildet, daß sie sowohl bei Schaltungen mit einem pneumatischen als auch mit einem hydraulischen Hilfsmittel eingesetzt werden kann.The switching device according to the invention is advantageous trained in such a way that they both in circuits with a pneumatic as well as with a hydraulic Aid can be used.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further advantages and advantageous developments of Invention result from the dependent claims and from the described in principle below with reference to the drawing Embodiment.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Schalteinrich tung im Schnitt, bei der der Schaltkolben zu Beginn eines Schaltvorganges an einer An schlagfläche im Schaltzylinder anliegt und der Schieber im Schaltkolben geschlossen ist; Fig. 1 shows a schematic diagram of a Schalteinrich device in section, in which the switching piston at the beginning of a switching operation on an abutting surface in the switching cylinder and the slide is closed in the switching piston;

Fig. 2 eine Schalteinrichtung nach Fig. 1, mit der Stellung des Schaltkolbens kurz nach einer Synchronisierungsphase des Getriebes, wobei der Schieber an einer Anschlagfläche im Schaltzylinder auftrifft; FIG. 2 shows a switching device according to FIG. 1, with the position of the switching piston shortly after a synchronization phase of the transmission, the slide striking a stop surface in the switching cylinder;

Fig. 3 eine Schalteinrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2, wobei sich der Schaltkolben kurz vor seiner Endanlage an einer Anschlagfläche im Schaltzylinder befindet und der Schieber einen Durchfluß von Druckmittel durch den Schaltkolben zuläßt und Fig. 3 shows a switching device according to Fig. 1 and Fig. 2, wherein the switching piston is just before its end system on a stop surface in the switching cylinder and the slide allows a flow of pressure medium through the switching piston and

Fig. 4 eine Schalteinrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3, wobei der Schaltkolben am Ende eines Schaltvorganges wieder an einer An schlagfläche im Schaltzylinder anliegt. Fig. 4, a switching device according to Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3, wherein the switching piston at the end of a switching operation again abuts an abutment in the switching cylinder.

Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 4 ist ein Ausfüh rungsbeispiel einer Schalteinrichtung dargestellt, welche einen in einem Schaltzylinder 1 angeordneten Schaltkolben 2 mit einer Kolbenstange 3 aufweist, der sich in einem Ar beitsraum 4 zwischen zwei Anschlagflächen 5 und 6 im Schaltzylinder 1 bewegt, und dabei den Arbeitsraum 4 in zwei mit Druck beaufschlagbare, gegeneinander abgedichtete Arbeitskammern 4A und 4B unterteilt.Referring to FIGS. 1 to 4 of a switching device is an exporting approximately example shown, which has a arranged in a shift cylinder 1 switching piston 2 having a piston rod 3, which moves in an Ar beitsraum 4 between two stop surfaces 5 and 6 in the switching cylinder 1, and divided the working space 4 into two pressurizable, mutually sealed working chambers 4 A and 4 B.

Zur Dämpfung des Anschlages des Schaltkolbens 2 an einer der Anschlagflächen 5 oder 6 ist in dem Schaltkol ben 2 ein Schieber 7 angeordnet, der einen zylindrischen Querschnitt aufweist und mit kolbenartigen Absätzen 8A und 8B ausgebildet ist sowie an seinen Enden Wirkflächen 9A und 9B aufweist. Zur Aufnahme des Schiebers 7 sind im Schaltkolben 2 ringförmige Eindrehungen 10, 10A und 10B derart ausgeformt, daß sie den Schiebers 7 mit dessen kol benartigen Absätzen 8A und 8B aufnehmen können. Dabei ist die Längsausdehnung des Schiebers 7 zwischen seinen Wirk flächen 9A und 9B größer als die Dicke des Schaltkolbens 2 bzw. der Abstand zwischen zwei am Schaltkolben ausgebilde ten Wirkflächen 11A und 11B. Der Abstand zwischen den kol benartigen Absätzen 8A und 8B ist jedoch geringer als der Abstand zwischen den Wirkflächen 10A und 10B des Schaltkol bens 2. Entlang der ringförmigen Eindrehung 10 zur Aufnahme des Schiebers 7 ist im Schaltkolben ein Durchflußkanal 12 ausgeformt, über den ein Durchfluß von Druckmittel zwischen den Arbeitskammern 4A und 4B des Schaltkolbens 2 möglich ist. Am äußeren Umfang des Schaltkolbens 2 verhindert eine Dichteinrichtung 13 jeglichen Austausch von Druckmittel zwischen den Arbeitskammern 4A und 4B.To dampen the stop of the switching piston 2 on one of the stop surfaces 5 or 6 , a slide 7 is arranged in the switching piston ben 2 , which has a cylindrical cross section and is designed with piston-like shoulders 8 A and 8 B and at its ends effective surfaces 9 A and 9 B has. To accommodate the slider 7 , 2 annular recesses 10 , 10 A and 10 B are formed in the switching piston in such a way that they can accommodate the slider 7 with its piston-like heels 8 A and 8 B. The longitudinal extension of the slide 7 between its active surfaces 9 A and 9 B is greater than the thickness of the switching piston 2 or the distance between two acting surfaces 11 A and 11 B formed on the switching piston. The distance between the Kol ben-like paragraphs 8 A and 8 B is, however, less than the distance between the active surfaces 10 A and 10 B of the Schaltkol bens 2nd Along the annular recess 10 for receiving the slide 7 , a flow channel 12 is formed in the switching piston, through which a flow of pressure medium between the working chambers 4 A and 4 B of the switching piston 2 is possible. On the outer circumference of the switching piston 2 , a sealing device 13 prevents any exchange of pressure medium between the working chambers 4 A and 4 B.

Die kolbenartigen Absätze 8A und 8B des Schiebers 7 haben einen größeren Durchmesser als das Mittelteil des Schiebers 7, der in der ringförmigen Eindrehung 10 gelagert ist. Der Schieber 7 ist dabei im Schaltkolben 2 derart lon gitudinal zur Längsachse des Schaltzylinders verschiebbar, daß die ringförmigen Eindrehungen 10A und 10B an den Wirk flächen 11A und 11B des Schaltkolbens 2, je nach Verschie berichtung des Schiebers 7, die kolbenartigen Absätze 8A oder 8B aufnehmen können. Dabei wird die als Öffnungsquer schnitt für den Schieber 7 ausgebildete ringförmige Eindre hung 10 und der Öffnungsquerschnitt des Durchflußkanales 12 im Schaltkolben 2 von dem kolbenartigen Absatz 8A bzw. 8B abgedeckt und abgedichtet.The piston-like shoulders 8 A and 8 B of the slide 7 have a larger diameter than the central part of the slide 7 , which is mounted in the annular recess 10 . The slide 7 is in the switching piston 2 so lon gitudinally to the longitudinal axis of the switching cylinder that the annular recesses 10 A and 10 B on the active surfaces 11 A and 11 B of the switching piston 2 , depending on the displacement direction of the slide 7 , the piston-like heels Can accommodate 8 A or 8 B. In this case, the opening cross section formed for the slide 7 , ring-shaped recess 10 and the opening cross section of the flow channel 12 in the switching piston 2 are covered and sealed by the piston-like shoulder 8 A and 8 B, respectively.

Zur Abdichtung ist jeweils an den kolbenartigen Absät zen 8A und 8B des Schiebers 7 eine Spaltdichtung 14 ausge bildet. Diese Spaltdichtung 14 hat insbesondere den Vor teil, daß sie wesentlich unanfälliger für einen Verschleiß ist als übrige gebräuchliche Dichtelemente. Dabei wird die Funktionstüchtigkeit des Schiebers 7 auch bei einer hohen Lebensdauer sichergestellt.For sealing each of the piston-like paragraphs 8 A and 8 B of the slide 7, a gap seal 14 is formed. This gap seal 14 has in particular the part before that it is much less prone to wear than other common sealing elements. The functionality of the slide 7 is ensured even with a long service life.

Um die Funktionstüchtigkeit und Betriebssicherheit des Schiebers 7 auch bei tiefen Temperaturen sicherzustellen, ist der Schieber 7 in den ringförmigen Eindrehungen 10, 10A und 10B mit Passungen gelagert, die die Beweglichkeit des Schiebers 7 auch bei dem dann auftretenden Dehnungsverhal ten der Materialien von Schaltkolben 2 und Schieber 7 ge währleisten.In order to ensure the functionality and operational safety of the slide 7 even at low temperatures, the slide 7 is mounted in the ring-shaped recesses 10 , 10 A and 10 B with fits that the mobility of the slide 7 also in the then occurring Dehnungsverhal th materials of switching pistons Ensure 2 and slide 7 ge.

Anhand der Fig. 1 bis 4 soll im folgenden die Funk tionsweise des Schiebers 7 bei einem Schaltvorgang näher erläutert werden.Referring to Figs. 1 through 4 will hereinafter be explained in greater detail the radio during a switching process tion example of the slide 7.

Zu Beginn eines Schaltvorganges, bei dem der Schalt kolben 2 von der Anschlagfläche 5 zur Anschlagfläche 6 im Schaltzylinder 1 verschoben wird, liegt der Schaltkolben 2 zunächst an der Anschlagfläche 5 an und wird mit Druckmit tel aus einer nicht näher dargestellten externen Druckquel le über eine Druckleitung 15 mit Druck beaufschlagt. Der Schieber 7 ist dabei im Schaltkolben 2 derart geschlossen, daß der kolbenartige Absatz 8A in der ringförmigen Eindre hung 10A im Schaltkolben 2 aufgenommen ist. Die Wirk fläche 9A des Schiebers 7 stellt dabei mit der Wirk fläche 11A des Schaltkolbens 2 eine plane Ebene dar und der Durchflußkanal 12 im Schaltkolben 2 ist durch den kolben artigen Absatz 8a abgedichtet, so daß kein Durchfluß von Druckmittel möglich ist.At the beginning of a switching operation in which the switching piston 2 is displaced from the abutment surface 5 to the stop surface 6 in the shift cylinder 1, the switching piston 2 is initially against the stop surface 5 and is supplied with pressure with tel external from an illustrated unspecified Druckquel le via a pressure line 15 pressurized. The slide 7 is closed in the switching piston 2 such that the piston-like shoulder 8 A in the annular indentation 10 A in the switching piston 2 is received. The active surface 9 A of the slide 7 represents with the active surface 11 A of the switching piston 2 a flat plane and the flow channel 12 in the switching piston 2 is sealed by the piston-like paragraph 8 a, so that no flow of pressure medium is possible.

Durch die Druckbeaufschlagung aus der Druckleitung 15 verschiebt sich der Schaltkolben 2 von der Anschlagfläche 5 entgegen der im Schaltzylinder 1 gegenüberliegenden An schlagfläche 6, wobei die der Kolbenstange 3 abgewandte und in Bewegungsrichtung liegende Arbeitskammer 4B des Arbeits raumes 4 des Schaltkolbens 2 über eine Druckleitung 16 ent lüftet bzw. entspannt wird. Kurz vor Erreichen der An schlagfläche 6 bleibt der Schaltkolben 2 aufgrund einer Synchronisierung des Getriebes für kurze Zeit stehen, wobei der Schaltkolben 2 in einer Sperrstellung gehalten ist, je doch weiter über die Druckleitung 15 mit Druck beaufschlagt wird, so daß sich eine hohe Spannung in der Arbeitskam mer 4A im Arbeitsraum 4 des Schaltkolbens 2 aufbaut.By the pressurization of the pressure line 15, the switching piston 2 moves from the abutment surface 5 against the opposite in the shift cylinder 1 To stop surface 6, wherein the piston rod 3 faces away from and lying in the direction of the working chamber space 4 B of the work 4 of the switching piston 2 via a pressure line 16 is vented or relaxed. Shortly before reaching the stop surface 6 , the switching piston 2 stops for a short time due to a synchronization of the transmission, the switching piston 2 being held in a blocking position, but is still pressurized via the pressure line 15 , so that a high voltage is in the working chamber 4 A builds up in the working space 4 of the switching piston 2 .

Am Ende der Synchronisierung des Getriebes wird der Schaltkolben 2 entsperrt, woraufhin dieser mit einer hohen dynamischen Kraft seine Bewegung in Richtung der Anschlag fläche 6 im Schaltzylinder 2 fortsetzt.At the end of the synchronization of the transmission, the shift piston 2 is unlocked, whereupon this continues its movement in the direction of the stop surface 6 in the shift cylinder 2 with a high dynamic force.

Bezug nehmend auf Fig. 2 ist die Stellung des Schalt kolbens 2 kurz nach der Synchronisierungsphase des Getrie bes dargestellt, wobei ersichtlich ist, daß kurz vor Auf treffen der Wirkfläche 11B des Schaltkolbens 2 an der An schlagfläche 6 die Wirkfläche 9B des Schiebers 7 auf die Anschlagfläche 6 auftritt. Zu diesem Zeitpunkt hat die Ar beitskammer 4B zwischen der Wirkfläche 11B des Schaltkol bens 2 und der Anschlagfläche 6 nur noch ein minimales, definiertes Volumen. Referring to Fig. 2, the position of the switching piston 2 is shown shortly after the synchronization phase of the gearbox bes, whereby it can be seen that shortly before meeting the active surface 11 B of the switching piston 2 on the striking surface 6, the active surface 9 B of the slide 7th occurs on the stop surface 6 . At this time, the Ar beitskammer 4 B between the active surface 11 B of the Schaltkol bens 2 and the stop surface 6 only a minimal, defined volume.

Nach dem Auftreffen der Wirkfläche 9B am kolbenartigen Absatz 8B des Schiebers 7 an der Anschlagfläche 6 ver schiebt sich der Schieber 7 entgegen der Bewegungsrichtung des Schaltkolbens 2, wie in Fig. 3 dargestellt ist.After the impact of the active surface 9 B on the piston-like shoulder 8 B of the slider 7 on the stop surface 6 , the slider 7 pushes against the direction of movement of the switching piston 2 , as shown in FIG. 3.

Dabei ist für kurze Zeit der kolbenartige Absatz 8A soweit aus der ringförmigen Eindrehung 10A herausgeschoben, daß eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 4A und dem Durchflußkanal 12 hergestellt ist, während der kolbenartige Absatz 8B noch nicht soweit in die ringförmige Eindre hung 10B hineingeschoben ist, daß der kolbenartige Ab satz 8A den Durchflußkanal 12 abdichten kann.Here, the piston-like paragraph 8 A is pushed out of the annular recess 10 A for a short time so that a connection between the working chamber 4 A and the flow channel 12 is established, while the piston-like paragraph 8 B is not yet as far into the annular recess 10 B is pushed in that the piston-like From set 8 A can seal the flow channel 12 .

Damit ist bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung von Schaltkolben 2 und Schieber 7 ein Durchfluß von Druckmittel zwischen der Arbeitskammern 4A und 4B möglich. Da vor dem Öffnen des Durchflußkanales 12 in der mit Druck aus der Druckleitung 15 beaufschlagten Arbeitskammer 4A ein Druck von etwa 10 bar herrschen kann, während sich in der entlüf teten bzw. entspannten Arbeitskammer 4B, bedingt durch die Volumenverminderung infolge der Verschiebung des Schaltkol bens 2 und dem Öffnungsquerschnitt der Druckleitung 16, nur ein Druck von etwa 4 bar aufbaut, strömt bei einer Öffnung des Durchlaßkanales 12 Druckmittel von der Arbeitskammer 4A in die Arbeitskammer 4B. Dies hat zur Folge, daß der hohe in der Arbeitskammer 4A herrschende Druck von etwa 10 bar auf etwa 5 bar abgebaut werden kann, während gleichzeitig durch diesen Druckfluß in der Arbeitskammer 4B ein Gegen druck aufgebaut wird, welcher die Bewegung des Schaltkol bens 2 vor seinem Anschlag an der Anschlagfläche 6 erheb lich verlangsamt.Thus, in the position of the switching piston 2 and slide 7 shown in FIG. 3, a flow of pressure medium between the working chambers 4 A and 4 B is possible. Since before opening the flow channel 12 in the pressurized from the pressure line 15 working chamber 4 A, a pressure of about 10 bar can prevail, while in the vented or relaxed working chamber 4 B, due to the volume reduction due to the shifting of the switching piston bens 2 and the opening cross-section of the pressure line 16 , only builds up a pressure of about 4 bar, 12 pressure medium flows from the working chamber 4 A into the working chamber 4 B when the passage channel 12 is opened . This has the consequence that the high in the working chamber 4 A prevailing pressure can be reduced from about 10 bar to about 5 bar, while at the same time a counter pressure is built up by this pressure flow in the working chamber 4 B, which slows the movement of the Schaltkol ben 2 before it stops on the stop surface 6 significantly Lich.

Aufgrund des Druckausgleiches zwischen den Arbeitskam mern 4A und 4B und der Volumenverkleinerung der Arbeitskam mer 4B wegen der weiteren Bewegung des Schaltkolbens 2 auf die Anschlagfläche 6 zu herrscht nun unmittelbar vor An schlag des Schaltkolbens 2 an der Anschlagfläche 6 eine Druckspitze in der Arbeitskammer 4B, die höher ist als der Druck in der Arbeitskammer 4A. Durch die Druckdifferenz verschiebt sich der Schieber 7 entgegen der Bewegungsrich tung des Schaltkolbens 2 weiter, bis der kolbenartige Ab satz 8B völlig in der ringförmigen Eindrehung 10B im Schaltkolben aufgenommen ist und der Durchflußkanal 12 durch den kolbenartigen Absatz 8B abgedichtet wird.Due to the pressure equalization between the Arbeitskam chambers 4 A and 4 B and the volume reduction of the Arbeitskam mer 4 B because of the further movement of the switching piston 2 to the stop surface 6 to prevails now immediately prior to impact of the switching piston 2 against the stop surface 6, a pressure peak in the working chamber 4 B, which is higher than the pressure in the working chamber 4 A. Due to the pressure difference, the slide 7 moves against the direction of movement of the switching piston 2 until the piston-like set 8 B is completely included in the annular recess 10 B in the switching piston and the flow channel 12 is sealed by the piston-like shoulder 8 B.

Der Zeitpunkt zum oben beschriebenen Öffnen des Durch flußkanales 12 durch das Verschieben des Schiebers 7 ist wegabhängig und ist, je nach den in der Schalteinrichtung vorherrschenden Betriebsparametern, konstruktiv festgelegt.The time for opening the flow channel 12 described above by moving the slide 7 is path-dependent and is, depending on the operating parameters prevailing in the switching device, structurally determined.

Nach dem Schließen des Schiebers 7 bzw. des Durchfluß kanales 12, welche zusammen die Funktion eines Ventiles erfüllen, nimmt der Schaltkolben 2 abgebremst durch das Druckpolster in der Arbeitskammer 4B seine Endlage an der Anschlagfläche 6 ein, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist.After closing the slide 7 or the flow channel 12 , which together perform the function of a valve, the switching piston 2 braked by the pressure pad in the working chamber 4 B, its end position on the stop surface 6 , as can be seen from Fig. 4 .

Dabei bilden die Wirkfläche 9B des Schiebers 7 und die Wirkfläche 11B des Schaltkolbens 2 eine plane Fläche, die an der Anschlagfläche 6 im Schaltzylinder 1 anliegt.The active surface 9 B of the slide 7 and the active surface 11 B of the switching piston 2 form a flat surface which bears against the stop surface 6 in the switching cylinder 1 .

Bei einem Umschalten erfolgt der gleiche Schaltablauf in umgekehrter Richtung, wobei nun Druckmittel über die Druckleitung 16 der Schalteinrichtung zugeführt wird und das in der Arbeitskammer 4A befindliche Druckmittel über die Druckleitung 15 abgeführt wird.When switching over, the same switching sequence takes place in the opposite direction, pressure medium now being supplied via the pressure line 16 to the switching device and the pressure medium located in the working chamber 4 A being discharged via the pressure line 15 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Schaltzylinder
2 Schaltkolben
3 Kolbenstange
4 Arbeitsraum des Schaltkolbens
4A Arbeitskammer
4B Arbeitskammer
5 Anschlagfläche
6 Anschlagfläche
7 Schieber
8A kolbenartiger Absatz
8B kolbenartiger Absatz
9A Wirkfläche des Schiebers
9B Wirkfläche des Schiebers
10 ringförmige Eindrehung
10A ringförmige Eindrehung
10B ringförmige Eindrehung
11A Wirkfläche des Schaltkolbens
11B Wirkfläche des Schaltkolbens
12 Durchflußkanal
13 Dichteinrichtung
14 Spaltdichtung
15 Druckleitung
16 Druckleitung 1 shift cylinder
2 switching pistons
3 piston rod
4 Working area of the switching piston
4 A working chamber
4 B working chamber
5 stop surface
6 stop surface
7 sliders
8 A piston-like shoulder
8 B piston-like heel
9 A effective area of the slide
9 B effective area of the slide
10 ring-shaped recess
10 A ring-shaped recess
10 B ring-shaped recess
11 A effective area of the switching piston
11 B effective area of the switching piston
12 flow channel
13 sealing device
14 gap seal
15 pressure line
16 pressure line

Claims

1.Switching device with a pneumatic or hy draulic auxiliary for a circuit, in particular for a group circuit of a mechanical manual transmission in a vehicle, with a shift piston which is arranged with a shift piston rod in a shift cylinder between two stop surfaces and therein two via pressure lines with one external pressure source verbun dene separate working chambers, characterized in that in the switching piston ( 2 ) a slide ( 7 ) is arranged which, depending on Druckbeaufschlla supply, is longitudinally displaceable to the longitudinal axis of the switching cylinder ( 1 ) and at a minimum, defined volu men one of the working chambers (4 a and 4 B) between the switching piston (2) and the stop surface (5 or 6) on the respective stop surface (5 or 6) is incident and extending in a direction of movement of the switching piston (2) moves in the opposite direction, the slide ( 7 ) a Durc hfluß allows pressure medium by the switching piston (2) of the pressurized working chamber (4 A and 4 B) to the in direction of movement of the switching piston (2), working chamber (4 A and 4 B).

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the slide ( 7 ) cylin drisch with piston-like shoulders ( 8 A, 8 B) and active surfaces ( 9 A, 9 B) is formed at both ends, and in the switching piston ( 2 ) annular recesses ( 10 , 10 A, 10 B) are arranged which receive the slide ( 7 ) and its piston-like shoulders ( 8 A, 8 B).

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that a flow channel ( 12 ) along the slide ( 7 ) is arranged for the flow of pressure medium through the switching piston ( 2 ).

4. Switching device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the diameter of the piston-like shoulders ( 8 A, 8 B) of the slide ( 7 ) and the diameter of the annular recesses ( 10 A, 10 B) at least the opening cross section of Cover the slide ( 7 ) or the ring-shaped recess ( 10 ) in the switching piston ( 2 ) and the flow channel ( 12 ) in the switching piston ( 2 ), the opening cross-section of the slide ( 7 ) or the ring-shaped recess ( 10 ) and the flow channel ( 12 ) can be sealed by the piston-like heels ( 8 A, 8 B).

5. Switching device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slide over ( 7 ) at an end stop of the switching piston ( 2 ) is closed such that the active surface ( 9 A or 9 B) of the slide bers ( 7 ) and an effective surface ( 11 A or 11 B) of the Schaltkol bens ( 2 ) lie flat against the stop surface ( 5 or 6 ) in the switching cylinder ( 1 ).

6. Pneumatic switching device according to claim 5, characterized in that the piston-like shoulder ( 8 A or 8 B) of the slide ( 7 ) in the indentation ( 10 A or 10 B) on the active surface ( 11 A or 11 B) of the switching piston ( 2 ), which rests on the stop surface ( 5 or 6 ), is received and the opening cross section of the slide ( 7 ) is sealed with the flow channel ( 12 ).

7. Switching device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a gap seal ( 14 ) is formed on the piston ben-like heels ( 8 A, 8 B) of the slide ( 7 ).