[go: up one dir, main page]

DE19756638A1 - Schalteinrichtung - Google Patents

Schalteinrichtung

Info

Publication number
DE19756638A1
DE19756638A1 DE1997156638 DE19756638A DE19756638A1 DE 19756638 A1 DE19756638 A1 DE 19756638A1 DE 1997156638 DE1997156638 DE 1997156638 DE 19756638 A DE19756638 A DE 19756638A DE 19756638 A1 DE19756638 A1 DE 19756638A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switching
piston
shift
cylinder
valves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1997156638
Other languages
English (en)
Inventor
Rainer Petzold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE1997156638 priority Critical patent/DE19756638A1/de
Priority to PCT/EP1998/008198 priority patent/WO1999032808A1/de
Publication of DE19756638A1 publication Critical patent/DE19756638A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3023—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20561—Type of pump reversible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565—Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/765—Control of position or angle of the output member
    • F15B2211/7653—Control of position or angle of the output member at distinct positions, e.g. at the end position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H2059/6807—Status of gear-change operation, e.g. clutch fully engaged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2823—Controlling actuator force way characteristic, i.e. controlling force or movement depending on the actuator position, e.g. for adapting force to synchronisation and engagement of gear clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/30—Hydraulic or pneumatic motors or related fluid control means therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit einer hydraulischen oder pneumatischen Hilfskraft für Schaltgetriebe in Fahrzeugen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Bei den aus der Praxis bekannten Schaltgetrieben in Fahrzeugen bewegt sich in einem Schaltzylinder ein Schalt­ kolben zwischen zwei Anschlagflächen. Dabei entstehen hohe Schaltgeräusche infolge des Anschlages des Schaltkolbens mit hoher dynamischer Kraft an einer der Anschlagflächen im Schaltzylinder oder an anderen Schaltungsteilen, was darauf zurückzuführen ist, daß der Schaltkolben während einer Syn­ chronisierungsphase des Getriebes unmittelbar vor seinem Endanschlag in einer Sperrstellung gehalten wird, jedoch weiterhin mit Druck beaufschlagt wird, so daß nach dem Ent­ sperren der Schaltkolben mit der während der Synchronisie­ rung aufgebauten, hohen Vorspannungskraft auf seinen Endan­ schlag im Schaltzylinder trifft.
Gleiches gilt für klauengeschaltete Getriebe. Dort kann bei Zahn- auf-Zahn-Stellungen die Vorspannkraft im Schaltzylinder ebenfalls entsprechend ansteigen, was nachteilig auch noch zu einer Erschwernis des Auflösens dieser Zahn-auf-Zahn-Stellung beiträgt.
Neben den hohen Anschlaggeräuschen wird aufgrund der relativ großen bewegten Massen mit dem heftigen Auftreffen des Schaltkolbens die Bauteilfestigkeit der Schaltelemente stark beansprucht. Infolge der durch die großen dynamischen Kräfte ausgelösten Erschütterungen können Schaltgabelbrü­ che, Zylinderdeckelrisse, das Lösen einer Schaltgabelver­ bindung und der Ausfall von Elektronikbauteilen auftreten.
Aus der Praxis sind verschiedene Möglichkeiten be­ kannt, die Endanschlagskraft des Schaltkolbens im Schalt­ zylinder über eine pneumatische, hydraulische oder mechani­ sche Endlagendämpfung zu reduzieren.
Bei den aus der Praxis bekannten pneumatischen Endla­ gendämpfungen wird der Schaltkolben kurz vor Erreichen sei­ ner Endanschlagposition dadurch abgebremst, daß er entgegen einer Kammer mit eingesperrtem Luftvolumen verschoben wird.
Diese bekannten pneumatischen Endlagendämpfungen haben jedoch den Nachteil, daß dabei sehr hohe Drücke entstehen, welche die bei pneumatischen Systemen verwendeten Elasto­ merdichtungen überbeanspruchen.
Des weiteren kommt es häufig zu einem Zurückfedern des Schaltkolbens, wenn dieser gegen das Luftpolster geführt wird.
Die aus der Praxis bekannten hydraulischen Endlagen­ dämpfungen beruhen auf dem Prinzip, daß der Schaltkolben kurz vor Erreichen seiner Endlage ein hydraulisches Hilfs­ mittel verdrängen muß, wobei der Verdrängungswiderstand die Bewegung des Schaltkolbens bei Erreichen seines Endanschla­ ges abbremst.
Diese bekannten hydraulischen Endlagendämpfungen sind jedoch konstruktiv sehr aufwendig und teuer in der Herstel­ lung, und haben nachteilhafterweise meist eine unzureichen­ de Lebensdauer.
Die in der Praxis angewandten mechanischen Endlagen­ dämpfungen sind in der Regel so ausgestaltet, daß der Schaltkolben in seiner Endstellung auf einen Puffer bzw. ein Dämpfungselement auftrifft.
Diese Dämpfungselemente sind in der Regel Elastomere oder sonstige federnde Anschläge, welche den erheblichen Nachteil aufweisen, daß der Schaltkolben nach dem Auftref­ fen auf diese gepufferte Anschlagfläche wieder zurück­ federt.
In der DE 37 40 669 C2 ist eine Endlagendämpfung für einen pneumatischen Stoßdämpfer mit einem Zylinder und einem Kolben offenbart, das ein einen Einlaß bildendes Rückschlagventil, über das ein durch den Kolben begrenzter Druckraum im Zylinder mit einer externen Druckquelle ver­ bunden ist, und einen einen Auslaß bildenden Auslaßkanal aufweist. Die externe Druckquelle ist dabei über einen Druckregler mit einem Druckraum verbunden und zur Erfassung der Bewegung und/oder der Stellung des Kolbens wenigstens im Bereich minimalen Druckraumvolumens ist ein Sensor sowie ein auf den Druckregler in Abhängigkeit des Sensorsignals einwirkender elektronischer Druckregelkreis vorgesehen.
Auf diese Weise kann bei Stoßdämpfern die Dämpfung des Kolbens im Zylinder automatisch geregelt werden.
Diese Lösung ist jedoch auf Getriebeschalteinrichtun­ gen nicht übertragbar, da die pneumatische Regelung zu langsam reagiert, wodurch die Schaltzeiten in nicht hin­ nehmbarer Weise verzögert werden.
Des weiteren wird nachteiligerweise an der konventio­ nellen Bauweise eines einteiligen Zylinders, mit einem sich darin verschiebbar angeordneten zylindrischen Kolben mit Kolbenstange festgehalten, womit durch die hohen bewegten Massen wie bei den aus der Praxis bekannten Schalteinrich­ tungen große dynamische Kräfte auftreten, für die eine ent­ sprechend starke und aufwendige Dämpfung vorzusehen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung zu schaffen, bei der der Endanschlag des Schaltkolbens im Schaltzylinder deutlich gedämpft wird und gleichzeitig kürzere Umschaltzeiten er­ reicht werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung, welche vorteilhafterweise zum Schalten von allen automatisierten Klauen- und Synchrongetrieben geeignet ist und sowohl für pneumatische und hydraulische Systeme eingesetzt werden kann, wird der Endanschlag des Schaltkolbens erheblich ge­ dämpft, und die bei einem Schaltvorgang beteiligten Schalt­ elemente werden infolge der reduzierten dynamischen An­ schlagkräfte geschont.
Die Endlagendämpfung des Schaltkolbens im Schaltzylin­ der wird besonders effektiv durch den Einsatz von gepulsten 2/2-Wegeventilen, die in Abhängigkeit von der Stellung des Schaltkolbens im Schaltzylinder angesteuert werden, da da­ durch eine variable Kolbengeschwindigkeit erreicht wird, und der Schaltkolben vor Erreichen seines Endanschlages ohne konstruktiven Aufwand abbremsbar ist.
Ein weiterer bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung besteht darin, daß die Schaltzeiten deut­ lich verkürzt werden, indem die Totzeiten im Schaltablauf weitgehend minimiert werden. So können die Schaltzeiten um bis zu 30% verkürzt werden.
Der Einsatz einer Wegmeßeinrichtung zusammen mit den spontan reagierenden, pulsfähigen Ventilen bringt ferner den Vorteil, daß gleichzeitig zwei an sich widersprüchliche Forderungen, nämlich nach kürzeren Schaltzeiten und nach einer höheren Synchronlebensdauer, miteinander kombiniert werden können und dahingehend gelöst werden, daß die puls­ fähigen Ventile in Kenntnis der aktuellen Getriebestellung spontan reagieren und dabei den Schaltkolben entsprechend den aktuellen Praxisanforderungen schnell und schonend mit Druck beaufschlagen und damit in Bewegung setzen.
Dies führt auch zu einer Erhöhung der Betriebssicher­ heit, da fehlerhafte Schaltabläufe durch das Erfassen der aktuellen Kolbenstellung und der entsprechenden Aussteue­ rung der Ventile vermieden werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Es zeigen:
Fig. 1 die Anordnung der Schalteinrichtungen im Getriebe;
Fig. 2 die Zusammenfassung mehrerer Schaltein­ richtungen und
Fig. 3 eine Prinzip-Darstellung einer Schaltein­ richtung.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Getriebes 102 in einem hier nicht dargestellten Fahrzeug. Das Getriebe 102 weist eine Kupplungsglocke 104, ein Haupt­ getriebe 106 und ein Hilfsgetriebe 108 auf, weiterhin eine Antriebswelle 110 und eine Abtriebswelle 112 mit Abtriebs­ flansch 114. Am Hauptgetriebe 106 ist ein Bauteil 116 vor­ gesehen. Das Bauteil 116 zeigt in der hier dargestellten Anordnung drei einzelne Schalteinrichtungen 118, 120 und 122. Die beispielhaft gezeigte Schalteinrichtung 118 greift mit einer Schaltgabel 124 in eine Schiebemuffe 126 ein, die entlang einer Welle 128 axial verschiebbar und mit der Welle 128 drehfest verbunden ist. Durch eine Verschiebung läßt sich die Schiebemuffe 126 zur Bildung einer Dreh­ momentübertragung entweder mit dem Zahnrad 130 oder dem Zahnrad 132 verbinden.
Die Schalteinrichtungen 118, 120 und 122 sind über elek­ trische Leitungen 134 mit einer Steuereinrichtung 136, bei­ spielsweise einem elektronischen Getrieberechner oder Fahr­ zeugleitrechner, verbunden. Ebenfalls sind die Schaltein­ richtungen 118, 120 und 122 mit einer Druckquelle 138 für ein Betätigungsfluid über Leitungen 140 verbunden.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt des Gehäuses von Ge­ triebe 102, in dem in einem Bauteil 116 die Schaltein­ richtungen 118, 120 und 122 zusammengefaßt sind. Das Bau­ teil 116 ist mit Hilfe von Verbindungselementen 144 am Getriebe 102 befestigt. Zu den Schalteinrichtungen 118, 120 und 122 führen Leitungen 140 zur Zuführung des Betätigungs­ fluids und elektrische Leitungen 134 zur Verbindung mit der Steuereinrichtung 136.
Die Fig. 3 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Schalt­ einrichtung 118 für automatisierte Schaltgetriebe in Fahr­ zeugen mit Wegmeßeinrichtung und pulsfähigen Wegeventilen im Längsschnitt, welche einen Schaltzylinder 1, der aus zwei Zylinderteilen 1A und 1B ausgebildet ist, und einen Schaltkolben 2 aufweist.
Durch die Gestaltung des Schaltzylinders 1 aus zwei separaten Zylinderteilen 1A und 1B können die bewegten Mas­ sen erheblich reduziert werden, wodurch die Endanschlag­ dämpfung wesentlich erleichtert wird.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt sich der als Schaltelement ausgebildete Schaltkolben 2 zwischen den fixierten Zylinderteilen 1A und 1B.
Der Schaltkolben 2 ist dabei mit einer Schaltgabel 2A als einstückiges Bauteil ausgeführt, wodurch Verbindungs­ elemente zwischen dem Schaltkolben 2 und einem weiteren Schaltelement, wie beispielsweise der Schaltgabel 2A oder einer möglichen Schaltschwinge, nicht benötigt werden. Die Verbindung zwischen Schaltkolben 2 und Schaltgabel 2A ist somit robust und auf kürzestem Wege ausgebildet.
Genauso ist es aber auch in einer anderen, nicht dar­ gestellten Ausführung möglich, daß die Zylinderteile 1A und 1B mit der Schaltgabel 2A verbunden sind, wobei die Zylin­ derteile 1A und 1B die Bewegung relativ zum Schaltkolben 2 ausführen.
Aufgrund der konstruktiv sehr vorteilhaften Ausführung des Schaltzylinders 1, nämlich in geteilter Bauweise aus zwei Zylinderteilen 1A und 1B, können somit auch die Zylin­ derteile 1A und 1B als Schaltelemente dienen, wodurch eine variablere Getriebegestaltung möglich ist.
Zur Erfassung der Stellung des Schaltkolbens 2 im Schaltzylinder 1 bzw. zwischen den Zylinderteilen 1A und 1B gemäß der Zeichnung ist parallel zur Verschiebeachse des Schaltkolbens 2 eine Wegmeßeinrichtung 3 angebracht, bei­ spielsweise induktive Wegsensoren, die mit einer Steuerein­ richtung 136 verbunden sind, welche in Abhängigkeit der von den induktiven Wegsensoren ermittelten Stellung des Schalt­ kolbens 2 elektronische Steuersignale an pulsfähige Ven­ tile 4, 5, 6 und 7 weitergibt.
Der Schaltkolben 2 weist einen Führungsabsatz 2B auf, über den er in einer Eindrehung 8, welche an jedem der Zy­ linderteile 1A und 1B ausgebildet ist, geführt ist. Sowohl die Zylinderteile 1A und 1B als auch der Schaltkolben 2 sind um eine Schiene 9 angeordnet, welche mittig durch die Zylinderteile 1A und 1B und den Schaltkolben 2 in Be­ wegungsrichtung des Schaltkolbens 2 verläuft.
Die Anordnung der Zylinderteile 1A und 1B des Schalt­ zylinders 1 und des Schaltkolben 1 auf der Schiene 9 ist vor allem dahingehend vorteilhaft, daß dadurch eine Reihe von Schaltzylindern auf geringem Bauraum einfach angeordnet werden können, wobei besonders der verringerte Teileaufwand und die einfache Montage entscheidende Kostenvorteile brin­ gen. Prinzipiell können die Betätigungen für alle Schalt­ einrichtungen eines Getriebes auf dieser Schiene 9 ange­ bracht werden.
Bezug nehmend auf Fig. 3 sind die Zylinderteile 1A und 1B auf der Schiene 9 fest vormontiert eingebaut, sie können aber selbstverständlich auch abhängig von den Ge­ triebetoleranzen im eingebauten Zustand fixiert werden.
Zum Schalten des Schaltkolbens 2 im Schaltzylinder 1 wird aus einer Druckquelle 138 über die Druckleitungen 10 bzw. 11 ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmittel der Schalteinrichtung zugeführt. In den Druckleitungen 10 und 11 sind jeweils zwei elektromagnetische 2/2-Wegeven­ tile 4 und 5 bzw. 6 und 7 zwischengeschaltet, die den Durchfluß des Druckmittels durch die Druckleitungen 10 bzw. 11 derart steuern, daß sich der Schaltkolben 2 mit einer Geschwindigkeit, die einer empirisch oder über eine Simu­ lation ermittelten Optimalgeschwindigkeit in dieser Weg­ position entspricht, bewegt. Die Art und Weise der Ventil­ ansteuerung kann dabei getriebespezifisch von den zu schaltenden Massen abhängig angepaßt werden.
Die pulsfähigen Ventile 4, 5, 6 und 7 sind für einen Dauerbetrieb bei 4 Volt ausgelegt, jedoch werden sie hier mit 24 Volt-Impulsen betrieben. Durch die Ansteuerung der Pulsventile 4, 5, 6 und 7 mit starken Stromimpulsen, rea­ gieren diese sehr schnell. Die Pulsventile 4, 5, 6 und 7 werden dabei in Abhängigkeit der Stellung des Schaltkol­ bens 2 im Schaltzylinder 1, welche von der Wegmeßeinrich­ tung 3 erfaßt wird, über die Steuereinrichtung 136 ange­ steuert. Je nach Stellung des Schaltkolbens 2 werden unter­ schiedliche elektrische Impulse an die Pulsventile 4, 5, 6 und 7 abgegeben, wobei die Pulsventile mit einer vordefi­ nierten, hohen Pulsfrequenz geöffnet und mit einer vorde­ finierten, geringeren Pulsfrequenz geschlossen werden. So wird der Durchfluß von Druckmittel, welches den Schaltkol­ ben 2 im Schaltzylinder 1 in Bewegung setzt, und damit auch die Geschwindigkeit des Schaltkolbens 2 während eines Schaltvorganges im Schaltzylinder 1 variiert. Die Ansteue­ rung der Pulsventile 4, 5, 6 und 7 ist dabei so ausgelegt, daß alle pulsfähigen Ventile einzeln, gegeneinander oder miteinander aussteuerbar sind. Dadurch ergeben sich unter­ schiedliche Geschwindigkeiten für den Schaltkolben und somit auch unterschiedliche dynamische Kräfte.
Auf diese Weise wird die Schaltkolbengeschwindigkeit von jeweils zwei pulsfähigen 2/2-Wegeventilen derart vari­ iert, daß der Schaltkolben während des Schaltweges bis zu einem Synchronisationsbeginn des Getriebes möglichst mit voller Druckkraft bewegt wird und nach dem Ende der Syn­ chronisierungsphase mit geringer Geschwindigkeit in seine Endstellung gebracht wird.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise der Schaltein­ richtung wird nachfolgend ein Schaltablauf prinzipmäßig beschrieben.
Wird bei einem Schaltvorgang Druckmittel durch die Leitung 10 der Schalteinrichtung zugeführt, so ist das Pulsventil 5, das die Funktion eines Zuflußventiles hat, geöffnet, während das als Abflußventil ausgebildete Puls­ ventil 4 geschlossen ist. Damit gelangt Druckmittel über die Leitung 10 durch das Zylinderteil 1A in den Arbeits­ raum 12 des Schaltkolbens 2 und bewegt den Schaltkolben 2 von einer Anschlagfläche 13 am Zylinderteil 1A in Richtung einer der Anschlagfläche 13 gegenüberliegenden Anschlagflä­ che 14 am Zylinderteil 1B.
Bei Eintreten einer Synchronisierungsphase im Getriebe verharrt der Schaltkolben 2 kurz vor seinem Anschlag an der Anschlagfläche 14 in einer Sperrstellung, wobei die Druck­ beaufschlagung des Schaltkolbens 2 durch weitere Zuführung von Druckmittel durch die Leitung 10 erheblich zunimmt.
Der in Bewegungsrichtung des Schaltkolbens 2 liegende Teil des Arbeitsraumes 12 des Schaltkolbens wird während des gesamten Schaltvorganges über die Druckleitung 11 und das geöffnete Pulsventil 6, das als Abflußventil ausgestal­ tet ist, entspannt. Das der Druckmittelzuführung dienende Pulsventil 7 ist dabei geschlossen.
Mit Ende des Synchronisierungsvorganges wird der Schaltkolben 2 entsperrt, womit sich dieser wieder in Rich­ tung seiner Endposition an der Anschlagfläche 14 in Bewe­ gung setzt, und zwar mit großer Geschwindigkeit aufgrund der hohen Druckbeaufschlagung während des Synchronisie­ rungsvorganges. Dabei wird die jeweilige Stellung des Schaltkolbens 2 von der Wegmeßeinrichtung 3 erfaßt, welche über elektrische Impulse die Pulsventile 6 und 7 derart ansteuert, daß das der Entlüftung dienende Pulsventil 6 geschlossen wird, was dazu führt, daß ein sogenanntes Pol­ ster von Druckmittel die Bewegung des Schaltkolbens 2 auf dem letzten kurzen Wegstück zur Anschlagfläche 14 drastisch reduziert. Die Druckzuführung über das Pulsventil 5 an der Druckleitung 10 wird bereits während oder gegen Ende des kurzfristigen Stillstandes des Schaltkolbens 2 während der Synchronisierungsphase des Getriebes durch Schließen des Zuleitungsventiles 5 eingestellt. Um den Schaltkolben 2 trotz des Druckmittelpolsters zwischen Schaltkolben 2 und Anschlagfläche 14 in seine Endstellung zu bringen, wird das Pulsventil 6 von der Wegmeßeinrichtung 3 unmittelbar vor dem Anschlag des Schaltkolbens 2 an der Anschlagfläche 14 in eine geöffnete Stellung geschaltet, damit das zwischen Schaltkolben 2 und Anschlagfläche 14 befindliche Druckmit­ tel über die Druckleitung 11 entweichen kann und der Schaltkolben 2 bei seinem Anschlag an der Anschlagfläche 14 nicht zurückfedert.
Bei einem Umschalten erfolgt der gleiche Schaltablauf in umgekehrter Richtung, wobei die Pulsventile 5 und 6 ge­ schlossen sind, die Schalteinrichtung über die Drucklei­ tung 11 und das geöffnete Pulsventil 7 mit Druck beauf­ schlagt wird und über das geöffnete Pulsventil 4 und die Druckleitung 10 entspannt wird.
Bezugszeichenliste
1
Schaltzylinder
1
A Zylinderteil
1
B Zylinderteil
2
Schaltkolben
2
A Schaltgabel
2
B Führungsabsatz
3
Wegmeßeinrichtung
4
pulsfähiges Ventil
5
pulsfähiges Ventil
6
pulsfähiges Ventil
7
pulsfähiges Ventil
8
Eindrehung
9
Führungsschiene
10
Druckleitung
11
Druckleitung
12
Arbeitsraum des Schaltkolbens
13
Anschlagfläche
14
Anschlagfläche
102
Getriebe
104
Kupplungsglocke
106
Hauptgetriebe
108
Hilfsgetriebe
110
Antriebswelle
112
Abtriebswelle
114
Abtriebsflansch
116
Schalteinrichtung
118
Schalteinrichtung
120
Schalteinrichtung
122
Schalteinrichtung
124
Schaltgabel
126
Schiebemuffe
128
Welle
130
Zahnrad
132
Zahnrad
134
Leitung
136
Steuereinrichtung
138
Druckquelle
140
Leitung
144
Verbindungselement

Claims (8)

1. Schalteinrichtung (118) mit einer hydraulischen oder pneumatischen Hilfskraft für Schaltgetriebe in Fahr­ zeugen, mit einem Schaltzylinder (1) und einem darin ange­ ordneten Schaltkolben (2), wobei der Schaltkolben (2) und der Schaltzylinder (1) als Schaltelemente ausgebildet sind, und einer Wegmeßeinrichtung (3), die die Stellung des Schaltkolbens (2) im Schaltzylinder (1) erfaßt, und wobei der Schaltkolben (2) übel elektromagnetische Ventile (4, 5, 6, 7) mit einer externen Druckquelle (138) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schaltelemente (1, 2) direkt mit einer Schaltschwinge bzw. Schaltgabel (2A) verbindbar ist und gegen das andere ver­ schiebbar ist, wobei die Verschiebegeschwindigkeit der Schaltelemente (1, 2) zueinander während einer Schaltung durch die elektromagnetischen Ventile, die als pulsfähige 2/2-Wegeventile (4, 5, 6, 7) ausgeführt sind, in Abhängig­ keit der von der Wegmeßeinrichtung (3) erfaßten Stellung des als Schaltkolben (2) ausgebildeten Schaltelementes variierbar ist.
2. Schalteinrichtung (118) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (1, 2) an einer Führungsschiene (9) angeordnet sind.
3. Schalteinrichtung (118) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Schaltelemente (1, 2) mit einer Schaltschwinge bzw. Schalt­ gabel (2A) als einstückiges Bauteil ausgeführt ist.
4. Schalteinrichtung (118) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schaltzylinder ausgeführte Schaltelement (1) aus zwei separaten Zylinderteilen (1A, 1B) ausgebildet ist, zwischen denen der Schaltkolben (2) angeordnet ist.
5. Schalteinrichtung (118) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zylinderteil (1A, 1B) über jeweils zwei pulsfähige 2/2-Wegeventile zur Be- und Entlüftung mit der externen Druck­ quelle verbunden ist.
6. Schalteinrichtung (118) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle pulsfähigen Ventile (4, 5, 6, 7) einzeln, gegeneinander oder miteinander ansteuerbar sind.
7. Schalteinrichtung (118) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung (3) mit induktiven Wegsensoren ausge­ stattet ist.
8. Schalteinrichtung (118) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (36) in Abhängigkeit der von der Wegmeßein­ richtung (3) erfaßten Stellung des Schaltkolbens (2) den pulsfähigen Ventilen (4, 5, 6, 7) unterschiedliche elek­ trische Impulse zuführt.
DE1997156638 1997-12-19 1997-12-19 Schalteinrichtung Withdrawn DE19756638A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997156638 DE19756638A1 (de) 1997-12-19 1997-12-19 Schalteinrichtung
PCT/EP1998/008198 WO1999032808A1 (de) 1997-12-19 1998-12-14 Schalteinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997156638 DE19756638A1 (de) 1997-12-19 1997-12-19 Schalteinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19756638A1 true DE19756638A1 (de) 1999-06-24

Family

ID=7852587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997156638 Withdrawn DE19756638A1 (de) 1997-12-19 1997-12-19 Schalteinrichtung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19756638A1 (de)
WO (1) WO1999032808A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010409A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg Hydraulische schaltungsanordnung
WO2005078318A1 (de) * 2004-02-11 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Schalteinheit
EP1701067A1 (de) * 2005-03-11 2006-09-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung von Schaltabläufen in einem automatisierten Schaltgetriebe in Vorgelegebauweise
DE102008001688A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Unterstützen von manuellen Schaltungen
US7845247B2 (en) 2007-05-30 2010-12-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Shift fork actuation system for control of synchronizer position
DE102022108361A1 (de) 2022-04-07 2023-10-12 Zf Cv Systems Europe Bv Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6935204B2 (en) 2003-10-31 2005-08-30 Caterpillar Inc Automated manual transmission and shift method
US10989298B2 (en) * 2016-12-22 2021-04-27 Eaton Cummins Automated Transmission Technologies, Llc High efficiency, high output transmission
CN115585260B (zh) * 2022-09-19 2024-09-13 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种集成式电控气动换挡执行机构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3417473A1 (de) * 1984-05-11 1985-11-14 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Servogeschaltetes stufenschaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE3740669C2 (de) * 1987-12-01 1992-04-16 Festo Kg, 7300 Esslingen, De
DE4038170A1 (de) * 1990-11-30 1992-06-04 Claas Ohg Dreistellungszylindersystem
DE4234063C1 (de) * 1992-10-09 1994-03-10 Vickers Systems Gmbh Vorrichtung zur elektronischen Endlagendämpfung
EP0723097A2 (de) * 1995-01-21 1996-07-24 New Holland U.K. Limited Hydraulische Steuerung für eine Synchronisiereinrichtung
DE19507704A1 (de) * 1995-03-04 1996-09-05 Hydraulik Ring Gmbh Stellantrieb für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen
EP0750140A2 (de) * 1995-06-23 1996-12-27 Massey Ferguson S.A. Gangschalt-Steuerungssystem

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2508564A (en) * 1947-07-30 1950-05-23 Cardwell Mfg Company Inc Air controlled shifting mechanism
US4416187A (en) * 1981-02-10 1983-11-22 Nystroem Per H G On-off valve fluid governed servosystem
JPS6132846U (ja) * 1984-07-30 1986-02-27 株式会社ボッシュオートモーティブ システム 自動車用変速機のシフトレバ−装置
FR2598526B1 (fr) * 1986-05-06 1988-07-29 Renault Vehicules Ind Dispositif de gestion electronique d'un actionneur de crabots de boite de vitesses.
JPS63303247A (ja) * 1987-05-30 1988-12-09 Diesel Kiki Co Ltd 自動変速装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3417473A1 (de) * 1984-05-11 1985-11-14 J.M. Voith Gmbh, 7920 Heidenheim Servogeschaltetes stufenschaltgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE3740669C2 (de) * 1987-12-01 1992-04-16 Festo Kg, 7300 Esslingen, De
DE4038170A1 (de) * 1990-11-30 1992-06-04 Claas Ohg Dreistellungszylindersystem
DE4234063C1 (de) * 1992-10-09 1994-03-10 Vickers Systems Gmbh Vorrichtung zur elektronischen Endlagendämpfung
EP0723097A2 (de) * 1995-01-21 1996-07-24 New Holland U.K. Limited Hydraulische Steuerung für eine Synchronisiereinrichtung
DE19507704A1 (de) * 1995-03-04 1996-09-05 Hydraulik Ring Gmbh Stellantrieb für Schaltgetriebe von Kraftfahrzeugen
EP0750140A2 (de) * 1995-06-23 1996-12-27 Massey Ferguson S.A. Gangschalt-Steuerungssystem

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005010409A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-03 Continental Teves Ag & Co. Ohg Hydraulische schaltungsanordnung
WO2005078318A1 (de) * 2004-02-11 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Schalteinheit
CN100434773C (zh) * 2004-02-11 2008-11-19 腓特烈斯港齿轮工厂股份公司 换挡单元
US7703478B2 (en) * 2004-02-11 2010-04-27 Zf Friedrichshafen Ag Shifting unit
EP1701067A1 (de) * 2005-03-11 2006-09-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Steuerung von Schaltabläufen in einem automatisierten Schaltgetriebe in Vorgelegebauweise
US7430936B2 (en) 2005-03-11 2008-10-07 Zf Friedrichshafen Ag Method for the control of operational sequencing in an automatic transmission of auxiliary construction
US7845247B2 (en) 2007-05-30 2010-12-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Shift fork actuation system for control of synchronizer position
DE102008025306B4 (de) * 2007-05-30 2018-09-20 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Schaltgabel-Betätigungssystem zur Steuerung der Synchronisiereinrichtungsstellung
DE102008001688A1 (de) * 2008-05-09 2009-11-12 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Unterstützen von manuellen Schaltungen
EP2123946A3 (de) * 2008-05-09 2011-12-21 ZF Friedrichshafen AG Anordnung zum Unterstützen von manuellen Schaltungen
DE102022108361A1 (de) 2022-04-07 2023-10-12 Zf Cv Systems Europe Bv Schaltvorrichtung für ein Schaltgetriebe eines Fahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999032808A1 (de) 1999-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1040288B1 (de) Schalteinrichtung
DE3446133C2 (de)
EP1701067B1 (de) Verfahren zur Steuerung von Schaltabläufen in einem automatisierten Schaltgetriebe in Vorgelegebauweise
DE102015002428A1 (de) Parksperrenmodul
DE4129581A1 (de) Steuerbare ventilanordnung fuer regelbare zweirohr-schwingungsdaempfer
EP0086391A1 (de) Doppelflügligen Tür mit Schliessfolgeregelung
DE102015008709A1 (de) Parksperrenmodul
EP1040289B1 (de) Schalteinrichtung für ein getriebe
DE19538482C1 (de) Hydraulischer Servotürschließer
DE19756638A1 (de) Schalteinrichtung
DE102014226022A1 (de) Hydraulische Betätigungsvorrichtung für ein formschlüssiges Schaltelement eines Getriebes
WO2017016867A1 (de) Schwingungsdämpfer für ein kraftfahrzeug
DE9315502U1 (de) Pedal- und Geberzylindergestaltung
DE10305954B3 (de) Endlagengedämpfter Pneumatikzylinder mit verstellbarer Endlagendämpfung
DE102010063513B4 (de) Verfahren zur Ansteuerung eines Betätigungsmittels
EP0976948B1 (de) Dämpfungseinrichtung für bewegte Massen, vorzugsweise für elektromagnetische Antriebssysteme
DE3329801C2 (de)
EP0500534A1 (de) Regelbarer schwingungsdämpfer.
DE10031975A1 (de) Kolben für einen Schwingungsdämpfer
EP0255668A2 (de) Vorrichtung zur hydraulischen Steuerung von Hubventilen
DE102024003571B3 (de) Stoßdämpfer für ein Fahrzeug
DE19534683A1 (de) Schalteinrichtung mit Endlagendämpfung
DE10348942B4 (de) Schließeinrichtung mit Geräuschoptimierung
DE10302870B3 (de) Verstellvorrichtung
DE19537640A1 (de) Schalteinrichtung mit Endlagendämpfung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee