CN101050812B - 用于换档系统伺服机构的液压致动器和相应的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于换档系统伺服机构的液压致动器(5)，该换档系统设置有控制轴(2)；液压致动器(5)沿着控制轴(2)的中心轴线(3)轴向地移动控制轴(2)，设置在与控制轴(2)的中间部分相对应的位置，并具有两个室(7)，这两个室(7)交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴(2)，这两个室由控制轴(2)横穿，沿着控制轴(2)连续地设置，并且由凸缘(8)相互隔开，该凸缘安装到控制轴(2)上并构成液压致动器(5)的活塞；控制轴(2)具有至少一排承座(11)，这些承座沿周向并围绕控制轴(2)的中心轴线(3)均匀分布；并且凸缘(8)具有至少一个侧向唇缘(12)，其设置在承座(11)排之上，并在对应于每个承座(11)的位置处变形以接合承座(11)。

Description

用于换档系统伺服机构的液压致动器和相应的制造方法
技术领域
本发明涉及用于换档系统伺服机构的液压致动器，并涉及相应的制造方法。
背景技术
伺服辅助换档系统逐渐得到广泛的使用，其结构上类似于传统类型的手动换档系统，除了由驾驶员操作的变速杆以及离合器踏板由相应的电或液伺服机构所替代。使用手动伺服辅助换档系统，驾驶员只需要将从高速档等转到低速档的指令发送到变速控制单元，并且变速控制单元通过在发动机以及与离合器和换档系统相关的伺服机构上作用而自动地实现换档。
用于换档的指令能够手动地产生，即由驾驶员发出指令，或者自动地产生，即与驾驶员的动作无关。当产生用于执行换档的指令时，变速控制单元驱动离合器伺服机构，用于分离离合器，从而使换档系统的主轴与发动机轴机械地分离。同时，变速控制单元作用在发动机控制单元上，以临时地减小发动机提供的驱动扭矩。
一旦变速控制单元确认离合器分离，其驱动换档系统伺服机构以脱开当前接合的齿轮。当变速控制单元确认齿轮脱开时，其驱动换档系统伺服机构以移动换档系统控制轴以便能够接合新的齿轮。一旦变速控制单元确认主轴已相对于副轴到达所期望位置，其驱动换档系统伺服机构以接合新的齿轮。
最后，当变速控制单元确认新的齿轮接合时，其驱动离合器伺服机构以闭合离合器，从而使得换档系统的主轴和发动机轴彼此有角度地固定。同时，变速控制单元作用在发动机控制单元上，用于恢复由发动机提供的驱动扭矩。
通常，换档系统伺服机构是液压类型的并且作用在换档系统控制轴上，以在控制轴上施加沿着对称轴的轴向位移和绕着对称轴的转动，轴向位移用于选择齿轮的范围，转动用于接合和脱开各个齿轮。因此，换档系统伺服机构包括：第一液压致动器，其机械地耦连到控制轴，用于控制轴的轴向位移；和第二液压致动器，其机械地耦连到控制轴，用于控制轴的转动。
在所制造的第一伺服机构中，这两个液压致动器都直接耦连到控制轴，并且独立地作用在控制轴上。然而，所述结构性解决方案是麻烦的；为此原因，提出一种替代的实施方式，其中第一液压致动器直接耦连到控制轴，用于轴向地移动控制轴，同时第二液压致动器耦连到由固定于控制轴的销接合的凸轮，从而使得凸轮有角度地固定到固定框架。当凸轮有角度地固定到固定框架时，那么由于销和凸轮之间的机械耦连，控制轴的轴向移动迫使控制轴进行转动，然而，当凸轮不是有角度地固定到固定框架时，那么控制轴的轴向移动使得凸轮转动而不是使得控制轴转动。
已经提出将第一液压致动器设置在控制轴的中间部分周围。在此解决方案中，第一液压致动器具有两个室，这两个室交替地填充有加压流体以用于在两个方向上轴向地移动控制轴，由控制轴横穿，沿着控制轴连续地设置，并且由凸缘相互隔开，该凸缘固定到控制轴并且构成液压致动器的活塞。在已知的液压致动器中，凸缘与控制轴形成整体，并且通过铣削控制轴而得到，这必然要去除材料。然而，就由毛坯件加工而言，所述加工时间特别长并且昂贵，必须去除50％以上的材料来获得集成有凸缘的成品控制轴。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于换档系统伺服机构的液压致动器和相应的制造方法，其不存在上述缺点，并且特别是制造简单而且廉价。
根据本发明，一种用于换档系统伺服机构的液压致动器，该换档系统设置有控制轴；该液压致动器沿着控制轴的中心轴线轴向地移动控制轴，设置在与控制轴的中间部分相对应的位置，并具有两个室，这两个室交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴，这两个室由控制轴横穿，沿着控制轴连续地设置，并且由凸缘相互隔开，该凸缘固定到控制轴并且构成液压致动器的活塞；该液压致动器的特征在于：
凸缘独立于该控制轴并安装在控制轴上；
控制轴包括至少一排承座，这些承座沿控制轴的周向并围绕控制轴的中心轴线均匀分布；并且
凸缘包括至少一个侧向唇缘，其设置在所述承座排之上，并在对应于每个承座的位置处变形以接合承座。
根据本发明，一种用于制造换档系统伺服机构的液压致动器的方法，该换档系统设置有控制轴；该液压致动器沿着控制轴的中心轴线轴向地移动控制轴，设置在与控制轴的中间部分相对应的位置，并具有两个室，所述室交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴，这两个室由控制轴横穿，沿着控制轴连续地设置，并且由凸缘相互隔开，该凸缘固定于控制轴并构成液压致动器的活塞；所述方法的特征在于包括下列步骤：
独立于凸缘制造控制轴；
在控制轴中制造至少一排承座，这些承座沿控制轴的周向并围绕控制轴的中心轴线均匀分布；
独立于控制轴制造凸缘，并在凸缘上设置至少一个侧向唇缘；
将凸缘安装在控制轴上，使得凸缘的侧向唇缘位于控制轴的承座排之上；并且
在对应于每个承座的位置处变形凸缘的侧向唇缘以接合承座。
附图说明
现在将参照附图描述本发明，附图示出本发明实施方式的非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明的伺服机构的示意截面图，为了清楚去掉某些部件；
图2是图1的伺服机构的液压致动器的放大视图；
图3是图2的液压致动器的细节的放大视图；和
图4是图2的液压致动器的另一细节的分解立体图。
具体实施方式
在图1中，附图标记1整体上表示用于换档系统的伺服机构，该换档系统设置有控制轴2。伺服机构1作用在换档系统的控制轴2上，以在控制轴2上施加沿着中心轴线3的轴向位移和绕中心轴线3的转动，轴向位移用于选择齿轮范围，转动用于接合和脱开各个齿轮。换档系统的伺服机构1包括：固定框架4，其由控制轴2横穿并支撑第一液压致动器5和第二液压致动器6，该第一液压致动器5机械地耦连到控制轴2，以轴向地移动该控制轴2，该第二液压致动器6机械地耦连到控制轴2，用于绕中心轴线3转动该控制轴2。
根据图2所示，第一致动器5设置在对应于控制轴2的中间部分的位置，并且具有两个室7，这两个室交替地填充有加压流体，用于在一对电磁阀(未示出)的控制下沿两个方向轴向地移动控制轴2。具体地，这两个室7由控制轴2横穿，沿着控制轴2连续地设置，并且由凸缘8相互隔开，该凸缘8固定到控制轴2并构成第一液压致动器5的活塞。凸缘8包括中央环形腔9，其容纳环形密封垫圈10。
根据图3和4所示，凸缘8独立于控制轴2并安装在控制轴2上。为了在凸缘8和控制轴2之间提供足够固定的机械连接，控制轴2包括两排承座11，这些承座11沿着各自的周向并绕着控制轴2的中心轴线3均匀地分布，并且凸缘8包括一对侧向唇缘12，每个唇缘设置在承座11排之上，并且在对应于每个承座11的位置处变形以接合承座11。具体地，凸缘8的两个侧向唇缘12在对应于各排承座11的位置处设置在凸缘8的相对侧。
优选地，每个承座11具有三角形截面(即锥形)并且每个唇缘12具有切口13，切口13平行于控制轴2的中心轴线3设置；切口13的功能是便于每个侧向唇缘12变形，避免侧向唇缘12的任何裂开或者在任何情形下发生损坏。
根据优选实施方式，控制轴2由第一材料制成，并且凸缘8由第二材料制成，该第二材料与第一材料不同并且具有更好的延展性。例如，第一材料可以是钢，第二材料能够是铝。使用两种不同材料来提供控制轴2和凸缘8，可以保证集合体的高机械强度，同时简化集合体的构造。
根据优选实施方式，每个侧向唇缘12在垂直于控制轴2的中心轴线3的方向上测量的厚度为0.5到1.0mm，并且在平行于控制轴2的中心轴线3的方向上测量的长度为0.5到1.0mm。
根据不同的实施方式(未示出)，凸缘8包括单个唇缘12，并且控制轴2具有单排承座11。
由上所述，清楚的是，为了提供由控制轴2和凸缘8形成的集合体，控制轴2最初独立于凸缘8制造，并且凸缘8独立于控制轴2制造并设置有两个侧向唇缘12。接着，在控制轴2上，制造两排承座11，然后凸缘8安装在控制轴2上，从而将凸缘8的每个侧向唇缘12设置在控制轴2的承座11排之上。最后，凸缘8的每个侧向唇缘12在对应于每个承座11的位置处机械变形，以接合承座11。
上述由控制轴2和凸缘8形成的集合体的制造特别快速且廉价，在铣削所去除的材料方面减小到了最基本的最小量。实际上，控制轴2能够通过使用具有直径仅略大于成品控制轴2的直径的毛坯件而获得，而不考虑凸缘8的直径。此外，可以简单并快速地获得控制轴2和凸缘8之间的机械连接的上述系统，同时保证高机械强度和良好的构造精度。

Claims (15)

1.一种用于换档系统伺服机构的液压致动器(5)，该换档系统设置有控制轴(2)；该液压致动器(5)沿着控制轴(2)的中心轴线(3)轴向地移动控制轴(2)，设置在与控制轴(2)的中间部分相对应的位置，并具有两个室(7)，所述室(7)交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴(2)，这两个室由控制轴(2)横穿，沿着控制轴(2)连续地设置，并且由凸缘(8)相互隔开，该凸缘固定于控制轴(2)并构成液压致动器(5)的活塞；所述液压致动器(5)的特征在于：
凸缘(8)独立于控制轴(2)并安装在控制轴(2)上；
控制轴(2)包括至少一排承座(11)，这些承座沿所述控制轴(2)的周向并围绕控制轴(2)的中心轴线(3)均匀分布；并且
凸缘(8)包括至少一个侧向唇缘(12)，其设置在承座(11)排之上，并在对应于每个承座(11)的位置处变形以接合承座(11)。
2.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中控制轴(2)包括两排承座(11)，并且凸缘(8)包括两个侧向唇缘(12)，所述侧向唇缘(12)在对应于各排承座(11)的位置处设置在凸缘(8)的相对侧。
3.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中每个承座(11)具有三角形截面。
4.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中每个侧向唇缘(12)具有切口(13)，其平行于控制轴(2)的中心轴线(3)设置。
5.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中控制轴(2)由第一材料制成，并且凸缘(8)由不同于第一材料的第二材料制成。
6.根据权利要求5所述的液压致动器(5)，其中第二材料比第一材料更具延展性。
7.根据权利要求6所述的液压致动器(5)，其中第一材料是钢，第二材料是铝。
8.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中每个侧向唇缘(12)在垂直于控制轴(2)的中心轴线(3)的方向上测量的厚度为0.5到1.0mm，并且在平行于控制轴(2)的中心轴线(3)的方向上测量的长度为0.5到1.0mm。
9.根据权利要求1所述的液压致动器(5)，其中凸缘(8)包括中央环形腔(9)，其设计为容纳环形密封垫圈(10)。
10.一种用于制造换档系统伺服机构的液压致动器(5)的方法，该换档系统设置有控制轴(2)；该液压致动器(5)沿着控制轴(2)的中心轴线(3)轴向地移动控制轴(2)，设置在与控制轴(2)的中间部分相对应的位置，并具有两个室(7)，所述室(7)交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴(2)，这两个室由控制轴(2)横穿，沿着控制轴(2)连续地设置，并且由凸缘(8)相互隔开，该凸缘固定于控制轴(2)并构成液压致动器(5)的活塞；所述方法的特征在于包括下列步骤：
独立于凸缘(8)制造控制轴(2)；
在控制轴(2)中制造至少一排承座(11)，这些承座沿所述控制轴(2)的周向并围绕控制轴(2)的中心轴线(3)均匀分布；
独立于控制轴(2)制造凸缘(8)，并在凸缘(8)上设置至少一个侧向唇缘(12)；
将凸缘(8)安装在控制轴(2)上，使得凸缘(8)的侧向唇缘(12)位于控制轴(2)的承座(11)排之上；并且
在对应于每个承座(11)的位置处变形凸缘(8)的侧向唇缘(12)以接合承座(11)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中控制轴(2)包括两排承座(11)，并且凸缘(8)包括两个侧向唇缘(12)，所述侧向唇缘(12)在对应于各排承座(11)的位置处设置在凸缘(8)的相对侧。
12.根据权利要求10所述的方法，其中每个承座(11)具有三角形截面。
13.根据权利要求10所述的方法，其中控制轴(2)由第一材料制成，并且凸缘(8)由不同于第一材料的第二材料制成。
14.根据权利要求13所述的方法，其中第二材料比第一材料更具延展性。
15.根据权利要求14所述的方法，其中第一材料是钢，第二材料是铝。
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