CN1106515C - 汽车变速器用的换档装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于汽车变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其具有用于选择和转换变速器(30)的档级的中间件。一个换档轴(26，44)通过杠杆(28)嵌接在变速器(30)的换档滑轨(32)中并且通过杠杆(24)与助力装置(10)的活塞杆(22)连接。助力装置(10)还具有一控制杆(20)。助力装置(10)的控制杆(20)直接与换档用的中间件(4，46，48，60，62，64，66)连接。

Description

汽车变速器用的换档装置
本发明涉及按照权利要求1的前序部分所述的汽车变速器用的换档装置。
对于这样的换档装置，利用换档杆的转动来预选各个换档道并且一般不需要很大的换档力。利用换档杆的轴向纵向运动来嵌入想要的一档并且需要较大的换档力，对于重型汽车的和其司机座位设置在远离变速器的汽车的变速器尤其如此。
现代的商用汽车，如公共汽车和载重汽车，以其平头汽车结构提供有安装变速器的空间条件，在这种情况下变速器必然远离司机座位。特别是在汽车具有后置发动机或尾部发动机的情况下其距离变得很远。由于长的、间或动作很大的换档杆对于机械式换档的变速器经常难以准确地换档。
为了汽车司机能够将其注意力完全转向道路上的交通，在司机为驾驶汽车所需要的全部活动中必须尽可能减轻其负担并给予助力。
每个汽车司机都知道，在艰难的交通情况下对变速器无可指摘的操作可能是多么的关键。用于全部尺寸系列的商用汽车的气动换档助力在这里可以消除困难。
至今已知的伺服换档部分地是直接添造在变速器上并且具有一个从外面可接近的控制杆和活塞杆。换档杆与控制杆相连接。通过控制杆的纵向运动产生助力。人们发现这种控制是与两个杆换档或拉索换档相结合的。这里，控制杆和活塞杆借助波纹管的密封和缺乏的润滑是不利的。在载重汽车中这个部位受到更强的污染。当换档杆变速比改变时伺服助力的起动也改变或者必须通过气门的变更使之适合于换档杆变速比的改变。这对由一个彼此分离的控制气阀和伺服气缸构成的换档助力来说同样也是如此。气阀和气缸借助球铰与换档杆和一个悬臂连接，悬臂又固定在变速器上。这样的设置还有另外的缺点，即每次换档时各部分都相对于变速器和汽车底盘运动，从而可能磨穿与其气阀和气缸相互连接的空气管道。
这种气动的换档助力装置的分解的构造方式是已知的，它由一个机械—气动控制部分和一个单独的气动力部分构成。一种在分解的构造方式中的换档助力由作者Loomann的“齿轮变速器”(Springer出版社，1988年第二版第225页)是已知的。控制部分是一个机械式操作的控制阀，它由换档杆来操纵。这里在换档时实现选择运动机械式直接向变速器的传递。在传递换档运动时，控制阀被启动并同时将手动换档力通过杠杆以机械方式传给变速器。此时手动换档力由压缩空气另外给以气动式助力。其中该压缩空气缸在这里作为一个具有与之成一体的液压减振器的分支气缸而构成气动力部分。这里没有达到完全按比例地反映手动换档力。控制部分与气动力部分之间的路程是长的并且没有添造的地方。不可能避免控制部分与气动力部分之间的压缩空气管道的损坏。
由DE 195 39 471已知一种换档装置，其中控制阀和气动力部分组合成一个部件。换档力被按照司机的换档力成比例地放大并且达到如手动换档的变速器时同样的效果。司机不会失去对换档的感觉，他可以直接感受到是否嵌入了一档或者该同步阶段还要延续多久。对于这样的换档装置，气动助力装置的可控制性仍需要改进。
本发明的目的在于提供一种换档装置以改进尤其是在变速器上地方受限制的情况下气动助力装置的可控制性。
该目的通过具有权利要求1的特征的换档装置来达到。从属权利要求给出了其进一步的发展。
按照本发明，与至今的结构不同，司机对变速器的选择运动和换档运动的连接不是在同一个位置完成。该连接分为第一位置和第二位置，在第一位置每次想要的换档滑轨的选择过程按照由司机选定的换档道传给换档轴，在第二位置司机的换档运动传给助力装置，以便在那里加以力放大并且传给换档轴，借此司机在一选定的换档道中的换档运动转换为换档滑轨的强力轴向运动。此时手动换档力借助换档用的中间件直接传给控制杆而没有转换杠杆。
在一有利的结构中，控制杆具有一法兰，其中可拆式嵌接换档用的中间件。另一有利的结构显示换档用的中间件或作为液压中间件或作为拉索换档的元件与由司机操作的换档杆连接。
在另一有利的结构中，变速器的换档轴在助力装置的一侧与选择一个档级用的中间件连接，而助力装置的控制杆在助力装置位于换档轴对面的一侧与换档用中间件连接。
对此可以取消用于将司机的换档运动传给助力装置的控制杆的杠杆并且在司机与助力装置之间建立一简单而可靠的接合点。借助在控制杆上的可拆式连接，换档用的中间件在需要时可以从换档装置或者助力装置上取下，而没有必要将这些拆卸。
换档运动由作为助力的压缩空气给以支持，而用手动实行选择运动则没有助力。由于仅仅换档的一部分受伺服助力支持，与完全伺服助力的换档装置相比简化了换档装置的结构。成本和添造费用被显著地降低了，在已经安装好的变速器的情况下附加配置也可能是没有问题的。如果因压缩空气设备中的损坏空气压力可能过小或可能完全失去压力，司机以后就可以用手来换档。因此不需要无论怎样构成的转换措施。汽车的制动能力，如果它是受变速器控制，则仍然是可靠的。
压缩空气助力控制换档时要付出的力的一大部分，可是司机仍然保持仅仅换档感觉的那么大的力。司机用手施加的手力通过气动换档助力被降到要求的总力的一小部分。同步的商用汽车变速器以及重型汽车变速器都变成轻型变速器了。在坡路上行驶的情况下使变速器的返回换档，尤其是回到低级档，特别地轻便并因而为提高事故安全性付出很大的贡献。
本发明的换档装置的适用范围为所有的具有H式换档、双H式换档和迭加H式换档的同步变速器。它也在由汽车制造者大大限制的结构空间中为其在变速器上的添造找到了足够的地方。在需要交换或附加配置时可为汽车使用者满意地缩短损失的时间，因为全部的换档装置可以一起交换或安装而没有必要在汽车现场面前进行特别的调整。在失去压缩空气助力的情况下司机仍能不受限制地保持着变速器的换档可能性，从而在紧急情况下他可以通过变速比的改变来刹车，这固然更费力但却是安全的。
通过换档装置的相适应的配置可以使由其产生的用于支持换档的助力适合于司机与变速器之间的换档设备。换档装置的添造永远在变速器壳体上实现，从而在变速器与换档装置之间不发生相对运动。在变速器与换档装置之间不再存在运动的管道、气阀和气缸。球铰和悬臂不再是需要的。换档装置的附加配置可以不需缩短换档杆来实现。气动伺服助力装置在换档装置上的安装方式是任意的，它可以用插接或法兰连接。
本发明借助附图更详细地加以说明。附图中：
图1现有技术的一种换档设备；
图2通过换档装置的侧视图中的剖面；
图3按照图2的另一实施方案；
图4按照图2的又一实施方案；以及
图5另一实施方案。
图1以示意图示出按照现有技术汽车的换档设备2。从变速杆4起换档杆6借助转向杆8通向具有气动伺服助力装置10的换档装置11。气动伺服助力装置10具有连接管12，其通向储气器14，由储气器14将压缩空气供给气动伺服助力装置10。转向杆8具有第一杠杆16，其与换档杆6优选地铰链连接。转向杆8具有第二杠杆18，其又嵌接在控制杆20中，控制杆20设置在气动伺服助力装置10中。此外，在气动伺服助力装置10中设置了活塞杆22，其中嵌接杠杆24，杠杆24借助可转动的换档轴26与汽车变速器30中的杠杆28连接。杠杆28嵌接在换档滑轨32中，通过换档滑轨32可以按已知的方式变换变速器的变速比。杠杆24的运动经由换档轴26转为杠杆28的运动，从而杠杆28可使换档滑轨32轴向运动。换档滑轨32在这样运动时优选占有三个位置，两个轴向末端位置，它们各相应于一个转换的变速比，和一个位于两末端位置之间的中间位置，其相应于变速器的一个中速位置。
图2示出换档装置40在具有助力装置10的侧视图中的剖面。在助力装置10中控制杆20在其端部36具有一法兰34。在助力装置的另一端38，一杠杆24嵌接在活塞杆22中。通过控制杆20产生力放大过程。为了支持和放大通过助力装置10中的控制杆20引入的手动换档力，助力装置10由储气器14通过压力管道12输入压缩空气。放大的力由活塞杆22通过杠杆24传给空心轴52。在法兰34中可拆式嵌接一杆，该杆作为活塞杆46设置在液压换档装置48中。通过管道52和54由转换台50将液压流体输入换档装置48，司机用换档杆4操作转换台，由司机起动的并按他在选定的换档道中的换档方向输入的液压流体引起活塞杆46在图2的图平面内向左或向右的运动。想要的换档道的选择过程通过换档轴44在助力装置10的另一端实现。活塞杆46在活塞室56中的运动由法兰34传给控制杆20并且在那里起动司机手动换档力的助力。在控制杆20的周围设置一管58，管58限制控制杆20的轴向运动，以便能够不因引入过大的手动换档力而产生助力装置10的构件的损坏。管58的长度适应于轴向允许的运动。
图3示出换档装置40的一个改变的实施方案。这里在控制杆20上的法兰34中嵌接一杆60，该杆60通过拉索62与换档杆4连接。司机在选定的换档道中的换档通过拉索62在助力装置10的一端36传给控制杆20，而想要的换档道的选择在助力装置10的另一端38传给换档轴44。
图4示出换档装置40的另一改变的实施方案。这里在控制杆20上的法兰34中嵌接一杆64，该杆64通过换档杆66与换档杆4连接。司机在选定的换档道中的换档通过换档杆66在助力装置10的一端36传给控制杆20，而想要的换档道的选择在助力装置10的另一端38传给换档轴44。
图5示出在控制杆20的一端38具有法兰34的换档装置。图2至图4中示出的每个换档用的中间件都可以嵌接在法兰34中。其中控制杆20的延长仅用虚线示出。
附图标记
2换档设备             34法兰
4变速杆               36端部
6换档杆               38端部
8转向杆               40换档装置
10伺服助力装置        44换档轴
11换档装置            46活塞杆
12连接管              48换档装置
14储气器              50转换台
16杠杆                52管道
18杠杆                54管道
20控制杆              56活塞室
22活塞杆              58管
24杠杆                60杆
26换档轴              62拉索
28杠杆                64杆
30汽车变速器          66换档杆
32换档滑轨

Claims (6)

1.具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，用于汽车的具有壳体的变速器(30)，它具有选择和转换变速器(30)的一个档级用的中间件、一个通过杠杆(28)嵌接在变速器(30)的换档滑轨(32)中的换档轴(26，44)、一个与换档轴(26，44)连接又与助力装置(10)的活塞杆(22)连接的杠杆(24)和一个助力装置(10)的控制杆(20)，换档用的中间件直接作用在控制杆(20)上而没有转向杆，其特征在于，控制杆(20)具有一法兰(34)，在伺服助力装置(10)内换档用的中间件(46，60，64)可拆式嵌入上述法兰(34)。
2.按照权利要求1所述用于变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，换档用的中间件是液压中间件(46，48)。
3.按照权利要求1所述用于变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，换档用的中间件是一拉索换档元件(60，62)。
4.按照权利要求1所述用于变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，换档用的中间件与由司机操作的换档杆(64，66)连接。
5.按照权利要求1至4的一项所述用于变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，换档轴(44)在助力装置(10)的一侧与用于选择一个档级的中间件连接而助力装置(10)的控制杆(20)在助力装置(10)位于换档轴(44)对面的一侧与换档用的中间件(4，46，48，60，62，64，66)连接。
6.按照权利要求1至5的一项所述用于变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，在助力装置(10)中围绕控制杆(20)设置了一个管(58)，该管限制控制杆(20)的轴向运动，以便避免助力装置的损坏。
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