DE102006014479A1 - Piston-cylinder unit for vehicle automatic gear box, has one cylinder and two main pistons arranged in cylinder, where inner feed pipe is so arranged that service fluid carried in feed pipe acts on front face of both main pistons - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylindereinheit, insbesondere für ein automatisiertes Getriebe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbergriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a piston-cylinder unit, in particular for an automated Transmission of a motor vehicle with the characteristics of Oberbergriffs of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Die
Aufgabenstellungtask
Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Kolben-Zylindereinheit mit zwei unabhängig voneinander betätigbaren Hauptkolben vorzuschlagen, bei welcher zur Ansteuerung ein geringer Aufwand notwendig ist.In contrast, is it is the object of the invention, a piston-cylinder unit with two independently of each other actuated To propose main piston, in which for driving a smaller Effort is necessary.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Kolben-Zylindereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention Task with a piston-cylinder unit with the features of the claim 1 solved.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Erfindungsgemäß weist die Kolben-Zylindereinheit zwei äußere Zuleitungen auf, die so angeordnet sind, dass über sie zugeführtes Betriebsfluid nur jeweils auf eine äußere Stirnfläche der Hauptkolben wirken kann. Durch Zuführung von Betriebsfluid, beispielsweise in Form von Druckluft oder Öl, über die äußeren Zuleitungen können die Hauptkolben aufeinander zu bewegt werden. Die Kolben-Zylindereinheit weist außerdem eine innere Zuleitung auf, welche so angeordnet ist, dass über sie zugeführtes Betriebsfluid auf innere Stirnflächen der beiden Hauptkolben wirken kann. Der Zylinder verfügt also über keine Trennwand, welche den Zylinder in zwei Teilzylinder aufteilen würde. Bei Zuführung von Betriebsfluid über die innere Zuleitung ohne gleichzeitige Zuleitung bzw. mögliches Abströmen von Betriebsfluid über die äußeren Zuleitungen bewegen sich beide Hauptkolben nach außen in äußere Endstellungen, also voneinander weg.According to the invention the piston-cylinder unit has two outer leads arranged so that the operating fluid supplied through them only each on an outer face of the Main piston can act. By supplying operating fluid, for example in the form of compressed air or oil, over the outer supply lines can the main pistons are moved toward each other. The piston-cylinder unit also has a inner supply line, which is arranged so that over it supplied Operating fluid on inner faces the two main pistons can act. So the cylinder has none Partition, which would divide the cylinder into two sub-cylinders. at feed from operating fluid over the inner supply line without simultaneous supply or possible outflow from operating fluid over the outer leads Both main pistons move outwards into outer end positions, ie from each other path.
Der Zylinder und die Hauptkolben sind so ausgeführt, dass in einer inneren, der inneren Zuleitung zugeordneten Endlage der Hauptkolben wirksame innere Stirnflächen der Hauptkolben kleiner sind als wirksame äußere Stirnflächen. Die Hauptkolben nehmen auf jeden Fall dann die inneren Endlagen ein, wenn Betriebsfluid nur über die äußeren Zuleitungen zugeführt wird und eventuell im Zylinder vorhandenes Betriebsfluid über die innere Zuleitung abströmen kann. Unter den wirksamen inneren Stirnflächen der Hauptkolben sind diejenigen Flächen zu verstehen, die mit über die innere Zuleitung zugeführtem Betriebsfluid beaufschlagt werden und unter den äußeren Stirnflächen, diejenigen Flächen, die mit über die äußeren Zuleitungen zugeführtem Betriebsfluid beaufschlagt werden. Sobald die innere Stirnfläche kleiner ist als die äußere Stirnfläche, kann über die innere Zuleitung Betriebsfluid zugeführt werden, ohne dass sich ein Hauptkolben nach außen verschiebt, wenn gleichzeitig auf die äußere Stirnfläche Betriebsfluid mit dem gleichen Druck wirkt. So kann ein erster Hauptkolben durch Druckbeaufschlagung der inneren Stirnfläche nach außen verschoben werden und gleichzeitig ein zweiter Hauptkolben in der inneren Endlage gehalten werden. Dazu ist die äußere Stirnfläche des ersten Kolben nicht mit Druck beaufschlagt, wohin gegen auf die äußere Stirnfläche des zweiten Hauptkolbens der gleiche Druck wie auf die innere Stirnfläche wirkt.Of the Cylinder and the main pistons are designed so that in an inner, the inner supply associated end position of the main piston effective inner faces the main pistons are smaller than effective outer faces. The Main pistons will definitely take the inner end positions, if operating fluid only above the outer leads supplied is and possibly present in the cylinder operating fluid on the drain the inner supply line can. Among the effective inner faces of the main pistons are those surfaces to understand that with over the inner supply line supplied Operating fluid are applied and under the outer end faces, those surfaces, those with over the outer leads supplied operating fluid be charged. Once the inner face is smaller than the outer face, can over the Inner supply line operating fluid can be supplied without getting a main piston to the outside shifts when at the same time on the outer face operating fluid works with the same pressure. So can a first main piston through Pressurization of the inner end face to be shifted outwards and at the same time a second main piston can be held in the inner end position. This is the outer face of the the first piston is not pressurized, whereas against the outer face of the second main piston, the same pressure acts as on the inner end face.
Damit können die beiden Hauptkolben über nur drei Zuleitungen in jeweils zwei stabile Stellungen, die innere und die äußere Endstellung, eingestellt werden. Damit sind auch nur drei Ventile notwendig, was gegenüber dem Stand der Technik eine Bauraum- und auch Kostenersparnis ermöglicht.In order to can the two main pistons over only three supply lines in two stable positions, the inner and the outer end position, be set. This also requires only three valves what about allows the state of the art space and cost savings.
Die erfindungsgemäße Kolben-Zylindereinheit ist insbesondere für eine Betätigung mit Druckluft geeignet, da bei einer derartigen Anwendung die Hauptkolben entweder mit dem vollen Luftdruck beaufschlagt werden können (Belüften) oder ein Abströmen der Luft in die Atmosphäre ermöglicht wird (Entlüften). Ein Einstellen von verschiedenen Druckniveaus wie bei hydraulischen Steuerungen wird bei pneumatischen Steuerungen üblicherweise nicht durchgeführt.The Inventive piston-cylinder unit is especially for an operation suitable with compressed air, as in such an application, the main piston either with the full air pressure can be applied (venting) or an outflow the air into the atmosphere allows will (bleeding). A setting of different pressure levels as with hydraulic Controls are usually not performed on pneumatic controls.
Die Hauptkolben werden im Zylinder geführt, so dass der Hauptkolben eine mit der Zylinderkontur korrespondierende Kontur, welche insbesondere kreisrund ist, aufweist. Zwischen Hauptkolben und Zylinder sind insbesondere Dichtungen angeordnet, so dass eine Leckage möglichst gering ausfällt.The Main pistons are guided in the cylinder, so that the main piston a contour corresponding to the cylinder contour, which in particular is circular. Between main piston and cylinder are in particular Arranged seals so that leakage is as small as possible.
Es sind auch erfindungsgemäße Anordnungen denkbar, in denen die inneren Stirnflächen der beiden Hauptzylinder über jeweils separate Zuleitungen und die äußeren Stirnflächen über eine gemeinsame Zuleitung mit Betriebsfluid beaufschlagt werden können. Dazu könnten beispielsweise die äußeren Bereiche des Zylinders mit einer Druckleitung verbunden werden.It are also arrangements according to the invention conceivable in which the inner end faces of the two master cylinders over each separate supply lines and the outer end surfaces over a common supply line can be acted upon with operating fluid. To could for example the outer areas of the cylinder are connected to a pressure line.
Die beiden Hauptzylinder sind insbesondere gleich aufgebaut, sie weisen also gleich große Stirnflächen auf. Es ist aber auch möglich, dass sie unterschiedlich aufgebaut sind und so unterschiedliche Betätigungskräfte für die betätigten Schaltelemente zu ermöglichen.The both master cylinders are in particular the same, they have So the same size faces on. But it is also possible that they are structured differently and so different Actuating forces for the actuated switching elements to enable.
In Ausgestaltung der Erfindung weist der Zylinder jeweils einen ersten und einen zweiten Zylinderbereich mit unterschiedlichen Durchmessern auf, wobei der erste Zylinderbereich mit einem gegenüber einem Durchmesser des zweiten Zylinderbereichs kleineren Durchmesser in Richtung der inneren Zuleitung angeordnet ist. Die Hauptkolben verfügen über einen ersten und einen zweiten Kolbenbereich, wobei der erste Kolbenbereich den kleineren Durchmesser des ersten Zylinderbereichs und der zweite Kolbenbereich den größeren Durchmesser des zweiten Zylinderbereichs aufweist. Wenn sich die Hauptkolben in ihren inneren Endlagen befinden, ist der erste Kolbenbereich mit dem kleineren Durchmesser zumindest teilweise innerhalb des ersten Zylinderbereichs angeordnet. Damit ist gewährleistet, dass in der inneren Endlage die inneren Stirnflächen der Hauptkolben kleiner sind als die äußeren Stirnflächen. Durch die kreisrunde Ausführung der Zylinder- und Kolbenbereiche können die einzelnen Bauteile der Kolben-Zylindereinheit einfach und kostengünstig hergestellt werden.In Embodiment of the invention, the cylinder each has a first and a second cylinder area with different diameters on, wherein the first cylinder area with one opposite to a diameter of the second cylinder area of smaller diameter in the direction of inner supply line is arranged. The main pistons have one first and a second piston area, wherein the first piston area the smaller diameter of the first cylinder area and the second one Piston area the larger diameter of the second cylinder region. When the main pistons are in their inner end positions, is the first piston area with the smaller diameter at least partially within the first Cylinder area arranged. This ensures that in the inner End position of the inner end faces the main piston are smaller than the outer end surfaces. By the circular design The cylinder and piston areas can be the individual components the piston-cylinder unit can be easily and inexpensively manufactured.
Unter der Aussage, dass die Durchmesser der Zylinderbereiche und der Kolbenbereiche gleich sind, ist zu verstehen, dass sie so ausgeführt sind, dass der Hauptkolben im Zylinder geführt wird und er durch Druckbeaufschlagung verschoben werden kann. Der Durchmesser des Kolbenbereichs ist also immer ein wenig kleiner als der Durchmesser des entsprechenden Zylinderbereichs.Under the statement that the diameter of the cylinder areas and the piston areas are the same, it should be understood that they are so executed that the main piston is guided in the cylinder and he by pressurization can be moved. The diameter of the piston area is so always a little smaller than the diameter of the corresponding cylinder area.
Die Hauptkolben sind insbesondere in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet. Damit wird ein möglichst kleiner Bauraum der Kolben-Zylindereinheit erreicht. Es ist aber auch möglich, dass die Hauptkolben in separaten Zylindern angeordnet und die Zylinder beispielsweise mittels einer Leitung verbunden sind. Die innere Zuleitung kann dann beispielsweise mit der genannten Leitung verbunden sein.The Main pistons are arranged in particular in a common cylinder. This is a possible small space of the piston-cylinder unit reached. But it is also possible that the main pistons are arranged in separate cylinders and the cylinders For example, connected by a line. The inner one Supply line can then be connected, for example, with said line be.
In Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Zylinders ein Überwurfkolben so angeordnet, dass er über eine Kontaktfläche eine axiale Kraft auf den Hauptkolben ausüben kann. Der Zylinder weist insbesondere einen dritten Zylinderbereich mit einem gegenüber den Durchmessern des ersten und zweiten Zylinderbereichs größeren Durchmesser auf, welcher in Richtung der äußeren Zuleitungen angeordnet ist. Der Überwurfkolben ist in diesem Fall innerhalb des dritten Zylinderbereichs der Überwurfkolben geführt.In Embodiment of the invention is within the cylinder a cap piston so arranged that he over a contact surface can exert an axial force on the main piston. The cylinder points in particular a third cylinder area with one opposite the Diameters of the first and second cylinder area larger diameter on, which in the direction of the outer leads is arranged. The cap piston is in this case within the third cylinder area of the throw-over piston guided.
Der Hauptkolben und der Überwurfkolben sind so im Zylinder angeordnet, dass bei nur auf die innere Stirnfläche des Hauptkolbens wirkendem Betriebsfluid der Hauptkolben und der Überwurfkolben eine äußere, der äußeren Zuleitung zugeordnete Endstellung einnehmen. Bei gleichzeitig auf die innere und äußere Stirnfläche mit gleichem Druck wirkendem Betriebsfluid nehmen der Hauptkolben und der Überwurfkolben eine stabile Zwischenstellung ein. Der Überwurfkolben ist gegenüber dem Hauptkolben verschieblich angeordnet. Der Überwurfkolben ist insbesondere so angeordnet, dass er nur über die äußere Zuleitung mit Betriebsfluid beaufschlagt werden kann.Of the Main piston and the cap piston are arranged in the cylinder so that when only on the inner face of the Main piston acting operating fluid of the main piston and the cap piston an outer, the outer supply line take assigned end position. At the same time on the inner and outer face with the same pressure acting operating fluid take the main piston and the cappipe a stable intermediate position. The cappipe is opposite the Main piston arranged displaceably. The capping piston is particular arranged so that he only over the outer supply line can be acted upon with operating fluid.
In dem Fall, in dem der Überwurfkolben in einem dritten Zylinderbereich geführt ist, müssen zur Sicherstellung der beschriebenen Funktionalität die axialen Wirkflächen des Haupt- und Überwurfkolbens so gewählt sein, dass die äußere, also der äußeren Zuleitung zugeordnete Wirkfläche des Überwurfkolbens größer ist als die Differenz der wirksamen inneren und der äußeren Stirnfläche des Hauptkolbens. Damit ergibt sich die stabile Zwischenstellung, indem der Überwurfkolben von außen gegen den sich durch die unterschiedlichen Durchmesser des zweiten und dritten Zylinderbereichs ergebenden Anschlag und der Hauptkolben von innen gegen den Überwurfkolben gedrückt wird. Durch das beschriebene Flächenverhältnis ist sichergestellt, dass der Hauptkolben den Überwurfkolben nicht von dem Anschlag wegdrücken kann.In the case in which the cap piston is guided in a third cylinder area, to ensure the functionality described, the axial effective surfaces of the main and cap piston must be chosen so that the outer, so the outer lead associated effective area of the cap piston is greater than the difference the effective inner and outer faces of the main piston. This results in the stable intermediate position by the cap head from the outside against the through the different Diameter of the second and third cylinder area resulting stop and the main piston is pressed from the inside against the capping piston. The described area ratio ensures that the main piston can not push away the cap piston from the stop.
Bei der Kolben-Zylindereinheit sind alle möglichen Kombinationen aus Hauptkolben mit und ohne Überwurfkolben denkbar. So können beide Hauptkolben mit einem Überwurfkolben kombiniert werden, nur ein Hauptkolben oder keiner der beiden Hauptkolben.at The piston-cylinder unit are all possible combinations of main piston with and without cap conceivable. So can both main pistons with a coupling piston combined, only one main piston or neither of the two main pistons.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Überwurfkolben als eine Hülse mit einem ersten und einem zweiten Hülsenbereich ausgeführt, wobei ein Außendurchmesser des ersten Hülsenbereichs dem Durchmesser des zweiten Zylinderbereichs und ein Außendurchmesser des zweiten Hülsenbereichs dem Durchmesser des dritten Zylinderbereichs entspricht. Der Hauptkolben weist einen dritten Kolbenbereich auf, dessen Durchmesser einem Innendurchmesser des ersten Hülsenbereichs entspricht. Der Hauptkolben und der Überwurfkolben sind so angeordnet, dass der dritte Kolbenbereich in den ersten Hülsenbereich eingeschoben werden kann und in der genannten Zwischenstellung an der genannten Kontaktfläche Kontakt zwischen dem Hauptkolben und dem Überwurfkolben besteht. Damit wird ein besonders einfacher Aufbau der Kolben-Zylindereinheit erreicht.In Embodiment of the invention is the cappipe as a sleeve with a first and a second sleeve area executed being an outside diameter of the first sleeve area the diameter of the second cylinder portion and an outer diameter of the second sleeve area corresponds to the diameter of the third cylinder area. The main piston has a third piston area, the diameter of a Inner diameter of the first sleeve area equivalent. The main piston and the cap piston are arranged so the third piston area can be pushed into the first sleeve area and contact in said intermediate position at said contact surface exists between the main piston and the cap piston. In order to a particularly simple construction of the piston-cylinder unit is achieved.
In Ausgestaltung der Erfindung sind beide Hauptkolben mit jeweils einer Kolbenstange verbunden, mittels welcher beispielsweise ein Schaltelement des automatisierten Getriebes betätigt werden kann. An jeder der beiden Kolbenstangen ist eine Rastiervorrichtung angeordnet, mittels welcher die beiden Endstellungen und soweit vorhanden die stabile Zwischenstellung fixiert werden können. Dazu weisen die Kolbenstangen beispielsweise Ausnehmungen auf, in die eine Kugel mittels einer Feder eingedrückt werden kann. Die Ausnehmungen und die Kugel-Feder-Vorrichtung sind so angeordnet, dass die Kugel nur dann eingedrückt werden kann, wenn die Position der Kolbenstangen einer Endposition oder der stabilen Zwischenstellung entspricht.In Embodiment of the invention are both main pistons, each with one Piston rod connected by means of which, for example, a switching element of the automated transmission can be operated. At each of the two piston rods a Rastiervorrichtung is arranged by means which the two end positions and where available the stable Intermediate position can be fixed. For this purpose, the piston rods For example, recesses into which a ball by means of a Spring pressed in can be. The recesses and the ball and spring device are arranged so that the ball can only be pushed in when the position the piston rods of an end position or the stable intermediate position equivalent.
Damit kann nach Erreichen einer durch die Rastiervorrichtung gesicherten Position des Hauptkolbens die Druckbeaufschlagung abgebrochen werden. Somit ist eine Druckbeaufschlagung, für die Energie aufgewendet werden muss, nur für Positionsänderungen der Hauptkolben notwendig. Damit wird ein energetisch günstiger Betrieb der Kolben-Zylindereinheit und damit des Getriebes ermöglicht.In order to can after reaching a secured by the locking device Position of the main piston, the pressurization be canceled. Thus, a pressurization is spent on the energy must, only for position changes the main piston necessary. This is an energetic cheaper Operation of the piston-cylinder unit and thus the transmission allows.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further Embodiments of the invention will be apparent from the description and the Drawing forth. embodiments The invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings
In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to execute the invention
Gemäß
Der
Hauptkolben
Am
Hauptkolben
Die
Rastiervorrichtung
In
der inneren Endlage taucht der erste Kolbenbereich
Damit
ist es möglich,
dass die beiden Hauptkolben
In
der Tabelle 1 ist mit einem „X" die Zuleitung gekennzeichnet, über welche
Zuleitung Betriebsfluid unter Druck zugeführt wird. Die Bezeichnung „Innen" kennzeichnet die
innere Endlage der Hauptkolben
Zwischen
dem zweiten Kolbenbereich
In
der
In
Ein
Zylinder
Ein
Hauptkolben
Der
dritte Kolbenbereich
Am
Hauptkolben
Damit
sich die beschriebene stabile Zwischenstellung ergibt, müssen die
axialen Wirkflächen
des Hauptkolbens
Damit
ist es möglich,
dass die beiden Hauptkolben
In
der Tabelle 2 ist mit einem „X" die Zuleitung gekennzeichnet, über welche
Zuleitung Betriebsfluid unter Druck zugeführt wird. Die Bezeichnung „Innen" kennzeichnet die
innere Endlage der Hauptkolben
In
Claims (7)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120614 |
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |