DE102006022149A1 - Fluid-pressure actuated power amplifier device for manual shift of car gearing, has actuating shaft coupled with actuating stick and with gear which is divided in circuit-lateral part and in gear lateral part - Google Patents

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Abstract

The device has an actuating shaft coupled with an actuating stick and with a gear, which is divided in a circuit-lateral part (9) and in a gear lateral part (10). The circuit-lateral part and the gear part are pre-stressed with a spring (c1). A hydraulic cylinder (2) has a hydraulic piston (3).A valve slide (23) is mounted axially on the hydraulic piston. The valve slide forms a three-port valve which completely locks pressure chambers (4,5). An operating needle (19) is connected with the circuit-lateral part and penetrates an axial drilling of the valve slide.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Kraftverstärker für die Handschaltung eines Fahrzeuggetriebes.The The present invention relates to a fluid pressure operated power amplifier for the manual transmission a vehicle transmission.

Die EP 0 123 051 A2 offenbart eine Betätigungseinrichtung für eine Gangschaltung mit einer druckmittelbetätigten Verstärkungseinheit für die Schaltkraft. Es werden sowohl die Schaltkraft zum Gangwechsel (Längsbewegung der Schaltwelle in axialer Richtung) als auch die Wählbewegung zur Vorwahl der Schaltgasse (Drehbewegung der Schaltwelle) über ein Schaltgestänge übertragen. Die Längsbewegung des Schaltgestänges wird dabei von einer Verstärkungseinheit unterstützt, wobei proportional zu der vom Fahrer aufgebrachten Handschaltkraft eine Verstärkung mechanisch erfolgt. In einem fahrzeugfesten Verstärkergehäuse sind ein Pneumatikkolben, ein Anschlussstück und eine Zwischenstange zum Übertragen der Dreh- und Längsbewegungen koaxial ineinander angeordnet. Die Zwischenstange ist über in dem Pneumatikkolben abgestützte Hebelelemente mit einem Ringkolben verbunden. In Abhängigkeit von der Bewegung der Zwischenstange öffnen bzw. verschließen zwei Doppelsitzfolgeventile die Druckräume beiderseits des Ringkolbens. Bei Druckaufbau in einem der Druckräume, hervorgerufen durch das Freigeben der Druckleitung in den Druckraum aufgrund der Bewegung der Zwischenstange, wird die auf den Kolben wirkende Kraft über den Pneumatikkolben an das Schaltgestänge übertragen. Die Schaltkraft, die der Fahrer von Hand über das Schaltgestänge auf die Zwischenwelle überträgt, wird durch das auf den Ringkolben einwirkende Druckmittel verstärkt, und über den Pneumatikkolben auf das Schaltgestänge übertragen. Erfolgt keine von außen angeregte Bewegung der Zwischenwelle, wird der Pneumatikkolben durch den auf den Ringkolben einwirkenden Druck über die Hebelelemente nachgeführt, so dass das Doppelsitzfolgeventil den Druckraum gegen die Versorgung absperrt und gegen die Atmosphäre öffnet, wodurch eine Weiterbewegung der Zwischenwelle verhindert wird. Die Rückwirkung über die aufzubringende Schaltkraft erfolgt in Abhängigkeit vom Hebelverhältnis und von dem im Druckraum aufgebauten Druck. Bei schnellen Schaltbewegungen kommen die Hebelelemente an dem Pneumatikkolben zur Anlage. Die Nachbildung einer realen Schaltkraftkennlinie, die mit komfortabler Schaltkraftunterstützung dem Fahrer eine Rückkoppelung über die benötigte Schaltkraft liefert, ist damit schwer möglich. Die Vorrichtung ist vorzugsweise für eine pneumatische Unterstützung ausgelegt. Eine Rückführung des Druckmittels, z. B. bei der Verwendung von Hydraulikfluid, müßte extern erfolgen.The EP 0 123 051 A2 discloses an actuating device for a gear shift with a pressure-medium-actuated amplification unit for the switching force. There are both the switching force for gear change (longitudinal movement of the shift shaft in the axial direction) and the selection movement for preselection of the shift gate (rotational movement of the shift shaft) transmitted via a shift linkage. The longitudinal movement of the shift linkage is assisted by an amplification unit, whereby a reinforcement takes place mechanically proportional to the manual shifting force applied by the driver. In a vehicle-fixed booster housing, a pneumatic piston, a connecting piece and an intermediate rod for transmitting the rotational and longitudinal movements are arranged coaxially with each other. The intermediate rod is connected via supported in the pneumatic piston lever elements with an annular piston. Depending on the movement of the intermediate rod, two double seat follower valves open or close the pressure chambers on either side of the annular piston. When pressure builds up in one of the pressure chambers, caused by the release of the pressure line in the pressure chamber due to the movement of the intermediate rod, the force acting on the piston is transmitted via the pneumatic piston to the shift linkage. The shifting force, which the driver transfers to the intermediate shaft by hand via the gearshift linkage, is amplified by the pressure medium acting on the annular piston and transmitted to the gearshift linkage via the pneumatic piston. If there is no externally excited movement of the intermediate shaft, the pneumatic piston is tracked by the pressure acting on the annular piston pressure via the lever elements, so that the Doppelsitzfolgeventil shuts off the pressure chamber against the supply and opens against the atmosphere, whereby a further movement of the intermediate shaft is prevented. The reaction via the switching force to be applied takes place as a function of the lever ratio and of the pressure built up in the pressure chamber. With fast switching movements, the lever elements come to the pneumatic piston to the plant. The simulation of a real switching force characteristic curve, which provides the driver with feedback on the required switching force with comfortable shift force assistance, is thus difficult. The device is preferably designed for pneumatic support. A return of the pressure medium, z. B. in the use of hydraulic fluid, would have to be done externally.

Die EP 0 693 658 A1 offenbart eine Schaltkraftunterstützung, bei der die Drehbewegung der Schaltgassenwahl und die Axialbewegung zur Schaltung voneinander entkuppelt sind. Die Axialbewegung wird durch eine in einem Druckgehäuse angeordnete zweigeteilte Kolben-Steuerschieber-Kombination verstärkt. Dreh- und Längsbewegungen können mit der Verstärkereinheit nicht gleichzeitig übertragen werden. Die Rückkoppelung der Schaltkraft auf den Fahrer ist von der Dimensionierung der den Kolben mit dem Steuerschieber verbindenden Federn abhängig.The EP 0 693 658 A1 discloses a shift force assistance in which the rotational movement of the shift gate selection and the axial movement to the circuit are decoupled from each other. The axial movement is amplified by a arranged in a pressure housing two-part piston-spool combination. Rotary and longitudinal movements can not be transmitted simultaneously with the amplifier unit. The feedback of the switching force on the driver depends on the dimensions of the connecting the piston with the spool springs.

Die DE 195 39 471 A1 und die DE 198 39 855 A1 offenbaren ebenfalls pneumatisch unterstützte Verstärker für die Schaltkraft der Handschaltung eines Fahrzeuggetriebes. Dabei wird lediglich in axialer Richtung der Verstärkungseinheit eine Schaltkraft übertragen. Für die Übertragung des Drehmoments für die Wahl der Schaltgasse müssen gesonderte Vorrichtungen verwendet werden. Die Zuführung des Druckmittels erfolgt weitgehend drosselfrei, um ein schnelles Ansprechen der Schaltkraftverstärkung zu sichern. Die Schaltkraftverstärkung ist weitgehend von der Dimensionierung der Steuerstange und der die Betätigungskolben gegeneinander vorspannenden Feder abhängig.The DE 195 39 471 A1 and the DE 198 39 855 A1 also disclose pneumatically assisted amplifiers for the shifting force of the manual transmission of a vehicle transmission. In this case, a switching force is transmitted only in the axial direction of the amplification unit. For the transmission of the torque for the selection of the shift gate separate devices must be used. The supply of the pressure medium is largely throttling free to ensure a fast response of the switching power gain. The switching force gain is largely dependent on the dimensions of the control rod and the actuating piston against each other biasing spring.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die druckmittelunterstützt die vom Fahrer aufgebrachte Schaltkraft verstärkt. Dabei sollen axiale, in Längsrichtung der Vorrichtung wirkende Kräfte und Drehmomente um die Längsachse der Vorrichtung übertragbar sein, und die Vorrichtung soll hinsichtlich der Gestaltung der Schaltkraftprofile, insbesondere der Rückkoppelung der zu überwindenden Schaltkraft auf den Fahrer, flexibel anwendbar sein.task The invention is to provide a device that supports the pressure medium Stronger force applied by the driver. In this case, axial, in longitudinal direction the forces acting on the device and torques about the longitudinal axis the device transferable be, and the device should be in terms of the design of the switching force profiles, in particular the feedback the one to be overcome Shifting force on the driver, be flexibly applicable.

Eine diesen Anforderungen entsprechende Kraftverstärkungsvorrichtung ist im Patentanspruch 1 angegeben.A this requirement corresponding power amplifying device is in the claim 1 indicated.

Der erfindungsgemäße Kraftverstärker ermöglicht die verstärkte Übertragung der Schaltkraft, wobei ein vom mechanisch geschalteten Getriebe herrührendes Schaltkraftprofil nachgebildet wird. Die Schaltung des Getriebes ist jedoch auch ohne Druckmittelunterstützung möglich, so dass im Fehlerfall, z. B. bei fehlendem Hydraulikdruck, eine Schaltung lediglich mit der vom Fahrer aufgebrachten Handkraft möglich bleibt.Of the Power amplifier according to the invention allows the increased transmission the switching force, wherein one of the mechanically switched transmission herrührendes Switching force profile is simulated. The circuit of the transmission However, it is also possible without pressure medium support, so that in case of error, z. B. in the absence of hydraulic pressure, a circuit only with the applied by the driver hand power remains possible.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftverstärkers ist der kompakte Aufbau zur Übertragung der Schaltkräfte, bei dem sowohl axiale Bewegungen als auch Drehbewegungen um die Längsachse übertragen werden können. Zugleich wird ein robuster Aufbau erreicht, der trotzdem hinsichtlich der Verstärkung und der daraus resultierenden Schaltkraftkennlinien flexibel anpassbar ist. Die Schaltkraft wird von einem schaltungsseitigen Teil einer Schaltwelle über einen diese umgebenden Hydraulikkolben auf einen getriebeseitigen Teil der Schaltwelle übertragen. Im Inneren des Hydraulikkolbens, zwischen den Teilen der Schaltwelle kann damit ein System mit einem Ventilschieber und einer diesen umgebenden Ventilhülse angeordnet werden. Die Übertragung der Schaltkraft in axialer Richtung erfolgt über den Hydraulikkolben, wobei eine daran angeordnete Kolbenfläche die Verstärkung der aufgebrachten Schaltkraft bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel bewirkt. Die Übertragung des Dreh moments um die Achse des Schaltkraftverstärkers erfolgt ebenfalls über den Hydraulikkolben, welcher die Teile der Schaltwelle umgibt.An advantage of the power amplifier according to the invention is the compact design for transmitting the switching forces, in which both axial movements and rotational movements can be transmitted about the longitudinal axis. At the same time a robust construction is achieved, which is nevertheless flexibly adaptable with regard to the gain and the resulting switching force characteristics. The switching force is from a circuit-side part of a switching shaft over to transmit a surrounding hydraulic piston on a transmission-side part of the shift shaft. In the interior of the hydraulic piston, between the parts of the switching shaft so that a system with a valve spool and a surrounding valve sleeve can be arranged. The transmission of the switching force in the axial direction via the hydraulic piston, wherein a piston surface arranged thereon causes the gain of the applied switching force when exposed to a pressure medium. The transmission of the rotational moments about the axis of the switching power amplifier also takes place via the hydraulic piston, which surrounds the parts of the switching shaft.

Der erfindungsgemäße Kraftverstärker ermöglicht eine Verringerung der Schaltkraft und des Schaltwegs durch kleine Übersetzungen. Es sind daher bei einer erhöhten Schaltqualität sportlich kurze Schaltwege möglich. Die Unterstützung der Schaltkraft ist proportional zu der Last hydraulisch geregelt. Dabei kann als Hydraulikfluid das Getriebeöl verwendet werden. Ferner ergeben sich Packagevorteile für ein besseres Design im Innenraum des Fahrzeugs.Of the Power amplifier according to the invention allows a Reduction of the switching force and the switching path through small translations. It is therefore at an elevated level shift quality sporty short shift possible. Support the switching force is hydraulically regulated in proportion to the load. there can be used as hydraulic fluid, the transmission oil. Further Package advantages result for one better design in the interior of the vehicle.

Vorzugsweise ist der schaltungsseitige Teil der Schaltwelle drehfest mit dem Hydraulikkolben verbunden, wobei die Eingangswelle in der Schaltwelle axial verschiebbar ist. Der getriebeseitige Teil der Schaltwelle ist fest mit dem Hydraulikkolben verbunden. Dreh- sowie Längsbewegungen werden direkt zum getriebeseitigen Teil der Schaltwelle übertragen.Preferably is the circuit-side part of the shift shaft rotation with the Hydraulic piston connected, wherein the input shaft in the switching shaft is axially displaceable. The gearbox side of the selector shaft is firmly connected to the hydraulic piston. Rotary and longitudinal movements are transmitted directly to the gearbox side of the stem.

Die Ankoppelung an den schaltungsseitigen Teil der Schaltwelle erfolgt vorzugsweise elastisch über eine Feder, durch deren Gestaltung das Ansprechverhalten des Schaltkraftverstärkers beeinflusst werden kann.The Coupling takes place at the circuit-side part of the switching shaft preferably elastically over a spring whose design influences the response of the switching power amplifier can be.

Vorzugsweise sind die Druckmittelleitungen zu dem Hydraulikkolben mit den am Ventilschieber ausgebildeten Kolbenflächen über gedrosselte Zuleitungen verbunden. Am Ventilschieber erfolgt damit, verzögert zum Druckaufbau am Hydraulikkolben, ein Druckaufbau auf die Kolbenflächen des Ventilschiebers. Der Ventilschieber wird dadurch mit einer Kraft beaufschlagt, die diesen zurück in die geschlossene Mittelstellung bewegt. Die Rückstellung des Ventilschiebers ist somit nicht nur von den auf diesen einwirkenden und in seine Mittelstellung belastenden Federn abhängig, sondern erfolgt zusätzlich in Abhängigkeit vom Druckaufbau am Hydraulikkolben und damit abhängig von der vom Fahrer gegen die zu überwindende Schaltkraft bewirkten Verstellbewegung. Damit kann ein besonders flexibles, an den Schaltverlauf bei Hand schaltung ohne Verstärkung angepasstes Verhalten der Kraftübertragung des Kraftverstärkers erzielt werden.Preferably are the pressure medium lines to the hydraulic piston with the am Valve slide trained piston surfaces over throttled supply lines connected. At the valve spool takes place, delayed to build up pressure on the hydraulic piston, a build-up of pressure on the piston surfaces of the valve spool. The valve spool is thereby applied with a force, return this one moved to the closed center position. The return of the valve spool is thus not only of those acting on him and in his Mid-position loading springs dependent, but additionally takes place in dependence from the build-up of pressure on the hydraulic piston and thus dependent on the driver the one to be overcome Switching force caused adjustment. This can be a special flexible, adapted to the switching process with manual switching without amplification Behavior of the power transmission of the power amplifier be achieved.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung können die Teile der Schaltwelle und deren Führung in dem Hydraulikkolben vertauscht werden. Bei dieser Ausgestaltung ist der schaltungsseitige Teil der Schaltwelle direkt an den Hydraulikkolben gekoppelt, und der getriebeseitige Teil der Schaltwelle ist drehfest, jedoch axial verschiebbar mit dem Hydraulikkolben verbunden.In a further embodiment of the invention, the parts of the switching shaft and their leadership in be reversed the hydraulic piston. In this embodiment is the circuit side part of the stem directly to the hydraulic piston coupled, and the transmission-side part of the shift shaft is rotationally fixed, but axially displaceable connected to the hydraulic piston.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:One preferred embodiment The invention is illustrated in the drawings and will become apparent below explained in more detail. It shows:

1 einen Längsschnitt durch den Schaltkraftverstärker in unbetätigtem Zustand, 1 a longitudinal section through the switching power in the de-energized state,

2 in größerem Maßstab den linken Bereich von 1, 2 on a larger scale the left area of 1 .

3 in größerem Maßstab den mittleren Bereich von 1, 3 on a larger scale the middle range of 1 .

4 einen gegenüber 1 um 90° verdrehten Längsschnitt, und 4 one opposite 1 90 ° twisted longitudinal section, and

5 ein Ersatzschaltbild des Schaltkraftverstärkers mit seinen mechanischen und hydraulischen Kopplungen. 5 an equivalent circuit diagram of the switching power amplifier with its mechanical and hydraulic couplings.

In 1 ist ein Schaltkraftverstärker im Längsschnitt im unbetätigten Zustand gezeigt, bei dem keine Krafteinwirkung seitens des Fahrers stattfindet. Innerhalb eines Getriebegehäuses 1 (5) ist koaxial zur Achse der Schaltwelle ein Hydraulikzylinder 2 angeordnet, der axial in beide Richtungen fest und rotatorisch frei oder fest sein kann. Innerhalb des Hydraulikzylinders 2 ist ein doppelt wirkender Hydraulikkolben 3 angeordnet. Die zwei Druckräume 4 und 5 auf beiden Seiten des Hydraulikkolbens 3 sind mit einem Dichtelement 6 von einander abgedichtet und nach außen mit Dichtelementen 7 abgedichtet. Eine Dichtung 18 dichtet das Innere des Hydraulikkolbens 3 nach außen ab.In 1 is a switching power amplifier shown in longitudinal section in the unactuated state, in which no force from the driver takes place. Inside a gearbox 1 ( 5 ) is coaxial with the axis of the switching shaft, a hydraulic cylinder 2 arranged axially fixed in both directions and rotationally free or can be fixed. Inside the hydraulic cylinder 2 is a double-acting hydraulic piston 3 arranged. The two pressure chambers 4 and 5 on both sides of the hydraulic piston 3 are with a sealing element 6 sealed from each other and outwards with sealing elements 7 sealed. A seal 18 seals the interior of the hydraulic piston 3 outwards.

Der Hydraulikzylinder 2 wird radial mit Führungselementen 8 auf dem Hydraulikkolben 3 geführt. Die Schaltwelle ist in einen schaltungsseitigen Teil 9 und in einen getriebeseitigen Teil 10 geteilt, die über den Hydraulikkolben 3 miteinander verbunden und axial zueinander bewegbar sind. Der schaltungsseitige Teil 9 der Schaltwelle ist innerhalb des Hydraulikkolbens 3 axial verschiebbar, jedoch drehfest in diesem angeordnet. Der Hydraulikkolben 3 und der schaltungsseitige Teil 9 der Schaltwelle tragen am Umfang jeweils sich gegenüberliegende Teile einer Kugellaufbahn 11, in welcher Kugeln 12 angeordnet sind. Die Kugellaufbahnen 11 und die darin angeordneten Kugeln 12 sichern die drehfeste, jedoch axial verschiebbare Verbindung des schaltungsseitigen Teils 9 der Schaltwelle mit dem Hydraulikkolben 3. Ein am schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle angreifendes Drehmoment um die Achse der Welle wird über die Kugeln 12 zum Hydraulikkolben 3 übertragen. Das getriebeseitige Teil 10 der Schaltwelle ist fest mit dem Hydraulikkolben 3 verbunden.The hydraulic cylinder 2 becomes radial with guide elements 8th on the hydraulic piston 3 guided. The switching shaft is in a circuit-side part 9 and in a transmission-side part 10 split that over the hydraulic piston 3 interconnected and axially movable relative to each other. The circuit part 9 the shift shaft is inside the hydraulic piston 3 axially displaceable, but non-rotatably arranged in this. The hydraulic piston 3 and the circuit part 9 the selector shaft wear on the circumference in each case opposite parts of a ball raceway 11 in which balls 12 are arranged. The ball tracks 11 and the balls arranged therein 12 secure the non-rotatable, but axially displaceable connection of the circuit-side part 9 the shift shaft with the hydraulic piston 3 , An on the circuit side part 9 the shift shaft engaging torque about the axis of the shaft is about the balls 12 to the hydraulic piston 3 transfer. The transmission side part 10 the stem is fixed to the hydraulic piston 3 connected.

Auf dem schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle sind zwei Anschlagelemente 13, 14 angeordnet, die eine Feder C1 einschließen. Das Anschlagelement 13 stützt sich axial gegen den schaltungsseitigen Teil der Schaltwelle 9 ab und gleichzeitig gegen einen Lagerkäfig 16, der sich seinerseits mittels eines Sicherungselements 17 gegen den Hydraulikkolben 3 abstützt. Das Anschlagelement 14 stützt sich axial gegen ein mit dem schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle verbundenes Verschlussstück 15 und zugleich auch gegen den Hydraulikkolben 3 ab.On the circuit side part 9 the shift shaft are two stop elements 13 . 14 arranged, which include a spring C1. The stop element 13 supports axially against the circuit-side part of the switching shaft 9 off and at the same time against a bearing cage 16 , which in turn by means of a fuse element 17 against the hydraulic piston 3 supported. The stop element 14 supports axially against a with the circuit side part 9 the switching shaft connected closure piece 15 and at the same time against the hydraulic piston 3 from.

Die Feder C1 ist zwischen den Anschlagelementen 13 und 14 verschiebbar angeordnet und wird durch diese auf der Schaltwelle gehalten. Zwischen den Anschlagelementen 13 und 14 ist ein Spiel YH vorhanden (2), welches den Federweg der Feder C1 begrenzt. Eine axiale Bewegung des schaltungsseitigen Teils 9 der Schaltwelle nach rechts wird vom Anschlagelement 13 über die Feder C1 auf das Anschlagelement 14 übertragen. Das Anschlagelement 14 liegt an dem Hydraulikkolben 3 an und überträgt die Kraft auf diesen. Ist die Feder C1 soweit zusammengedrückt, dass die Anschlagelemente 13 und 14 einander berühren, d. h. das Spiel YH=0, erfolgt eine direkte Übertragung der Bewegung vom schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle über die Anschlagelemente 13 und 14 auf den Hydraulikkolben 3 und somit zum getriebeseitigen Teil 10 der Schaltwelle. Bei einer Bewegung des schaltungsseitigen Teils 9 der Schaltwelle nach links erfolgt eine Mitnahme des Anschlagelements 14 über das Verschlussstück 15. Die Übertragung der Bewegung erfolgt über die Feder C1 zum Anschlagelement 13, welches an dem Kugelkäfig 16 anliegt, der seinerseits an dem Sicherungselement 17 anliegt. Der Kugelkäfig 16 stützt sich bei seiner Bewegung nach links somit gegen den Hydraulikkolben 3 ab und überträgt die Bewegung auf diesen. Wird die Feder C1 soweit zusammengedrückt, dass das Spiel YH=0 ist, dann wird die Bewegung direkt vom schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle über das Verschlussstück 15 auf die Anschläge 14 und 13 zum Lagerkäfig 16 und weiter auf das Sicherungselement 17 und den Hydraulikkolben 3 zum getriebeseitigen Teil 10 der Schaltwelle übertragen.The spring C1 is between the stopper elements 13 and 14 slidably disposed and is held by this on the shift shaft. Between the stop elements 13 and 14 is there a game Y H ( 2 ), which limits the spring travel of the spring C1. An axial movement of the circuit-side part 9 the shift shaft to the right is the stop element 13 via the spring C1 on the stop element 14 transfer. The stop element 14 is located on the hydraulic piston 3 and transfers the power to this. Is the spring C1 compressed so far that the stop elements 13 and 14 Touch each other, ie the game Y H = 0, there is a direct transfer of movement from the circuit side part 9 the shift shaft on the stop elements 13 and 14 on the hydraulic piston 3 and thus to the transmission side part 10 the switching shaft. With a movement of the circuit-side part 9 the shift shaft to the left takes a driving of the stop element 14 over the closure piece 15 , The transmission of the movement via the spring C1 to the stop element 13 which is attached to the ball cage 16 rests, in turn, on the securing element 17 is applied. The ball cage 16 as it moves to the left, it supports itself against the hydraulic piston 3 and transfers the movement to this. If the spring C1 is compressed so far that the game Y H = 0, then the movement is directly from the circuit side part 9 the shift shaft on the closure piece 15 on the attacks 14 and 13 to the camp cage 16 and continue on the fuse element 17 and the hydraulic piston 3 to the gearbox side 10 transmitted the shift shaft.

Im Weiteren werden die Elemente zur Schaltkraftverstärkung beschrieben (2 und 3). In einer Bohrung innerhalb des schaltungsseitigen Teils 9 der Schaltwelle ist eine Betätigungsnadel 19 in dem Verschlussstück 15 verschiebbar gelagert. Auf der Betätigungsnadel 19 sind Scheiben 20 und 21 angeordnet, welche die Feder C2 einschließen. Die Scheibe 20 stützt sich axial gleichzeitig an der Betätigungsnadel 19 und dem Verschlussstück 15 ab. Die Scheibe 21 stützt sich axial gleichzeitig an der Betätigungsnadel 19 und dem schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle ab. Die Betätigungsnadel 19 wird somit axial im schaltungsseitigen Teil 9 der Schaltwelle mittels der Feder C2 in beiden Richtungen elastisch abgestützt.In the following, the elements for shifting force amplification are described ( 2 and 3 ). In a hole inside the circuit side part 9 the switching shaft is an actuating needle 19 in the closure piece 15 slidably mounted. On the actuating needle 19 are slices 20 and 21 arranged, which include the spring C2. The disc 20 supports itself axially at the same time on the actuating needle 19 and the closure piece 15 from. The disc 21 supports itself axially at the same time on the actuating needle 19 and the circuit side part 9 the shift shaft. The actuating needle 19 is thus axially in the circuit side part 9 the shift shaft elastically supported by the spring C2 in both directions.

In den Hydraulikkolben 3 ist eine Ventilhülse 22 eingesetzt und in diese ein Ventilschieber 23. In die Bohrung der Ventilhülse 22 sind Ringe 24 und 25 und zwei Federn C3 eingesetzt. Der Ring 24 stützt sich axial gegen den Hydraulikkolben 3 ab, und der Ring 25 stützt sich gegen einen zwischen der Ventilhülse 22 und der Schaltwelle 10 befindlichen Adapter 26 ab. Die Federn C3 zentrieren somit den Ventilschieber 23 axial in seiner Mittelstellung. Auf der Betätigungsnadel 19 ist axial eine Scheibe 27 befestigt. Zwischen der Scheibe 27 und dem Ventilschieber 23 sowie zwischen der Betätigungsnadel 19 und dem Ventilschieber 23 ist axial ein Spiel YN>=0 vorhanden (3).In the hydraulic piston 3 is a valve sleeve 22 used and in this a valve spool 23 , Into the bore of the valve sleeve 22 are rings 24 and 25 and two springs C3 used. The ring 24 supports itself axially against the hydraulic piston 3 off, and the ring 25 rests against one between the valve sleeve 22 and the shift shaft 10 located adapter 26 from. The springs C3 thus center the valve spool 23 axially in its middle position. On the actuating needle 19 is a disc axially 27 attached. Between the disc 27 and the valve spool 23 as well as between the actuating needle 19 and the valve spool 23 is there a game Y N > = 0 ( 3 ).

Bei einer Bewegung des schaltungsseitigen Teils 9 der Schaltwelle nach rechts oder nach links wird die Betätigungsnadel 19 mitgenommen, und nach einem zurückgelegten Weg YN wird der Ventilschieber 23 von der Betätigungsnadel 19 in der entsprechenden Bewegungsrichtung aus seiner Mittelstellung ausgelenkt. Die Federn C3 sind weicher als die Feder C2 ausgelegt. Wird die Schaltwelle in ihre Ruhestellung gebracht, wird der Ventilschieber 23 durch die beiden Federn C3 in der Ventilhülse 22 zentriert.With a movement of the circuit-side part 9 the shift shaft to the right or to the left becomes the actuating needle 19 taken along, and after a distance traveled Y N is the valve spool 23 from the actuating needle 19 deflected in the corresponding direction of movement from its center position. The springs C3 are designed to be softer than the spring C2. If the stem is brought to its rest position, the valve spool 23 through the two springs C3 in the valve sleeve 22 centered.

Die Ventilhülse 22 besitzt Ringkanäle A, B, C. E1, E2, F und G (3 und 5). Am Ringkanal D steht der Systemdruck ps. Wird der Ventilschieber 23 nach rechts ausgelenkt, strömt das Druckmittel vom Ringkanal D zum Ringkanal A und von dort durch radiale Bohrungen zum Druckraum 4. Dieser Druck wirkt auf die Kolbenfläche des Hydraulikkolbens 3 und verstärkt die Schaltkraft des Fahrers. Gleichzeitig strömt das Druckmittel vom Druckraum 5 durch radiale Bohrungen zum Ringkanal B und vom Ringkanal B zum Ringkanal E1 und von dort durch eine axiale Bohrung 28 zum Tank T. Der Druckraum 4 ist durch eine Bohrung 30 mit dem Ringkanal G verbunden. In der Bohrung 30 zwischen Druckraum 4 und Ringkanal G befindet sich eine Düse 31. Zwischen dem Ringkanal G und dem Tank T befindet sich eine Düse 32. Der Druck pa im Ringkanal G wirkt auf die rechte Kolbenringfläche 47 des Ventilschiebers 23 entgegengesetzt zur Kraft der Feder C2. Der Ventilschieber 23 wird durch den Druck pa gegen die Schaltbewegung nach links bewegt, die Betätigungsnadel 19 spannt die Feder C2, und der Durchfluss des Druckmittels zum Druckraum 4 wird unterbrochen. Durch entsprechende Auslegung der Kolbenfläche des Ventilschiebers 23 im Ringkanal G, der Feder C2 und der Düsen 31 und 32 kann die Kraftverstärkung des Systems eingestellt werden.The valve sleeve 22 has ring channels A, B, C. E1, E2, F and G ( 3 and 5 ). At the ring channel D is the system pressure p s . Will the valve spool 23 deflected to the right, the pressure medium flows from the annular channel D to the annular channel A and from there through radial bores to the pressure chamber 4 , This pressure acts on the piston surface of the hydraulic piston 3 and strengthens the driver's power. At the same time, the pressure medium flows from the pressure chamber 5 through radial bores to the annular channel B and from the annular channel B to the annular channel E1 and from there through an axial bore 28 to the tank T. The pressure room 4 is through a hole 30 connected to the annular channel G. In the hole 30 between pressure chamber 4 and annular channel G is a nozzle 31 , Between the annular channel G and the tank T is a nozzle 32 , The pressure p a in the annular channel G acts on the right piston ring surface 47 of the valve spool 23 opposite to the force of the spring C2. The valve spool 23 is moved by the pressure p a against the switching movement to the left, the actuating needle 19 clamps the spring C2, and the flow of the pressure medium to the pressure chamber 4 will be interrupted. By appropriate design of the piston surface of the valve spool 23 in the annular channel G, the Spring C2 and the nozzles 31 and 32 You can adjust the power gain of the system.

Wird der Ventilschieber 23 nach links ausgelenkt, strömt Gasdruckmittel vom Ringkanal D zum Ringkanal B und von dort durch radiale Bohrungen zum Druckraum 5. Dieser Druck wirkt auf die Kolbenfläche des Hydraulikkolbens 3 und verstärkt die Schaltkraft des Fahrers. Gleichzeitig strömt das Druckmittel vom Druckraum 4 durch radiale Bohrungen zum Ringkanal A und vom Ringkanal A zum Ringkanal E2 und von dort durch eine axiale Bohrung 29 zum Tank T. Der Druckraum 5 ist durch eine Bohrung 33 mit dem Ringkanal F verbunden. In der Bohrung 33 zwischen dem Druckraum 5 und dem Ringkanal F befindet sich eine Düse 34, und zwischen dem Ringkanal F und dem Tank befindet sich eine Düse 35. Der Druck pb wirkt auf die linke Kolbenringfläche 46 des Ventilschiebers 23 entgegengesetzt zur Kraft der Feder C2. Der Ventilschieber 23 wird durch den Druck pb gegen die Schaltbewegung nach rechts bewegt, die Betätigungsnadel 19 spannt die Feder C2, und der Durchfluss des Druckmittels im Druckraum 5 wird unterbrochen.Will the valve spool 23 deflected to the left, gas pressure medium flows from the annular channel D to the annular channel B and from there through radial bores to the pressure chamber 5 , This pressure acts on the piston surface of the hydraulic piston 3 and strengthens the driver's power. At the same time, the pressure medium flows from the pressure chamber 4 through radial bores to the annular channel A and from the annular channel A to the annular channel E2 and from there through an axial bore 29 to the tank T. The pressure room 5 is through a hole 33 connected to the annular channel F. In the hole 33 between the pressure room 5 and the annular channel F is a nozzle 34 , and between the annular channel F and the tank is a nozzle 35 , The pressure p b acts on the left piston ring surface 46 of the valve spool 23 opposite to the force of the spring C2. The valve spool 23 is moved by the pressure p b against the switching movement to the right, the actuating needle 19 clamps the spring C2, and the flow of the pressure medium in the pressure chamber 5 will be interrupted.

Durch entsprechende Auslegung der Kolbenfläche des Ventilschiebers im Ringkanal G, F, der Federn C2, C1, der Düsen 31, 32, 34 und 35 und deren Bohrungen kann die Kraftverstärkung des Systems eingestellt werden. Die Bohrungen der Düsen 32 und 35 können eine feste Größe haben oder im Betrieb stufenlos verstellbar sein. Das Druckmittel strömt durch eine Drehdurchführung in einer Bohrung 36 (4) des getriebeseitigen Teils 10 der Schaltwelle und von dort durch eine Bohrung 37 in den Ringkanal D. Der Adapter 26, der sich zwischen der Ventilhülse 22 und der Schaltwelle 10 befindet, bildet einen Vorratsraum 38, der mit Druckmittel voll gefüllt ist. Durch eine Öffnung 39 fließt das Druckmittel zum Tank. Der Vorratsraum 38 verhindert, dass bei einem Druckverlust oder, wenn vom Fahrer bei abgeschaltetem Motor ein Gangwechsel vorgenommen wird, Luft ins Ventil gelangt.By appropriate design of the piston surface of the valve spool in the annular channel G, F, the springs C2, C1, the nozzle 31 . 32 . 34 and 35 and their holes, the power gain of the system can be adjusted. The holes of the nozzles 32 and 35 can be a fixed size or infinitely adjustable during operation. The pressure medium flows through a rotary feedthrough in a bore 36 ( 4 ) of the transmission-side part 10 the shift shaft and from there through a hole 37 in the annular channel D. The adapter 26 that is between the valve sleeve 22 and the shift shaft 10 is located, forms a storage room 38 which is filled with pressure medium. Through an opening 39 the pressure fluid flows to the tank. The pantry 38 Prevents air from entering the valve in the event of a pressure drop or, if the driver is changing gear when the engine is switched off.

Als Hydraulikfluid für den Kraftverstärker kann das Getriebeöl des zugehörigen Getriebes verwendet werden.When Hydraulic fluid for the power amplifier can the gear oil of the associated Getriebes be used.

Abweichend von der in den Zeichnungen dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsform können die beiden Teile der Schaltwelle und deren Führung in dem Hydraulikkolben getauscht werden. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform ist der schaltungsseitige Teil der Schaltwelle direkt an den Hydraulikkolben gekoppelt, und der getriebeseitige Teil der Schaltwelle ist mit dem Hydraulikkolben axial verschiebbar, aber drehfest verbunden.deviant from that shown in the drawings and described above embodiment can the two parts of the shift shaft and their leadership in the hydraulic piston it will be exchanged. In this modified embodiment, the circuit side Part of the selector shaft coupled directly to the hydraulic piston, and the Transmission side part of the shift shaft is connected to the hydraulic piston axially displaceable, but rotatably connected.

11
Getriebegehäusegearbox
22
Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
33
Hydraulikkolbenhydraulic pistons
44
Druckraumpressure chamber
55
Druckraumpressure chamber
66
Dichtelement (Kolbendichtung)sealing element (Piston seal)
77
Dichtelemente (Stangendichtung)sealing elements (Rod seal)
88th
Führungselementeguide elements
99
schaltungsseitiger Teil der Schaltwellecircuit-side Part of the switching shaft
1010
getriebeseitiger Teil der Schaltwelletransmission-side Part of the switching shaft
1111
KugellaufbahnenBall races
1212
Kugelnroll
1313
Anschlagelementstop element
1414
Anschlagelementstop element
1515
Verschlussstückclosing piece
1616
Lagerkäfigbearing cage
1717
Sicherungselementfuse element
1818
Dichtungpoetry
1919
Betätigungsnadeloperating needle
2020
Scheibedisc
2121
Scheibedisc
2222
Ventilhülsevalve sleeve
2323
Ventilschiebervalve slide
2424
Ringring
2525
Ringring
2626
Adapteradapter
2727
Scheibedisc
2828
Bohrung zum Tankdrilling to the tank
2929
Bohrung zum Tankdrilling to the tank
3030
Bohrungdrilling
3131
Düsejet
3232
Düse (verstellbar)Nozzle (adjustable)
3333
Bohrungdrilling
3434
Düsejet
3535
Düse (verstellbar)Nozzle (adjustable)
3636
Bohrungdrilling
3737
Bohrungdrilling
3838
Vorratsraumpantry
3939
Öffnungopening
4040
Druckbehälterpressure vessel
4141
Rückschlagventilcheck valve
4242
Filterfilter
4343
Pumpepump
4444
E-MotorE-Motor
4545
Filterfilter
4646
linke Kolbenringflächeleft Piston Ring
4747
rechte Kolbenringflächeright Piston Ring
C1C1
Federfeather
C2C2
Federfeather
C3C3
Federfeather
A, B, D, E1, E2, F, GA, B, D, E1, E2, F, G
Ringkanäle annular channels
TT
Tanktank
YH Y is H
Spielgame
YN Y N
Spielgame

Claims (5)

Druckmittelbetätigter Kraftverstärker für die Handschaltung eines Fahrzeuggetriebes, umfassend eine mit einem Schaltstock und mit einem Getriebe gekuppelte Schaltwelle, die in ein schaltungsseitiges Teil (9) und in ein getriebeseitiges Teil (10) unterteilt ist, wobei das schaltungsseitige Teil (9) und das getriebeseitige Teil (10) begrenzt zueinander axial verschiebbar und mit einer Feder (C1) vorgespannt sind, einen Hydraulikzylinder (2) mit einem Hydraulikkolben (3), der mit dem getriebeseitigen Teil (10) starr verbunden ist, ein in dem Hydraulikkolben (3) begrenzt axial verschiebbar gelagerter Ventilschieber (23), der mit Federn (C2) in eine Mittelstellung vorgespannt ist, wobei der Ventilschieber (23) ein 3-Wegeventil bildet, das die vom Hydraulikzylinder (2) und vom Hydraulikkolben (3) begrenzten beiden Druckräume (4, 5) wechselweise mit einem Druckbehälter (14) oder mit einem drucklosen Vorratsbehälter (T) für ein Druckmedium verbindet oder ganz absperrt, und eine Betätigungsnadel (19), die mit dem schaltungsseitigen Teil (9) verbunden ist und eine Axialbohrung des Ventilschiebers (23) durchsetzt und gegenüber diesem begrenzt axial verschiebbar ist.Pressure-medium-actuated power amplifier for the manual transmission of a vehicle transmission, comprising a gearshift coupled to a gear shift and to a transmission, which in a circuit-side part ( 9 ) and in a transmission-side part ( 10 ), the circuit side part ( 9 ) and the transmission-side part ( 10 ) are limited to each other axially displaceable and biased by a spring (C1), a hydraulic cylinder ( 2 ) with a hydraulic piston ( 3 ) connected to the transmission-side part ( 10 ) is rigidly connected, one in the hydraulic piston ( 3 ) limited axially displaceably mounted valve spool ( 23 ), which is biased by springs (C2) in a central position, wherein the valve spool ( 23 ) forms a 3-way valve, which from the hydraulic cylinder ( 2 ) and the hydraulic piston ( 3 ) limited two pressure chambers ( 4 . 5 ) alternately with a pressure vessel ( 14 ) or with a non-pressurized reservoir (T) for a pressure medium or completely shuts off, and an actuating needle ( 19 ) connected to the circuit-side part ( 9 ) and an axial bore of the valve spool ( 23 ) and is limited axially displaceable relative to this. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltungsseitige Teil (9) mit dem getriebeseitigen Teil (19) drehfest verbunden ist.Power amplifier according to Claim 1, characterized in that the circuit-side part ( 9 ) with the transmission-side part ( 19 ) is rotatably connected. Kraftverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsnadel (19) in dem schaltungsseitigen Teil (9) axial begrenzt verschiebbar gelagert ist und sich über eine Feder (C2) an diesem Teil abstützt, wobei die sich an der Betätigungsnadel (19) abstützende Feder (C2) härter ist als die den Ventilschieber (23) in die Mittelstellung belastenden Federn (C3), und dass die beiden Druckräume (4, 5) mit zwei entgegengesetzt gerichteten Kolbenringflächen (46, 47) des Ventilschiebers (23) verbunden sind, derart, dass die durch das Druckmittel auf diese Kolbenringflächen ausgeübten Kräfte zu den auf den Hydraulikkolben (3) ausgeübten Kräften entgegengesetzt gerichtet sind.Power amplifier according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating needle ( 19 ) in the circuit side part ( 9 ) is axially slidably mounted and is supported by a spring (C2) on this part, wherein the at the actuating needle ( 19 ) supporting spring (C2) is harder than the valve spool ( 23 ) in the middle position stressing springs (C3), and that the two pressure chambers ( 4 . 5 ) with two oppositely directed piston ring surfaces ( 46 . 47 ) of the valve spool ( 23 ) are connected such that the forces exerted by the pressure medium on these piston ring surfaces to the forces on the hydraulic piston ( 3 ) are oppositely directed. Kraftverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenringflächen (46, 47) des Ventilschiebers (23) an Ringkanäle (F, G) des Hydraulikkolbens (3) angrenzen, die über Hydraulikleitungen (30, 33) mit den beiden Druckräumen (4, 5) verbunden sind.Power amplifier according to claim 3, characterized in that the piston ring surfaces ( 46 . 47 ) of the valve spool ( 23 ) to ring channels (F, G) of the hydraulic piston ( 3 ), which are connected via hydraulic lines ( 30 . 33 ) with the two pressure chambers ( 4 . 5 ) are connected. Kraftverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Ringkanäle (F, G) mit den beiden Druckräumen (4, 5) verbindenden Hydraulikleitungen (30, 33) Drosseldüsen (31, 34) angeordnet sind.Power amplifier according to claim 4, characterized in that in the annular channels (F, G) with the two pressure chambers ( 4 . 5 ) connecting hydraulic lines ( 30 . 33 ) Throttle nozzles ( 31 . 34 ) are arranged.
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