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Die
Erfindung betrifft eine Getriebestellvorrichtung mit einem Stellzylinder
und einem Controller, wobei dem Stellzylinder eine Kolbenstange
mit einem bezüglich
der Kolbenstange beweglichen und einem bezüglich der Kolbenstange unbeweglichen Kolben
zugeordnet ist, und wobei der bezüglich der Kolbenstange bewegliche
Kolben durch eine Druckbeaufschlagung zumindest einer ersten Wirkfläche des
beweglichen Kolbens an einen Anschlag fahrbar ist.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stellzylinders
einer Getriebestellvorrichtung, wobei dem Stellzylinder eine Kolbenstange
mit einem bezüglich
der Kolbenstange beweglichen und einem bezüglich der Kolbenstange unbeweglichen
Kolben zugeordnet ist, und wobei der bezüglich der Kolbenstange bewegliche
Kolben durch eine Druckbeaufschlagung zumindest einer ersten Wirkfläche des
beweglichen Kolbens an einen Anschlag fahrbar ist.
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Getriebestellvorrichtungen
werden sowohl bei manuellen als auch automatischen Schaltgetrieben
eingesetzt, um einen Schaltvorgang beziehungsweise einen Gangwechsel
eines Getriebes zu ermöglichen.
Insbesondere bei Automatikgetrieben weisen derartige Getriebestellvorrichtungen häufig so
genannte Stellungszylinder beziehungsweise Stellzylinder auf, mittels
denen der Schaltvorgang letztendlich bewirkt wird. Derartige Stellzylinder
mit drei oder vier Schaltstellungen und Verfahren zur Ansteuerung
solcher Stellzylinder sind beispielsweise aus den dem Stand der
Technik angehörenden
Dokumenten
US 2575982
A1 und der
DE
1977298 U bekannt. Den Stellzylindern ist überlicherweise
eine Kolbenstange mit einem bezüglich
der Kolbenstange beweglichen und einem bezüglich der Kolbenstange unbeweglichen
Kolben zugeordnet, die der Einfachheit halber nachstehend auch als "beweglicher" und "unbeweglicher" Kolben bezeichnet
werden. Die Kolbenstange ist dabei in unterschiedliche Schaltstellungen
bewegbar. Die Ansteuerung der Stellzylinder erfolgt üblicherweise
pneumatisch über
Magnetventile. Die Stellzylinder werden insbesondere bei Automatikgetrieben
von einem Controller über
Magnetventile angesteuert. Diese veranlassen herkömmlicherweise zumindest
eine Druckbeaufschlagung, beispielsweise auf eine Wirkfläche des
beweglichen Kolbens, sowie einen Druckabbau. Dadurch wird die Kolbenstange
in eine bestimmte beziehungsweise gezielte Schaltstellung bewegt.
Die Wirkfläche
des entsprechenden Kolbens kann beispielsweise eine in Bewegungsrichtung
der Kolbenstange beziehungsweise des bewegbaren Kolbens projizierte
Fläche
des Kolbens sein.
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Beim
Stand der Technik kann der Fall auftreten, dass sich die Kolbenstange
eines Stellzylinders bei Einleitung eines Stellvorgangs der Kolbenstange zeitweise
in undefi nierten Zuständen
beziehungsweise in nicht fixierten Zuständen befindet. Dieser Fall tritt
beispielsweise dann auf, wenn der bezüglich der Kolbenstange bewegliche
Kolben einen zur Positionierung und Stützung des beweglichen Kolbens
vorgesehen Anschlag noch nicht angefahren hat, der bezüglich der
Kolbenstange unbewegliche Kolben jedoch bereits die gezielte Stellung
erreicht hat, aber sich nicht in Anlage mit dem unbeweglichen Kolben befindet.
Dieser undefinierte Zustand kann zu erhöhten Schaltzeiten insbesondere
bei Automatikgetrieben führen,
was im Allgemeinen zu vermeiden ist.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die gattungsgemäße Getriebestellvorrichtung und
das gattungsgemäße Verfahren
zu Ansteuerung des Stellzylinders derart weiterzubilden, dass die Schaltzeiten
bei Getrieben gering gehalten werden und insbesondere undefinierte
Zustände
der Kolbenstange vermieden werden.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass der Controller dazu ausgelegt ist,
zur Einleitung eines Stellvorgangs eine Druckbeaufschlagung der
ersten Wirk fläche
des beweglichen Kolbens zu bewirken, bevor eine Druckbeaufschlagung
von zumindest einer weiteren Wirkfläche erfolgt. Dabei können die
weiteren Wirkflächen
sowohl dem beweglichen als auch dem unbeweglichen Kolben angehören. Dadurch
wird in vorteilhafterweise erreicht, dass der bewegliche Kolben
den Anschlag erreicht, bevor der unbewegliche Kolben die vorgesehene
beziehungsweise gezielte Stellung erreicht. Somit kann der bewegliche,
mit dem Anschlag in Anlage befindliche Kolben den unbeweglichen
Kolben zur Fixierung in der gezielten Stellung der Kolbenstange
stützen.
Dadurch wird ein undefinierter Zustand der Kolbenstange verhindert,
wodurch kürzere Schaltzeiten
erreicht werden. Diese Art der gezielten Druckbeaufschlagung kann
sowohl bei symmetrischen als auch bei asymmetrischen Ausführungen der
Stellzylinder vorgenommen werden. Bei der symmetrischen Ausführung des
Stellzylinders bewegt sich die Kolbenstange, bei der der bewegliche
Kolben als Schleppkolben ausgebildet ist, beispielsweise bei gleichzeitiger
Ansteuerung der Magnetventile in Mittelstellung. Um die Kolbenstange
anschließend schnell
aus der Mittelstellung bewegen zu können, muss die Druckbeaufschlagung
zunächst
von den Wirkflächen
des beweglichen und unbeweglichen Kolbens abgebaut werden. Darauf
folgend wird wieder eine Druckbeaufschlagung vorgenommen. Wird die
Druckbeaufschlagung jedoch in der Mittelstellung abgebaut, führt dies
dazu, dass die Kolbenstange nicht mehr pneumatisch verriegelt ist.
Bei unterschiedlich schnellem Druckabbau bewegt sich die Kolbenstange
undefiniert. Dies hat hohe Anforderungen an den Gleichlauf der Magnetventile
zur Folge. Zudem benötigt
der symmetrisch aufgebaute Stellzylinder ein relativ großes Volumen.
Beim Schalten von einer mittleren Stellung in die Endlagen des Kolbens muss
daher ein vergleichsweise großes
Totraumvolumen befüllt
werden. Insbesondere bei pneumatischen Systemen hat dies in der
Regel eine erhöhte Schaltdauer
zur Folge. Daher wird die Verwendung von asymmetrisch ausgebildeten
Stellzylindern oftmals bevorzugt. Insbesondere ist die gezielte
Druckbeaufschlagung bei schaltzeitkritischen Zylindern vorteilhaft,
da bei Automatikgetrieben bei bestimmten Schaltstellungen der Kolbenstange
kurze Schaltzeiten notwendig sind. Somit stellt die gezielte Druckbeaufschlagung
eine geeignete Maßnahme
zum Erreichen von kurzen beziehungsweise verringerten Schaltzeiten
dar. Eine weitere Maßnahme,
um die Schaltzeiten zu verringern, ist darüber hinaus die Verringerung
des Totraumvolumens. Das heisst, die zur jeweiligen Druckbeaufschlagung
notwendige Druckluftmenge soll so gering wie möglich gehalten werden.
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Die
erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
kann in vorteilhafterweise derart weitergebildet sein, dass die
Kolbenstange eine ausgefahrene, eine mittlere und eine eingefahrene
Stellung einnehmen kann. Diese Stellungen können zum Beispiel verschiedenen
Schaltgassen eines Getriebes zugeordnet sein.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
derart ausgeführt
sein, dass der bezüglich der
Kolbenstange bewegliche Kolben eine zweite Wirkfläche aufweist,
und dass der bezüglich
der Kolbenstange unbewegliche Kolben eine erste und eine zweite
Wirkfläche
aufweist. Anhand der Ausgestaltung der Wirkflächen wird die asymmetrische
oder symmetrische Ausbildung des Stellzylinders festgelegt.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
bevorzugt derart ausgeführt sein,
dass der Controller dazu ausgelegt ist, zum Verfahren der Kolbenstange
von der ausgefahrenen in die mittlere Stellung zunächst die
erste Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange beweglichen Kolbens und dann die erste Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
Dadurch bewegt sich der bewegliche Kolben zunächst zur Anlage mit dem Anschlag.
Dann bewegt sich der unbewegliche Kolben zur Anlage an den beweglichen
Kolben, wodurch die gezielte Stellung der Kolbenstange sichergestellt
ist. Ebenso wird ein undefinierter Zustand vermieden.
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Ebenso
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
so weitergebildet werden, dass der Controller dazu ausgelegt ist,
zum Verfahren der Kolbenstange von der eingefahrenen in die mittlere
Stellung zunächst
die erste Wirkfläche
des bezüglich
der Kolbenstange beweglichen Kolbens und dann die erste Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
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Des
Weiteren kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
derart ausgeführt
sein, dass der Controller dazu ausgelegt ist, zum Verfahren der Kolbenstange
von der mittleren in die ausgefahrene Stellung zunächst die
erste Wirkfläche
des bezüglich der
Kolbenstange beweglichen Kolbens und dann die zweite Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen. Der
bewegliche Kolben wird dadurch zunächst an den Anschlag gefahren.
Anschließend
wird der unbewegliche Kolben weg von dem beweglichen Kolben bewegt.
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Die
erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
kann in vorteilhafterweise so weitergebildet sein, dass der Controller
dazu ausgelegt ist, zum Verfahren der Kolbenstange von der mittleren
in die eingefahrene Stellung zunächst
die erste Wirkfläche
des bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
Somit bewegt der unbewegliche Kolben den beweglichen Kolben mit
in die eingefahrene Stellung.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
so weitergebildet sein, dass der bewegliche Kolben maximal eine
vorbestimmte Strecke zwischen dem Anschlag und einem weiteren Anschlag
bewegbar ist, wobei der bewegliche Kolben weiterhin bezüglich dem
unbeweglichen Kolben die vorbestimmte Strecke bewegbar ist. Diese
Ausführungsform
ist besonders von Vorteil, wenn ein Stellzylinder für vier Schaltstellungen
konstruktiv modifiziert und mit lediglich drei Schalt stellungen
betrieben wird. Asymmetrische Stellzylinder beziehungsweise eine
asymmetrische Ausführung
der Kolben besitzen den Vorteil, dass nur eine Montagerichtung notwendig
ist. Jedoch sind bei diesem Prinzip die in einer Bewegungsrichtung
hohe Kraft und das damit verbundene große Volumen (hohe Schaltzeiten)
von Nachteil. Symmetrische Kolben hingegen müssen insbesondere bei der Montage
von zwei Seiten zugänglich
sein und haben daher vor allem von der mittleren Stellung in die
Endlagen ein vergleichsweise großes Totraumvolumen. Vorteilhaft
ist hier die bei beispielsweise bei Klauengetrieben geforderte Kraftverteilung
bei den jeweiligen Schaltstellungen. Daher ist es besonders vorteilhaft,
wenn ein Vierstellungszylinder als Dreistellungszylinder betrieben
wird und so ausgelegt ist, dass er jeweils die Vorteile der symmetrischen
und asymmetrischen Ausbildung des Stellzylinders verbindet. Dies
erfordert lediglich geringe konstruktive Maßnahmen wie beispielsweise
die Auslegung der Wirkfläche
der Kolben. Beispielsweise kann das Totraumvolumen und der Bauraum
für den
als Dreistellungszylinder verwendeten Vierstellungszylinder bei
im Vergleich zu einem symmetrischen Kolben ähnlichen Kräfteverhältnissen reduziert werden.
Hiermit können
insbesondere die Vorteile beider Stellzylinderarten ausgenutzt werden,
nämlich
ein reduziertes Totraumvolumen, eine einseitige Montage, auf Klauengetriebe
optimierte Schaltkräfte,
kleine Gesamtvolumina etc. Dadurch wird das System robuster, ein Gleichlauf
der Magnetventile ist nicht zwingend erforderlich. Ebenso ermöglicht das
verringerte Zylindervolumen den Verzicht auf die kostspielige Boostertechnologie
beziehungsweise vorgesteuerte Magnetventile. Ebenso konnen auch
mit direkt geschalteten Magnetventilen kurze Schaltzeiten bei einem
Dreistellungszylinder realisiert werden.
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Ebenso
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
so ausgeführt
werden, dass der Controller dazu ausgelegt ist, zum Verfahren der
Kolbenstange von der ausgefahrenen in die mittlere Stellung zunächst die
zweite Wirkfläche
des bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
Dadurch sind der bewegliche und unbewegliche Kolben maximal voneinander beabstandet,
wobei der bewegliche Kolben gegen den Anschlag fährt.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
derart weitergebildet sein, dass der Controller dazu ausgelegt ist,
zum Verfahren der Kolbenstange von der eingefahrenen in die mittlere Stellung
zunächst
die erste Wirkfläche
des bezüglich der
Kolbenstange beweglichen Kolbens und dann die erste Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
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Auch
ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
so auszubilden, dass der Controller dazu ausgelegt ist, zum Verfahren
der Kolbenstange von der mittleren in die ausgefahrene Stellung
zunächst
die erste Wirkfläche
des bezüglich der
Kolbenstange beweglichen Kolbens und dann die zweite Wirkfläche des
bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
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Die
erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
kann derart weitergebildet werden, dass der Controller dazu ausgelegt
ist, zum Verfahren der Kolbenstange von der mittleren in die eingefahrene
Stellung zunächst
die erste Wirkfläche
des bezüglich
der Kolbenstange unbeweglichen Kolbens mit Druck zu beaufschlagen.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung
so ausgeführt
sein, dass die Kolbenstange eine ausgefahrene, eine erste mittlere, eine
zweite mittlere und eine eingefahrene Stellung einnehmen kann.
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In
diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Getriebestellvorrichtung derart
weitergebildet wird, dass der Controller dazu ausgelegt ist, die
Kolbenstange nur in drei Stellungen zu bewegen. Somit kann beispielsweise
ein Vierstellungszylinder als reiner Dreistellungszylinder verwendet
werden.
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Darüber hinaus
kann die Getriebestellvorrichtung so ausgeführt werden, dass Dämpfungsbleche
zumindest teilweise an oder vor den Wirkflächen des beweglichen und unbeweglichen
Kolbens zur Anschlagdämpfung
beziehungsweise Stoßdämpfung vorgesehen
sind. Die Dämpfungsbleche
können
dabei so an den jeweiligen Kolben angeordnet sein, dass diese ausschließlich über die
Dämpfungsbleche mit
dem anderen Kolben oder Gehäuseanschlägen in Berührung kommen
können.
Dadurch wird eine effektive Anschlagdämpfung bewirkt. Beispielsweise können im
Getriebe bewegte Massen auch im Getriebegehäuse abgebremst werden. Das
heißt,
die Anschläge
beziehungsweise Stöße bei bewegten
Kolbenstangen sind im Getriebe. Unter Umständen kann es vorkommen, dass
durch Verschleiß und
ungünstigen
Toleranzen die Anschläge
beziehungsweise Stöße im Getriebesteller
auftreten. Hierin besteht der Vorteil des Einsatzes von Dämpfungsblechen,
da die entstehenden Stöße gedämpft werden.
Bei geeigneter Konstruktion und Auslegung der Dämpfungsbleche lassen sich harte
Anschläge
beziehungsweise Stöße soweit
dämpfen,
dass kein schädlicher
Einfluss auf die restlichen Komponenten, beispielsweise einer Elektronik
der Stelleinrichtung oder des Getriebes, entsteht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Ansteuerung eines Stellzylinders einer Getriebestellvorrichtung
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass zur Einleitung eines Stellvorgangs
eine Druckbeaufschlagung der ersten Wirkfläche des beweglichen Kolbens
vorgenommen wird, bevor eine Druckbeaufschlagung von zumindest einer
weiteren Wirkfläche
vorgenommen wird. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
erläuterten
Eigenschaften und Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur
Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden Ausführungen im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
verwiesen wird.
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Sinngemäß kann das
erfindungsgemäße Verfahren
analog zu den vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
weitergebildet werden. Daher gelten sinngemäß auch für jene analogen Weiterbildungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die vorstehend erwähnten
Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung, wobei
zur Vermeidung von Wiederholungen auch diesbezüglich auf die entsprechenden
Ausführungen im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
verwiesen wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Stellzylinder der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
in vereinfachter Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 einen
Stellzylinder der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
in vereinfachter Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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3 den
Stellzylinder von 2 in modifizierter Ausführung.
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1 zeigt
einen Stellzylinder 10 der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
in vereinfachter Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Der Stellzylinder 10 weist
eine Kolbenstange 28 auf, die mit einem nicht dargestellten
und nicht näher
interessierenden Getriebe eines Kraftfahrzeugs mittelbar oder unmittelbar
mechanisch gekoppelt ist. Weiterhin wird die Kolbenstange 28 von
einem Gehäuse 14 und einem
das Gehäuse 14 schließenden Gehäusedeckel 12 drehbar
gelagert. Das Gehäuse 14 ist
in diesem Fall zylindrisch ausgebildet und umfasst einen kleindurchmessrigen
und einen großdurchmessrigen Abschnitt.
Dadurch wird ein Anschlag 40 ausgebildet. An beziehungsweise
um die Kolbenstange 28 sind ein bezüglich der Kolbenstange 28 beweglicher
und ein bezüglich
der Kolbenstange 28 unbeweglicher Kolben 16 und 22 angeordnet,
welche der Einfachheit halber nachstehend als "beweglicher" und "unbeweglicher" Kolben 16 und 22 bezeichnet
werden. Der bewegliche Kolben 16 ist so ausgeführt, dass
er zwischen dem Anschlag 40 und einem Gehäusedeckelanschlag 42 des
Gehäusedeckels 12 entlang
der Kolbenstange 28 frei bewegbar ist. Darüber hinaus weist
der bewegliche Kolben 16 eine erste Wirkfläche 18,
die in der 1 der rechten Kolbenstirnfläche entspricht,
und eine zweite Wirkfläche 20,
die in der 1 der linken Kolbenstirnfläche entspricht,
auf. Ebenso weist der unbewegliche Kolben 22 eine erste Wirkfläche 26,
welche der linken Kolbenstirnfläche entspricht,
und eine zweite Wirkfläche 24,
welche der rechten Kolbenstirnfläche
entspricht, auf. Die erste Wirkfläche 26 des unbeweglichen
Kolbens 22 und das Gehäuse 14 bilden
eine erste Druckkammer 38 aus. Weiterhin bilden die zweite
Wirkfläche 24 des unbeweglichen
Kolbens 22, die zweite Wirkfläche 20 des beweglichen
Kolbens 16 und das Gehäuse 14 eine
zweite Druckkammer 36 aus. Schließlich bilden die erste Wirkfläche 18 des
beweglichen Kolbens 16, das Gehäuse 14 und der Gehäusedeckel 12 eine
dritte Druckkammer 34 aus. Diese Druckkammern sind jeweils
fluiddicht abgedichtet. Die erste, zweite und dritte Druckkammer 38, 36, 34 sind
jeweils mit Magnetventilen 30 verbunden, durch die die
Druckkammern 38, 36, 34 jeweils mit einem
Druck beaufschlagbar sind oder durch die jeweils eine Druckabfuhr
veranlasst wird. Die Magnetventile 30 sind jeweils mit
einem Controller 32 gekoppelt, der die Ansteuerung der
jeweiligen Magnetventile 30 durchführt. Damit sind die Druckkammern 38, 36 und 34 jeweils
von dem entsprechenden Magnetventil 30 derart mit Druck
beaufschlagbar, dass die Kolbenstange 28 drei unterschiedliche
Stellungen einnehmen kann, und zwar eine ausgefahrene Stellung (nach
links in 1), eine mittlere Stellung (wie
in 1 gezeigt) und einen eingefahrene Stellung (nach
rechts in 1). Dies wird nachstehend ausführlich erläutert.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist der Controller 32 ausgelegt, der zur Einleitung eines
Stellvorgangs wie folgt verfährt:
Um
die Kolbenstange 28 von der mittleren Stellung zu der eingefahrenen
Stellung zu bewegen, steuert der Controller 32 das mit
der ersten Druckkammer 38 in Verbindung stehende Magnetventil 30 an.
Dadurch wird die erste Druckkammer 38 mit Druck beaufschlagt,
wodurch der unbewegliche Kolben 22 zusammen mit der Kolbenstange 28 nach
rechts in 1 bewegt werden. Dadurch wird
ebenso der bewegliche Kolben 16 mitbewegt und berührt schließlich den
Gehäusedeckelanschlag 42.
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Damit
die Kolbenstange 28 von der mittleren Stellung zu der ausgefahrenen
Stellung bewegt wird, steuert der Controller 32 zunächst das
mit der dritten Druckkammer 34 in Verbindung stehende Magnetventil 30 an.
Zeitlich verzögert
wird dann das mit der zweiten Druckkammer 36 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert. Dadurch bewegt sich der
bewegliche Kolben 16 bis zu dem Anschlag 40. Anschließend bewegt
sich der unbewegliche Kolben nach links in 1. Da der
bewegliche Kolben 16 fest gegen den Anschlag 40 gedrückt ist,
kann ausreichend Druck in der Druckkammer 36 aufgebaut werden,
so dass sich der unbewegliche Kolben zur ausgefahrenen Stellung
bewegen kann.
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Um
die Kolbenstange 28 von der eingefahrenen Stellung zur
mittleren Stellung zu bewegen, steuert der Controller 32 zunächst das
mit der dritten Druckkammer 34 in Verbindung stehende Magnetventil 30 an.
Zeitlich verzögert
wird dann das mit der ersten Druckkammer 38 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert. Dadurch bewegt sich
der bewegliche Kolben 16 bis zum Anschlag 40,
wobei der unbewegliche Kolben 22 mitbewegt wird.
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Die
Kolbenstange 28 kann von der ausgefahrenen Stellung zur
mittleren Stellung bewegt werden, indem zunächst das mit der dritten Druckkammer 34 in
Verbindung stehende Magnetventil 30 angesteuert. Dadurch
bewegt sich der bewegliche Kolben 16 zunächst bis
zur Anlage an dem Anschlag 40. Dann wird das mit der ersten
Druckkammer 38 in Verbindung stehende Magnetventil 30 angesteuert,
wodurch sich der unbewegliche Kolben 22 bis zur Anlage
an den beweglichen Kolben 16 bewegt.
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Als
nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Einfachheit halber werden
dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechende beziehungsweise gleichwertige Elemente des zweiten
Ausführungsbeispiels
mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Weiterhin werden zur Vermeidung
etwaiger Wiederholungen lediglich die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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2 zeigt
einen Stellzylinder 10 der erfindungsgemäßen Getriebestellvorrichtung
in vereinfachter Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall wird ein üblicher
Stellungszylinder mit vier Schaltpositionen verwendet, der jedoch
konstruktiv derart angepasst ist, dass dessen Kolbenstange 28 lediglich
drei unterschiedliche Stellungen einnehmen kann. Neben den vorstehend
beschriebenen Elementen weist die Kolbenstange 28 dieses Ausführungsbeispiels
einen Absatz 44 auf. Anstelle des beweglichen Kolbens 16 ist
ein Schleppkolben 46 um die Kolbenstange 28 vorgesehen,
der bezüglich
der Kolbenstange 28 beweglich gelagert ist. Der Schleppkolben 46 umfasst
einen ersten Anschlagabschnitt 48, der mit dem Absatz 44 der
Kolbenstange 28 in Anlage bringbar ist. Weiterhin umfasst
der Schleppkolben 46 einen zweiten Anschlagabschnitt 50,
der mit dem Gehäusedeckelanschlag 42 in
Anlage bringbar ist. Konstruktiv ist vorgesehen, dass die Strecke,
die der Schleppkolben 46 maximal zwischen dem Anschlag 40 und
dem Gehäusedeckelanschlag 42 bewegbar
ist, der Strecke entspricht, die der Schleppkolben 46 bezüglich dem
unbeweglichen Kolben 22 maximal bewegbar ist. Die Strecke,
die der Schleppkolben 46 bezüglich des unbeweglichen Kolbens 22 maximal
bewegbar ist, wird dabei beispielsweise durch die Lage des Absatzes 44 an
der Kolbenstange 28, der Positionierung des unbeweglichen Kolbens 22,
der konstruktiven Ausgestaltung der Kolben 46, 22 vorgegeben,
wie aus 2 ersichtlich ist.
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Um
einen Stellvorgang einzuleiten, steuert der Controller 32 zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Magnetventile 30 im Betrieb wie folgt an:
Um die
Kolbenstange 28 von der mittleren Stellung zu der eingefahren
Stellung zu bewegen, wird das mit der ersten Druckkammer 38 in
Verbindung stehende Magnetventil 30 angesteuert. Dadurch
bewegt sich der unbewegliche Kolben 22 bis zur Anlage mit
dem Schleppkolben 46.
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Die
Kolbenstange 28 wird von der mittleren Stellung in die
ausgefahrene Stellung zu bewegt, indem zunächst das mit der dritten Druckkammer 34 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert wird. Dadurch bewegt
sich der Schleppkolben 46 bis zur Anlage mit dem Anschlag 40.
Dann wird das mit der zweiten Druckkammer 36 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert, so dass sich der
unbewegliche Kolben 22 bewegt, bis sich der Absatz 44 der
Kolbenstange 28 mit dem ersten Anschlagabschnitt 48 des
Schleppkolbens 46 in Anlage befindet.
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Damit
die Kolbenstange 28 von der eingefahrenen Stellung zu der
mittleren Stellung bewegt wird, wird zunächst das mit der dritten Druckkammer 34 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert. Dadurch bewegt sich
der Schleppkolben 46 bis zur Anlage mit dem Anschlag 40.
Dann wird das mit der ersten Druckkammer 38 in Verbindung
stehende Magnetventil 30 angesteuert, so dass sich der unbewegliche
Kolben 22 bis zur Anlage mit dem Schleppkolben 46 bewegt.
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Schließlich kann
die Kolbenstange 28 von der ausgefahrenen Stellung zu der
mittleren Stellung bewegt werden, wenn der Controller das mit der zweiten
Druckkammer 36 in Verbindung stehende Magnetventil 30 angesteuert.
Dadurch wird der Schleppkolben 46 gegen den Absatz 44 der
Kolbenstange 28 gedrückt
und bewegt sich so lange weiter, bis der zweite Anschlagabschnitt 50 des
Schleppkolbens 46 zur Anlage mit dem Gehäusedeckelanschlag 42 gelangt.
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3 zeigt
den Stellzylinder 10 von 2 in modifizierter
Ausführung.
Aus Gründen
der übersichtlichkeit
sind insbesondere nur die Elemente mit Bezugszeichen versehen, die
gegenüber
denen von 2 modifiziert wurden. Der Stellzylinder 10 von 3 unterscheidet
sich von dem Stellzylinder 10 von 2 insbesondere
darin, dass an dem unbeweglichen Kolben 22 und an dem Schleppkolben 46 jeweils
Dämpfungsbleche 52 angeordnet
beziehungsweise angebracht sind.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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- 10
- Stellzylinder
- 12
- Gehäusedeckel
- 14
- Gehäuse
- 16
- beweglicher
Kolben
- 18
- erste
Wirkfläche
des beweglichen Kolbens
- 20
- zweite
Wirkfläche
des beweglichen Kolbens
- 22
- unbeweglicher
Kolben
- 24
- zweite
Wirkfläche
des unbeweglichen Kolbens
- 26
- erste
Wirkfläche
des unbeweglichen Kolbens
- 28
- Kolbenstange
- 30
- Magnetventil
- 32
- Controller
- 34
- dritte
Druckkammer
- 36
- zweite
Druckkammer
- 38
- erste
Druckkammer
- 40
- Anschlag
- 42
- Gehäusedeckelanschlag
- 44
- Kolbenstangenabsatz
- 46
- Schleppkolben
- 48
- erster
Anschlagabschnitt des Schleppkolbens
- 50
- zweiter
Anschlagabschnitt des Schleppkolbens
- 52
- Dämpfungsblech