DE102007015149A1 - Schaltkraftunterstützungseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Bei einer Schaltkraftunterstützungseinrichtung zur fluidischen Schaltkraftunterstützung in Schaltgetrieben, mit einer Servoeinheit (12), die ein Servogehäuse (13) und ein im Servogehäuse (13) verschiebbar geführtes Antriebsglied (14) aufweist, das das Servogehäue (13) in mindestens zwei mittels Druckfluid beaufschlagbare Antriebskammern (15, 16) unterteilt und über ein Abtriebsteil (17) getriebeseitig anbindbar ist, wobei dem Antriebsglied ein Steuerventil (20) zugeordnet ist, das zur Fluidsteuerung zwei relativ zueinander verstellbare Ventilkomponenten (21, 22) aufweist, von denen eine erste Ventilkomponente (21) fest mit dem Antriebsglied (14) verbunden ist und eine zweite Ventilkomponente (22) relativ hierzu verstellbar und mit Schaltmitteln (23) koppelbar ist, wobei die Relativposition der beiden Ventilkomponenten (21, 22) zueinander die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern (15, 16) steuert, sitzt das Steuerventil außerhalb des Servogehäuses (13), wobei die erste Ventilkomponente (21) über ein aus dem Servogehäuse (13) herausgeführtes Kopplungsglied (19) mit dem Antriebsglied (14) gekoppelt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltkraftunterstützungseinrichtung zur fluidischen Schaltkraftunterstützung in Schaltgetrieben, mit einer Servoeinheit, die ein Servogehäuse und ein im Servogehäuse verschiebbar geführtes Antriebsglied aufweist, das das Servogehäuse in mindestens zwei mittels Druckfluid beaufschlagbare Antriebskammern unterteilt und über ein Abtriebsteil getriebeseitig anbindbar ist, wobei dem Antriebsglied ein Steuerventil zugeordnet ist, das zur Fluidsteuerung zwei relativ zueinander verstellbare Ventilkomponenten aufweist, von denen eine erste Ventilkomponente fest mit dem Antriebsglied verbunden ist und eine zweite Ventilkomponente relativ hierzu verstellbar und mit Schaltmitteln koppelbar ist, wobei die Relativposition der beiden Ventilkomponenten zueinander die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern steuert.
  • Aus der EP 1 108 166 A1 ist eine Schaltkraftunterstützungseinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der Steuerventil und Servoeinheit in einem Bauteil kombiniert sind. Es ist hier eine Unterstützungseinrichtung vorgesehen, die eine Steuerstange enthält, die über eine hydraulische Schalteinrichtung, einen Kabelzug oder über ein Schaltgestänge mit dem Schalthebel gekoppelt ist. Es ist hier eine Art Kolben-in-Kolben-Anordnung vorgesehen, mit einem ersten Kolben, der fest auf der Steuerstange sitzt und bei deren Axialbewegung mitbewegt wird, wodurch Druckfluid in eine Arbeitskammer gelangt, in der sich ein weiterer Kolben befindet, der durch den Fluiddruck dann verzögert nachwandert, wodurch eine fluidische Schaltkraftunterstützung bewirkt wird. Eine derartige Kolben-in-Kolben-Anordnung ist relativ aufwendig und mit relativ hohen Herstellungskosten verbunden.
  • In der vorgenannten Druckschrift ist ferner die Möglichkeit einer sogenannten "aufgelösten" Bauweise beschrieben, bei der Servoeinheit und Steuerventil getrennt voneinander sind. Details darüber, wie diese "aufgelöste" Bauweise verwirklicht ist, sind nicht offenbart.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltkraftunterstützungseinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und kostengünstig herzustellen ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schaltkraftunterstützungseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprächen dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße Schaltkraftunterstützungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuerventil außerhalb des Servogehäuses sitzt, wobei die erste Ventilkomponente über ein aus dem Servogehäuse herausgeführtes Kopplungsglied mit dem Antriebsglied gekoppelt ist.
  • Die erfindungsgemäße Schaltkraftunterstützungseinrichtung ist also im Vergleich zu der doch recht aufwendigen Kolben-in-Kolben-Anordnung aus dem vorerwähnten Stand der Technik doch wesentlich einfacher aufgebaut und lässt sich daher kostengünstiger herstellen. Es ist eine einfache Systemabstimmung und Einstellung möglich, da das Steuerventil außerhalb des Servogehäuses liegt und daher viel einfacher zugänglich ist. Beispielsweise ist es möglich, durch Austausch einzelner Ventilkomponenten eine schnellere oder langsamere Schaltkraftunterstützung zu ermöglichen. Die Schaltkraftunterstützungseinrichtung besitzt gute Schalthaptik, hohe Dynamik und geringe Schalthysterese.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Steuerventil als Schieberventil ausgebildet, mit einem zur ersten Ventilkomponente gehörenden Basisteil und einem hierzu in axialer Richtung verschiebbaren, zur zweiten Ventilkomponente gehörenden Ventilschieberelement, wobei zwischen Basisteil und Ventilschieber eine im Wesentlichen parallel zur Einrichtungs-Längsachse vorgesehene Dichtfläche ausgebildet ist. Ein solches Schieberventil zeichnet sich durch einen geringen Platzbedarf aus, insbesondere falls Basisteil und Schieberelement scheibenartig ausgebildet und übereinander verlagerbar sind. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, ein Sitzventil zu verwenden.
  • Das insbesondere scheibenartige Basisteil kann Basis-Öffnungen aufweisen, während das insbesondere scheibenartige Ventilschieberelement Schieberelement-Öffnungen besitzen kann, wobei bei entsprechender Relativstellung zwischen Basisteil und Ventilschieberelement bestimmte Basis-Öffnungen mit bestimmten Schieberelement-Öffnungen korrespondieren, um eine Fluidbeaufschlagung einer der beiden Antriebskammern zu ermöglichen, oder keine der Basis-Öffnungen mit keiner der Schieberelement-Öffnungen korrespondiert, wodurch die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern gesperrt ist.
  • Die Ventilkomponenten können derart ausgebildet sind, dass die Relativbewegung von Basisteil und Ventilschieberelement in einer parallel zur Einrichtungslängsachse liegenden x-Richtung und/oder in einer senkrecht hierzu ausgerichteten y-Richtung und/oder in einer beliebigen in der xy-Ebene liegenden Richtung und/oder durch relative Drehbewegung zwischen Basisteil und Ventilschieberelement möglich ist, wodurch zur Fluidbeaufschlagung einer der Arbeitskammern je nach Bedarf verschiedene Öffnungsquerschnitte zwischen den Basis-Öffnungen und den Schieberelement-Öffnungen freischaltbar sind. Es können hier also nach Bedarf unterschiedliche Überdeckungsquerschnitte zwischen den beiderseitigen Öffnungen freigegeben werden. Dadurch ist es möglich, die Dämpfungscharakteristik der Schaltkraftunterstützungseinrichtung zu variieren, insbesondere gezielt an unterschiedliche Schaltgetriebe oder an verschiedene Schaltbedingungen innerhalb eines Schaltgetriebes anzupassen. Beispielsweise ist es möglich, dass die Schaltkraftunterstützung mit schnellerer oder langsamerer Unterstützungsgeschwindigkeit oder mit größerer oder kleinerer Unterstützungskraft erfolgt.
  • Es ist möglich, dass zwischen Basisteil und Ventilschieberelement eine keramische Dichtfläche ausgebildet ist. Bei einer derartigen sogenannten "harten" Abdichtung, die im Wesentlichen durch direkten Kontakt zwischen Basisteil und Ventil schieberelement, – gegebenenfalls unter Zwischenlage von Dichtfett, – erfolgt, ist ein separates Dichtelement nicht mehr notwendig.
  • In besonders bevorzugter Weise sind Basisteil und Ventilschieberelement jeweils von wenigstens einer Keramikscheibe gebildet. Ein derartiges Ventil lässt sich auch als Keramikventil bezeichnen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind Basisteil und/oder Ventilschieberelement lösbar mit den jeweils zugeordneten Ventilkomponenten verbunden. Dadurch können diese Bauteile bei Bedarf ausgetauscht werden, insbesondere durch solche ersetzt werden, deren Öffnungen Öffnungsquerschnitte besitzen. Dadurch lässt sich die Geschwindigkeit, mit der Fluid zu den Antriebskammern gelangt steuern. Dadurch lässt sich die Unterstützungsgeschwindigkeit der Schaltkraftunterstützungseinrichtung einstellen, wodurch letztendlich die Schaltgeschwindigkeit gesteuert wird. Die Öffnungsquerschnitte werden insbesondere durch die Wahl geeigneter Öffnungskonturen variiert.
  • Es ist möglich, dass eine mit dem Servogehäuse verbundene, insbesondere schienenartige Führungseinrichtung zur linearen Führung der ersten Ventilkomponente vorgesehen ist. Dadurch kann die erste Ventilkomponente zusätzlich zur Führung durch das Antriebsglied an einer zweiten Stelle geführt werden, was die Bewegungsstabilität erhöht.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei der Servoeinheit um einen doppeltwirkenden, fluidbetätigten Arbeitszylinder, bei dem Antriebsglied um einen Antriebskolben und bei dem Kopplungsglied um eine dem Antriebskolben zugeordnete Kolbenstange des Antriebsglieds. Es ist möglich, als Servoeinheit einen Mehrstellungszylinder mit mehr als zwei Arbeitskammern zu verwenden.
  • In besonders bevorzugter Weise ist ein Abschaltventil zum Absperren der Fluidzufuhr zum Steuerventil vorgesehen. Dadurch kann das System fluidisch totgeschaltet werden, wenn bestimmte Zustände gegeben sind, zum Beispiel Fehler, die eine Schädigung des Schaltgetriebes hervorrufen würden. Zweckmäßigerweise bleibt eine manuelle Schaltbetätigung jedoch erhalten. Das Abschaltventil kann beispielsweise in ein Gehäuse der ersten Ventilkomponente integriert werden.
  • Es ist möglich, ein einstellbares Regelventil, insbesondere Druckregelventil, zur Einstellung bestimmter Fluidzustände, insbesondere Arbeitsdrücke, in der Schaltkraftunterstützungseinrichtung vorzusehen. Durch das Regelventil kann auch die Abschaltfunktion zum Absperren der Fluidzufuhr durchgeführt werden. Bei Verwendung eines Druckregelventils ist es möglich bestimmte Arbeitsdrücke und/oder bestimmte Druckschwellwerte vorzugeben. Das Regelventil kann beispielsweise in ein Gehäuse der ersten Ventilkomponente integriert werden.
  • Es ist möglich, dass die Fluidführung zwischen Steuerventil und Servoeinheit mittels separater, beispielsweise biegeflexibler Fluidleitungen und/oder im insbesondere hohlkörperartigen Koppelglied und/oder in der schienenartigen Führungseinrichtung durchgeführt wird.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Positionserfassungseinrichtung zur Positionserfassung des Antriebsglieds vorgesehen. Die Positionserfassung kann mittels Positionssensoren durchgeführt werden, wodurch dann die Anwesenheit beziehungsweise Abwesenheit des Antriebsglieds an einer bestimmten Stelle detektiert werden kann. Alternativ ist eine Wegmesseinrichtung einsetzbar, mit der eine Wegkennlinie für das Antriebsglied ermittelt werden kann.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltkraftunterstützungseinrichtung,
  • 2 eine Seitenansicht der Schaltkraftunterstützungseinrichtung von 1,
  • 3 einen Schnitt durch die Schaltkraftunterstützungseinrichtung von 1 entlang der Linie III-III in 1,
  • 4 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X aus 2 und
  • 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y aus 3 mit schematischer Darstellung der Ventilart.
  • Die 1 bis 4 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 zur fluidischen Schaltkraftunterstützung in Schaltgetrieben. Die Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 weist eine Servoeinheit 12 in Form eines doppeltwirkenden, fluidbetätigten Arbeitszylinders auf. Es kann hier ein Standard-Arbeitszylinder eingesetzt werden, was den Aufbau der Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 vereinfacht und dessen Herstellungskosten niedrig hält. Die Servoeinheit 12 besitzt ein Servogehäuse 13 und ein im Servogehäuse 13 verschiebbar geführtes Antriebsglied 14 in Form eines Antriebskolbens. Das Antriebsglied 14 unterteilt das Servogehäuse 13 in zwei mittels Druckfluid beaufschlagbare Antriebskammern 15, 16. Bevorzugterweise wird als Druckfluid Druckluft verwendet.
  • Wie insbesondere in 3 dargestellt, sitzt das Antriebsglied 14 auf einem stangenartigen Abtriebsteil 17, das seinerseits aus dem Servogehäuse 13 herausgeführt und mit einer Getriebekomponente 18 des Schaltgetriebes verbunden ist. Dem Antriebsglied 14 ist ferner ein Kopplungsglied 19 in Form einer Kolbenstange zugeordnet. Das Kopplungsglied 19 sitzt in bevorzugter Weise ebenfalls auf dem Abtriebsteil 17. Das Kopplungsglied 19 ist an der dem Abtriebsteil 17 gegenüberliegenden Stirnseite des Servogehäuses 13 aus diesem herausgeführt und ist mit einem Steuerventil 20 gekoppelt.
  • Dieses insbesondere in 4 dargestellte Steuerventil 20 weist zur Fluidsteuerung zwei relativ zueinander verstellbare Ventilkomponenten 21, 22 auf, von denen eine erste Ventilkomponente 21 fest mit dem Antriebsglied 14 verbunden ist und eine zweite Ventilkomponente 22 relativ hierzu verstellbar und mit Schaltmitteln 23 koppelbar ist. Die Schaltmittel 23 sind wiederum mit dem Schalthebel (nicht dargestellt) verbun den. Als Schaltmittel wird in bevorzugter Weise ein Kabel- oder Seilzug verwendet. Besonders zweckmäßig ist eine Bowdenzugschaltung. Prinzipiell wäre es jedoch möglich, den Schalthebel und die zweite Ventilkomponente 22 mittels eines Schaltgestänges oder mittels einer hydraulischen Unterstützungsvorrichtung zu verbinden.
  • Die Anbindung der ersten Ventilkomponente 21 an das Kopplungsglied 19 erfolgt über eine Schaltscheibe 24, die am Ende des Kopplungsglieds 19 befestigt ist, wobei ein Teil ihres Randbereichs fest mit der Unterseite der insbesondere quaderartig ausgebildeten ersten Ventilkomponente 21 verbunden ist. Eine mittels Fluiddruck erzeugte Bewegung des Antriebsglieds 14 wird also über das Kopplungsglied 19 und die Schaltscheibe 24 auf die erste Ventilkomponente 21 übertragen. Es ist ferner noch eine Führungseinrichtung 25 vorgesehen, die sich parallel zur Einrichtungs-Längsachse 26 erstreckt und zusätzlich zur Führung der ersten Ventilkomponente 21 dient, wobei die Führungseinrichtung 25 mit der Stirnseite des Servogehäuses 13 verbunden ist. Bevorzugterweise handelt es sich bei der Führungseinrichtung um eine Führungsschiene, an der die erste Ventilkomponente 21 insbesondere nach dem Nut- und Federprinzip (1) geführt ist. Zwischen der ersten Ventilkomponente 21 und dem Servogehäuse 13 verlaufen der einen oder der anderen Antriebskammer 15, 16 zugeordnete Fluidleitungen 40.
  • Das Steuerventil 20 ist insgesamt als Schieberventil ausgebildet, mit einem an der Unterseite eines Grundkörpers der ersten Ventilkomponente 21 angeordneten Basisteil 27 in Form einer Keramikscheibe und einem hierzu in axialer Richtung verschiebbaren, an der Oberseite eines Basiskörpers 31 der zweiten Ventilkomponente 22 angeordneten Ventilschieberelement 28, ebenfalls in Form einer Keramikscheibe. Die scheibenartige Ausbildung von Basisteil 27 und Ventilschieberelement 28 ermöglicht eine relativ geringe Bauhöhe des gesamten Steuerventils 20. Zwischen Basisteil 27 und Ventilschieberelement 28 befindet sich eine keramische Dichtfläche 50, die eine "harte" Abdichtung zwischen diesen beiden Teilen ermöglicht, ohne dass ein separates Dichtelement notwendig ist. Bevorzugterweise befindet sich zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Seiten von Basisteil 27 und Ventilschieberelement 28 lediglich Dichtfett.
  • Das als Keramikscheibe ausgebildete Basisteil 27 besitzt Basis-Öffnungen 29, während das ebenfalls als Keramikscheibe ausgebildete Ventilschieberelement 28 Schieberelement-Öffnungen 30 besitzt. Bei entsprechender Relativstellung zwischen Basisteil 27 und Ventilschieberelement 28 korrespon dieren bestimmte Basis-Öffnungen 29 mit bestimmten Schieberelement-Öffnungen 30, wodurch eine Fluidbeaufschlagung einer der beiden Antriebskammern 15, 16 ermöglicht ist, oder es korrespondiert keine der Basis-Öffnungen 29 mit keiner der Schieberelement-Öffnungen 30, wodurch die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern 15, 16 gesperrt ist. Die Antriebskammern 15, 16 können jeweils über das hohlkörperartig ausgestaltete Koppelglied 19 entlüftet werden. Sowohl die Basis-Öffnungen 29 als auch die Schieberelement-Öffnungen 30 haben einen bestimmten Öffnungsquerschnitt, der insbesondere durch eine besondere Öffnungskontur, beispielsweise in Form eines Dreiecks oder eines Rechtecks o. dgl., gebildet ist. Diese Öffnungsquerschnitte bestimmen die Geschwindigkeit, mit der Fluid zu den Antriebskammern 15, 16 gelangt, wodurch die Unterstützungsgeschwindigkeit der Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 vorgegeben wird. Dadurch lässt sich also im Endeffekt die Schaltgeschwindigkeit einstellen.
  • Basisteil und Ventilschieberelement 27, 28 sind lösbar mit den zugeordneten Ventilkomponenten 21, 22 verbunden, sodass diese bei Bedarf gegen ein Basisteil beziehungsweise Ventilschieberelement 27, 28 mit anderen Öffnungsquerschnitten ausgetauscht werden können. Durch die Wahl geeigneter Öffnungsquerschnitte lässt sich also die Schaltgeschwindigkeit ganz individuell auf den jeweiligen Anwendungsfall einstellen.
  • Die zweite Ventilkomponente 22 besitzt einen Basiskörper 31, der hohlkörperartig ausgebildet ist und auch als Kupplungsgehäuse bezeichnet werden kann. Am vorderen Ende des Basiskörpers 31 befindet sich eine Schnittstelle 32, an der die Schaltmittel 23 angekoppelt sind. Der Basiskörper 31 beherbergt eine Schiebeführung 33, auf der der Basiskörper 31 und somit die gesamte zweite Ventilkomponente 22 relativ zur ersten Ventilkomponente 21 in axialer Richtung linear verschieblich geführt ist. In der Ausgangsstellung besteht zwischen der zweiten Ventilkomponente 22 und der Schaltscheibe 24 ein Spalt 60.
  • Die Schiebeführung 33 ihrerseits weist ein Führungsglied 34 auf, das fest mit dem Ende des Kopplungsglieds 19 verbunden ist. Bevorzugterweise wird als Führungsglied 34 eine Schraube verwendet, die durch die Schaltscheibe 24 hindurch in das hohlkörperartig ausgebildete Kopplungsglied 19 eingeschraubt ist. Auf dem Führungsglied 34 sitzt eine Führungshülse 35, auf der der Basiskörper 31 der zweiten Ventilkomponente entlanggleiten kann. Die Führungshülse 35 stößt einenends an die Schaltscheibe 24 an, während sie andernends mit einer Lagerscheibe 36 in Kontakt ist, die ihrerseits zwischen der Führungshülse 35 und einem Kopf 37 des Führungsglieds 34 angeordnet ist. An dieser Lagerscheibe 36 stützt sich beiderseits jeweils eine Zentrierfeder ab, die sich andererseits am Basiskörper 31 abstützt und dafür sorgt, dass die zweite Ventilkomponente 22 ohne Einwirkung einer Schaltbewegung zentriert in einer nachfolgend näher beschriebenen Mittelstellung verharrt. Bevorzugterweise sind die Zentrierfedern als Blattfedern ausgebildet.
  • An der ersten Ventilkomponente 21 sitzt ferner noch ein Abschaltventil 38, mit dem die Fluidzufuhr zum Steuerventil 20 abgesperrt werden kann. Alternativ ist es möglich, dass das Abschaltventil in das Gehäuse der ersten Ventilkomponente integriert ist. Dadurch ist es möglich, die Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 fluidisch totzuschalten, sodass keine Unterstützungswirkung eintritt. Diese ist insbesondere dann sinnvoll, wenn bestimmte Zustände gegeben sind, die eine Schädigung des Schaltgetriebes hervorrufen würden. Eine manuelle Schaltbetätigung bleibt aber erhalten. Außerdem kann das Abschaltventil auch als zusätzliche Sicherheit dienen, das heißt, das Abschaltventil muss zunächst geöffnet werden, bevor die Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 in Betrieb genommen werden kann.
  • Am Servogehäuse 13 befindet sich ferner noch eine Positionserfassungseinrichtung 39, mit der die Position des Antriebsglieds 14 ermittelt werden kann. Dadurch ist beispielsweise überprüfbar, ob sich das Antriebsglied 14 bei Einleitung der Schaltbewegung auch tatsächlich bewegt hat. Beispielsweise könnte ein Fehler dahingehend auftreten, dass das Steuerventil gar nicht geschaltet hat und keine der beiden Antriebskammern 15, 16 mit Fluid beaufschlagt wird, wodurch sich dann natürlich das Antriebsglied 14 nicht bewegt. Die Positionserfassungseinrichtung kann wenigstens zwei Positionssensoren aufweisen, beispielsweise in Form von Näherungsschaltern, von denen einer der einen Endstellung und der andere der anderen Endstellung des Antriebsglieds 14 zugeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass die Positionserfassungseinrichtung eine Wegmesseinrichtung aufweist, mit der sich eine Wegkennlinie des Antriebsglieds 14 ermitteln lässt.
  • Um die Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 zu aktivieren, wird zunächst das Abschaltventil 38 geöffnet. Die Schaltkraftunterstützungseinrichtung 11 befindet sich zunächst in der Ruhestellung, das heißt, das Ventilschieberelement 28 der zweiten Ventilkomponente 22 befindet sich in seiner Mittelstellung, in der keine der Basis-Öffnungen am Basisteil 27 mit einer der Schieberelement-Öffnungen 30 am Ventilschiebe relement 28 korrespondiert, wodurch die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern 15, 16 gesperrt ist.
  • Wird nun durch Betätigen des Schalthebels über die Schaltmittel eine Schaltbewegung auf die zweite Ventilkomponente 22 ausgeübt, so bewegt sich dieses vor oder zurück, wodurch das Ventilschieberelement 28 relativ zum Basisteil 27 in eine seiner Endstellungen verlagert wird. In dieser Endstellung korrespondieren bestimmte Basis-Öffnungen 29 am Basisteil 27 mit bestimmten Schieberelement-Öffnungen 30 des Ventilschieberelements 28, sodass wahlweise eine der beiden Antriebskammern 15, 16 mit Fluid, insbesondere Druckluft, beaufschlagt wird. Wird die zweite Ventilkomponente 22 beispielsweise von der Schaltscheibe 24 wegbewegt, so erfolgt eine Fluidbeaufschlagung der hinteren Antriebskammer 16. Wird die zweite Ventilkomponente 22 hingegen auf die Schaltscheibe 24 zubewegt, so erfolgt die Fluidbeaufschlagung der vorderen Antriebskammer 15.
  • Die Fluidbeaufschlagung einer der Antriebskammern 15, 16 bewirkt eine Bewegung des Antriebsglieds 14 in Schaltrichtung, wodurch das Antriebsglied 14 und die mit diesem über das Kopplungsglied 19 und die Schaltscheibe 24 verbundene erste Ventilkomponente 21 der zweiten Ventilkomponente 22 in Schaltrichtung nachlaufen. Dadurch wird eine fluidische, insbesondere pneumatische Schaltkraftunterstützung erzeugt, die über das Abtriebsteil 17 auf die Getriebekomponente 18 übertragen wird. Die vom Benutzer vorgenommene Schaltbewegung wird also fluidisch, insbesondere pneumatisch, unterstützt, wodurch der gewählte Gang leichtgängig eingelegt werden kann.
  • Am Ende der Schaltbewegung befinden sich erste und zweite Ventilkomponenten 21, 22 wieder in derselben Relativstellung wie anfangs zueinander. Das heißt, das Ventilschieberelement 28 befindet sich in der Mittelstellung und die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern ist gesperrt. Beim Einlegen des nächsten Ganges wiederholt sich der vorstehend erwähnten Ablauf.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1108166 A1 [0002]

Claims (14)

  1. Schaltkraftunterstützungseinrichtung zur fluidischen Schaltkraftunterstützung in Schaltgetrieben, mit einer Servoeinheit (12), die ein Servogehäuse (13) und ein im Servogehäuse (13) verschiebbar geführtes Antriebsglied (14) aufweist, das das Servogehäuse (13) in mindestens zwei mittels Druckfluid beaufschlagbare Antriebskammern (15, 16) unterteilt und über ein Abtriebsteil (17) getriebeseitig anbindbar ist, wobei dem Antriebsglied (14) ein Steuerventil (20) zugeordnet ist, das zur Fluidsteuerung zwei relativ zueinander verstellbare Ventilkomponenten (21, 22) aufweist, von denen eine erste Ventilkomponente (21) fest mit dem Antriebsglied (14) verbunden ist und eine zweite Ventilkomponente (22) relativ hierzu verstellbar und mit Schaltmitteln (23) koppelbar ist, wobei die Relativposition der beiden Ventilkomponenten (21, 22) zueinander die Fluidbeaufschlagung der Antriebskammern (15, 16) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) außerhalb des Servogehäuses (13) sitzt, wobei die erste Ventilkomponente (21) über ein aus dem Servogehäuse (13) herausgeführtes Kopplungsglied (19) mit dem Antriebsglied (14) gekoppelt ist.
  2. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (20) als Schieberventil ausgebildet ist, mit einem zur ersten Ventilkomponente (21) gehörenden Basisteil (27) und einem hierzu wenigstens in axialer Richtung verschiebbaren, zur zweiten Ventilkomponente (22) gehörenden Ventilschieberelement (28), wobei zwischen Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) eine im Wesentlichen parallel zur Einrichtungs-Längsachse (26) vorgesehene Dichtfläche (50) ausgebildet ist.
  3. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) scheibenartig ausgebildet sind und jeweils Basis-Öffnungen (29) beziehungsweise Schieberelement-Öffnungen (30) aufweisen, wobei bei entsprechender Relativstellung zwischen Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) bestimmte Basis-Öffnungen (29) mit bestimmten Schieberelement-Öffnungen (30) zur Fluidbeaufschlagung einer der beiden Antriebskammern (15, 16) korrespondieren, oder keine der Basis-Öffnungen (29) mit keiner der Schieberelement-Öffnungen (30) korrespondiert, wodurch die Fluidzufuhr zu den Antriebskammern (15, 16) gesperrt ist.
  4. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkomponenten (21, 22) derart ausgebildet sind, dass die Relativbewegung von Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) in einer parallel zur Einrichtungslängsachse (26) liegenden x-Richtung und/oder in einer senkrecht hierzu ausgerichteten y-Richtung und/oder in einer beliebigen in der xy-Ebene liegenden Richtung und/oder durch relative Drehbewegung zwischen Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) möglich ist, wodurch zur Fluidbeaufschlagung einer der Arbeitskammern je nach Bedarf verschiedene Öffnungsquerschnitte zwischen den Basis-Öffnungen (29) und den Schieberelement-Öffnungen (30) freischaltbar sind.
  5. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) ausgebildete Dichtfläche (50) keramisch ist.
  6. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Basisteil (27) und Ventilschieberelement (28) jeweils von wenigstens einer Keramikscheibe gebildet sind.
  7. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Basisteil (27) und/oder Ventilschieberelement (28) lösbar mit den jeweils zugeordneten Ventilkomponenten (21, 22) verbunden sind.
  8. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine parallel zur Einrichtungs-Längsachse (26) verlaufende, insbesondere schienenartige Führungseinrichtung (25) zur linearen Führung der ersten Ventilkomponente (21) vorgesehen ist.
  9. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Servoeinheit (12) um einen doppeltwirkenden, fluidbetätigten Arbeitszylinder, bei dem Antriebsglied (14) um einen Antriebskolben und bei dem Kopplungsglied um eine dem Antriebskolben zugeordnete Kolbenstange handelt.
  10. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschaltventil (38) zum Absperren der Fluidzufuhr zum Steuerventil (20) vorgesehen ist.
  11. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschaltventil (38) in ein Gehäuse der ersten Ventilkomponente (21) integriert ist.
  12. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einstellbares Regelventil, insbesondere Druckregelventil, zur Einstellung bestimmter Fluidzustände, insbesondere Arbeitsdrücke, in der Schaltkraftunterstützungseinrichtung (11) vorgesehen ist.
  13. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidführung zwischen Steuerventil (20) und Servoeinheit (12) mittels separater Fluidleitungen und/oder im insbesondere hohlkörperartigen Koppelglied und/oder in der schienenartigen Führungseinrichtung vorgesehen ist.
  14. Schaltkraftunterstützungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionserfassungseinrichtung (39) zur Positionserfassung des Antriebsglieds (14) vorgesehen ist.
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