DE102011088240A1 - Stellzylinderanordnung - Google Patents

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DE102011088240A1
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Radoje Prijovic
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1409Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with two or more independently movable working pistons

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellzylinderanordnung (1) für mindestens vier Stellpositionen (I, II, III, IV), umfassend einen Zylinder (2), einen im Zylinder (2) aufgenommenen Hauptkolben (3) mit einer aus dem Zylinder (2) herausragenden Kolbenstange (3a), einen relativ zum Hauptkolben (3) verschiebbaren Schwimmkolben (4), einen ersten Druckraum (D1) sowie einen zweiten Druckraum (D2), welche jeweils mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind, sowie zwei Schaltventile (V1, V2), durch welche der Ein- und Auslass des Druckmediums steuerbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stellzylinderanordnung für mindestens vier Stellpositionen.
  • In der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 10 2011 005 680.7 ist eine Schaltzylinderanordnung für vier Schaltpositionen offenbart. In einem Zylinder, welcher zwei als Schultern ausgebildete Anschläge aufweist, sind ein Hauptkolben mit Kolbenstange sowie zwei Schwimmkolben axial verschiebbar angeordnet. Es sind vier Druckräume mit vier Schaltventilen vorgesehen, welche den Einlass und den Auslass eines Druckmediums steuern. Die vier Schaltstellungen des Hauptkolbens werden rein hydraulisch oder pneumatisch angesteuert und gehalten – Federelemente zur Abstützung der Kolben sind nicht vorgesehen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik, bezweckt die Erfindung eine weitere Vereinfachung und Verbesserung einer Stellzylinderanordnung.
  • Gemäß Patentanspruch 1 unterscheidet sich die Erfindung gegenüber dem Gegenstand der älteren Anmeldung im Wesentlichen dadurch, dass nur zwei Druckräume vorgesehen sind, für welche lediglich zwei Ventile zur Steuerung des Druckmediums benötigt werden. Die vier Stellpositionen können daher mit nur zwei Ventilen erreicht werden, wodurch die Stellzylinderanordnung vereinfacht und in ihren Kosten reduziert wird.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind der Hauptkolben und der Schwimmkolben über Kraftspeicher gegenüber dem Zylinder abstützbar. Die Kraftspeicher sind vorzugsweise als Druckfedern ausgebildet. Damit kann zumindest eine Stellposition ohne Beaufschlagung mit einem Druckmedium, d. h. ohne externe Energiezufuhr gehalten werden.
  • Nach einer ersten besonderen Ausführungsform weist der Hauptkolben ein zylindrisches Führungselement auf, auf welchem der vorzugsweise als Ringkolben ausgebildete Schwimmkolben gleitend angeordnet ist. Der Schwimmkolben bildet einen variablen Anschlag für den Hauptkolben bzw. das mit dem Hauptkolben verbundene zylindrische Führungselement, welches gleichzeitig als Anschlagelement wirkt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Zylinder einen ersten Zylinderabschnitt geringeren Durchmessers und einen zweiten Zylinderabschnitt größeren Durchmessers auf, wobei beide Zylinderabschnitte durch eine Schulter abgesetzt sind. Die Schulter bildet einen Anschlag für den Schwimmkolben.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der erste Druckraum durch den Zylinder und den Hauptkolben begrenzt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Druckraum durch den Schwimmkolben und den Zylinder begrenzt. Der erste und der zweite Druckraum befinden sich somit an entgegengesetzten Enden des Zylinders.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Hauptkolben und dem Schwimmkolben ein ringförmiger Ausgleichsraum angeordnet, welcher über einen Kanal im Führungselement mit dem zweiten Druckraum in Strömungsverbindung steht. Damit kann das Druckmedium bei Relativbewegungen zwischen Hauptkolben und Schwimmkolben in den Ausgleichsraum einströmen oder aus dem Ringraum ausströmen. Der Ausgleichsraum kann auch als Druckraum für eine Verschiebung des Hauptkolbens genutzt werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schwimmkolben über eine erste Druckfeder (Kraftspeicher) belastet, welche sich am Zylinder abstützt und im zweiten Druckraum angeordnet ist. Der Schwimmkolben wird somit durch Federkraft an den Anschlag im Zylinder gedrückt und in dieser Position gehalten.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptkolben über eine zweite Druckfeder (Kraftspeicher), welche sich im ersten Druckraum befindet, gegenüber dem Zylinder abgestützt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der Hauptkolben und der Schwimmkolben über eine dritte Druckfeder (Kraftspeicher) gegeneinander abgestützt. Durch geeignete Auslegung der Federkennlinien der ersten, der zweiten und der dritten Druckfeder kann damit eine stabile Stellposition des Hauptkolbens gehalten werden, ohne dass ein Druckmedium zugeführt wird, d. h. ohne Energiezufuhr von außen. Damit wird der Energieverbrauch für den Betrieb des Stellzylinders reduziert.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Druckraum eine erste Ein- und Auslassöffnung und der zweite Druckraum eine zweite Ein- und Auslassöffnung auf, welche jeweils in der Wand des Zylinders angeordnet sind. Die Ein- und Auslassöffnungen stehen jeweils über Druckleitungen mit einem Schaltventil in Verbindung, welches den Ein- und Auslass des Druckmediums steuert.
  • Nach einer zweiten besonderen Ausführungsform ist der Schwimmkolben als Zwischenzylinder ausgebildet, welcher gleitend in einem Hauptzylinder angeordnet ist und in sich den Hauptkolben aufnimmt. Der Hauptkolben ist somit im Zwischenzylinder verschiebbar, welcher seinerseits gegenüber dem Hauptzylinder verschiebbar ist.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenzylinder einen Zwischenzylinderboden sowie eine Stirnwand mit einer Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange auf. Der Zwischenzylinderboden dient auch als Anschlag für den Hauptkolben. Die Kolbenstange wird durch die Stirnwand nach außen geführt und ist gegenüber dem Zwischenzylinder abgedichtet.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Stirnwand des Zwischenzylinders und dem Hauptzylinder ein erster Druckraum ausgebildet. Damit kann der Zwischenzylinder bei Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes innerhalb des Hauptzylinders verschoben werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Hauptkolben und dem Zwischenzylinderboden ein zweiter Druckraum ausgebildet. Damit kann der Hauptkolben gegenüber dem Zwischenzylinder bei Druckbeaufschlagung verschoben werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind im Hauptzylinder eine erste und eine zweite Ein- und Auslassöffnung angeordnet, die jeweils in Strömungsverbindung mit dem ersten und dem zweiten Druckraum stehen. Somit können beide Druckräume von außen mit einem Druckmedium beaufschlagt werden, wobei der Zufluss und der Abfluss des Druckmediums in den Druckraum und aus dem Druckraum jeweils über dieselbe Öffnung verläuft. Der Zufluss und Abfluss wird über je ein Schaltventil gesteuert; es werden also nur zwei Ventile benötigt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenzylinder einen Zylinderabschnitt auf, welcher mit dem Hauptzylinder einen Ringspalt bildet und im Bereich des zweiten Druckraumes einen Durchbruch aufweist. Damit wird erreicht, dass der zweite Druckraum im Zwischenzylinder auch bei Verschiebung des Zwischenzylinders und des Durchbruches gegenüber dem Hauptzylinder ständig in Strömungsverbindung mit der zweiten Ein- und Auslassöffnung im Hauptzylinder steht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Hauptkolben gegenüber der Stirnwand des Zwischenzylinders über eine erste Druckfeder (Kraftspeicher) abstützbar. Damit wird bei entlüftetem zweiten Druckraum eine Rückstellung des Hauptkolbens innerhalb des Zwischenzylinders erreicht. Der Hauptkolben wird dabei auf Anschlag gegen den Zwischenzylinderboden gefahren.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Zwischenzylinder über eine zweite Druckfeder (Kraftspeicher) gegenüber dem Hauptzylinder abgestützt. Damit wird erreicht, dass der Zwischenzylinder bei entlüftetem ersten Druckraum gegen die Stirnwand des Hauptzylinders zurückgestellt wird.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenzylinder einen zylindrischen oder rohrförmigen Ansatz auf der Seite des Zwischenzylinderbodens auf. Dieser Ansatz dient einerseits als Anschlag des Zwischenzylinders gegenüber dem Boden des Hauptzylinders und andererseits zur Führung der zweiten Druckfeder.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Stellzylinder als Wählzylinder in einem automatisierten Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge betrieben oder verwendet. Der Wählzylinder hat die Aufgabe, in dem Schaltgetriebe die gewünschte Schaltgasse zu wählen, also beispielsweise die Schaltgasse für den ersten und den zweiten Gang oder die Schaltgasse für den dritten und vierten Gang. Die Schaltung der Gänge erfolgt nach Wahl der Schaltgasse durch einen separaten Zylinder, den so genannten Schaltzylinder. Da der Stellzylinder vier Stellpositionen anfahren kann, können vier Schaltgassen für eine entsprechende Zahl von Vorwärts- und Rückwärtsgängen gewählt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen als Wählzylinder ausgebildeten Stellzylinder mit vier Wählpositionen (Schaltgassen),
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen als Wählzylinder ausgebildeten Stellzylinder mit vier Schaltpositionen (Schaltgassen),
  • 3 den Wählzylinder gemäß 2 in der Position II (Schaltgasse 1/2),
  • 4 den Wählzylinder gemäß 2 in der Position I (Schaltgasse R/C),
  • 5 den Wählzylinder gemäß 2 in der Wählposition III (Schaltgasse 3/4) und
  • 6 den Wählzylinder gemäß 2 in der Wählposition IV (Schaltgasse 5/6).
  • 1 zeigt eine Stellzylinderanordnung 1, wobei der Stellzylinder bevorzugt als Wählzylinder für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges verwendbar ist. Die Wählzylinderanordnung 1, im Folgenden kurz Wählzylinder 1 genannt, erlaubt vier Wählpositionen, welche mit I, II, III, IV gekennzeichnet sind und für die Schaltgassen R/C; 1/2, 3/4, 5/6 stehen. Der Großbuchstabe R steht für einen Rückwärtsgang und der Großbuchstabe C für einen Kriechgang. Der Wählzylinder 1 ist somit Teil einer Schalteinrichtung eines automatisierten Schaltgetriebes.
  • Der Wählzylinder 1 umfasst einen Zylinder 2, einen Hauptkolben 3 und einen Schwimmkolben 4. Der Zylinder 2 weist eine Zylinderwand mit einem ersten Zylinderabschnitt 2a geringeren Durchmessers und einen zweiten Zylinderabschnitt 2b größeren Durchmessers auf, wobei beide Zylinderabschnitte 2a, 2b durch eine Schulter 2c gegeneinander abgesetzt sind und einen Anschlag für den Schwimmkolben 4 bilden. Der Zylinder 2 weist ferner einen stirnseitig angeordneten geschlossenen Zylinderboden 2d sowie eine durchbrochene Stirnwand 2e auf. Der Kolben 3 ist einerseits mit einer nach außen durch die Stirnwand 2e hindurchgeführte Kolbenstange 3a und andererseits mit einem stufenförmig abgesetzten zylindrischen Führungselement 3b verbunden, auf welchem der Schwimmkolben 4 gleitend angeordnet ist. Das Führungselement 3b weist eine Stirnfläche 3c, welche als Anschlag gegenüber dem Zylinderboden 2d fungiert, und einen Absatz 3d auf, welcher als Anschlag gegenüber dem Schwimmkolben 4 fungiert. Zwischen dem Schwimmkolben 4 und dem Zylinderboden 2d ist ein als Druckfeder F1 ausgebildeter Kraftspeicher angeordnet, welcher den Schwimmkolben 4 gegen die Schulter 2c drückt. Ein zweiter als Druckfeder F2 ausgebildeter Kraftspeicher ist zwischen dem Hauptkolben 3 und der Stirnwand 2e angeordnet, und ein dritter als Druckfeder F3 ausgebildeter Kraftspeicher ist zwischen dem Hauptkolben 3 und dem Schwimmkolben 4 angeordnet. Zwischen der Stirnwand 2e und dem Hauptkolben 3 ist ein erster ringförmiger Druckraum D1 angeordnet, welcher mit einer Ein- und Auslassöffnung 5 im Zylinder 2 in Strömungsverbindung steht. Zwischen dem Schwimmkolben 4 und dem Zylinderboden 2d ist ein zweiter Druckraum D2 angeordnet, welcher mit einer zweiten Ein- und Auslassöffnung 6 in Strömungsverbindung steht. Zwischen dem Hauptkolben 3 und dem Schwimmkolben 4 sowie dem ersten Zylinderabschnitt 2a und dem zylinderförmigen Führungselement 3b ist ein ringförmiger Ausgleichsraum 7 angeordnet, welcher über einen Strömungskanal 8 in Strömungsverbindung mit dem zweiten Druckraum D2 steht. Der Hauptkolben 3 sowie der Schwimmkolben 4 sind durch nicht mit Bezugszahlen versehene Dichtelemente gegenüber den Zylinderwandungen 2a, 2b sowie dem Führungselement 3b abgedichtet. Der erste Druckraum D1 und der zweite Druckraum D2 können über die erste bzw. die zweite Ein- und Auslassöffnung 5, 6 mit einem flüssigen oder gasförmigen Druckmedium beaufschlagt werden, wobei der Zufluss und der Abfluss des Druckmediums über schematisch dargestellte Schaltventile, nämlich ein erstes Schaltventil V1 und ein zweites Schaltventil V2, erfolgt. Außerhalb des Zylinderabschnittes 2a ist ein Wegsensor 9 zur Erfassung und Rückmeldung der Position des Kolbens 3 angeordnet.
  • Im Folgenden wird die Funktion des Wählzylinders 1 beschrieben. Bei der Darstellung in 1 befindet sich der Hauptkolben 3 bzw. die Kolbenstange 3a in der Wählposition II, welche der Schaltgasse für den ersten und den zweiten Gang entspricht. In dieser Position sind der erste Druckraum D1 und der zweite Druckraum D2 drucklos, d. h. der Hauptkolben 3 wird in seiner dargestellten Position lediglich durch die erste, die zweite und die dritte Druckfeder F1, F2, F3 gehalten. Diese Wählposition, die für die nachfolgenden Wählpositionen als Ausgangsposition gilt, bedarf also keiner Zufuhr von Fremdenergie in Form eines Druckmediums.
  • Die Wählposition III, welche der Schaltgasse für den dritten und den vierten Gang entspricht, wird durch eine Verschiebung des Hauptkolbens 3 in der Zeichnung nach rechts, und zwar um den Stellweg s erreicht. Hierzu werden der erste und der zweite Druckraum D1, D2 über die Ventile V1, V2 mit Druck beaufschlagt. Demzufolge bleibt der Schwimmkolben 4 in seiner dargestellten Position, während der Hauptkolben 3 aufgrund des Druckes im ersten Druckraum D1 nach rechts bewegt wird, bis der Absatz 3d des Führungselementes 3b an der Stirnseite des Schwimmkolbens 4 anliegt. Die Kolbenstange 3a hat dann den Stellweg s in der Zeichnung nach rechts zurückgelegt.
  • Um die Position IV, welche der Schaltgasse für den fünften und den sechsten Gang entspricht, zu erreichen, wird der zweite Druckraum D2 entlüftet, d. h. über das zweite Schaltventil V2 drucklos geschaltet. Andererseits wird der erste Druckraum D1 mit Druckmedium beaufschlagt, sodass sich der Kolben 3 unter Mitnahme des Schwimmkolbens 4 soweit in der Zeichnung nach rechts bewegt, bis der stirnseitige Anschlag 3c am Zylinderboden 2d anliegt. Die Stirnseite 3c des Führungselements 3b hat dann, ausgehend von der Position II, den Stellweg 2s zurückgelegt.
  • Die Position I, welche der Schaltgasse für den Rückwärtsgang und den Kriechgang entspricht, wird aus der dargestellten Wählposition II dadurch erreicht, dass der Kolben 3 in der Zeichnung nach links verschoben wird, bis die Kolbenstirnfläche an der Stirnwand 2e anliegt. Hierzu wird der erste Druckraum D1 entlüftet, d. h. über das erste Schaltventil V1 drucklos geschaltet, während der zweite Druckraum D2 über das zweite Schaltventil V2 mit Druckmedium beaufschlagt wird. Das Druckmedium dringt über den Strömungskanal 8 in den Ausgleichsraum 7 und drückt den Hauptkolben 3 in der Zeichnung nach links. Somit sind drei Wählpositionen, nämlich die Positionen I, III, IV hydraulisch oder pneumatisch anfahrbar und haltbar, während die Schaltposition II mechanisch ohne Zufuhr von Fremdenergie gewählt und gehalten wird.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Stellzylinderanordnung 10, welche bevorzugt als Wählzylinder 10 für ein automatisiertes Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges verwendbar ist. Mit dem Wählzylinder 10 können vier Wählpositionen, bezeichnet mit I, II, III, IV, entsprechend den Schaltgassen R/C; 1/2, 3/4 und 5/6, gewählt werden. Der Wählzylinder 10 umfasst einen als Hauptzylinder 11 ausgebildeten Zylinder, einen Zwischenzylinder 12 sowie einen im Zwischenzylinder 11 aufgenommenen Hauptkolben 13 mit einer aus dem Zwischenzylinder 12 und dem Hauptzylinder 11 nach außen geführten Kolbenstange 13a. Der Zwischenzylinder 12 wird – analog zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 – auch als Schwimmkolben bezeichnet, welcher einen variablen Anschlag für den Hauptkolben 13 bildet. Der Hauptzylinder 11 weist eine auf der Innenseite glatte Zylinderwand 11a, einen geschlossenen Zylinderboden 11b sowie eine durchbrochene Stirnwand 11c auf. Der Zwischenzylinder 12 ist in der Zylinderwand 11a gleitend geführt und durch Dichtelemente, z. B. Kolben- oder O-Ringe 14, 15 abgedichtet. Der Zwischenzylinder 12 weist zwischen den Dichtelementen 14, 15 einen Zylinderabschnitt 12a auf, welcher einen gegenüber der Zylinderwand 11a verringerten Durchmesser aufweist, sodass ein Ringspalt 16 gebildet wird. Der Kolben 13 ist gegenüber dem Zylinderabschnitt 12a durch ein Dichtelement 16, beispielsweise einen O-Ring abgedichtet. Der Zwischenzylinder 12 weist einen Zwischenzylinderboden 12b sowie eine durchbrochene Stirnwand 12c für die Kolbenstange 13a auf. Der Zwischenzylinder 12 ist auf der Seite des Zwischenzylinderbodens 12b durch einen rohrförmigen Führungsansatz 12d verlängert. Zwischen dem Hauptkolben 13 und der Stirnwand 12c ist ein erster als Druckfeder F1 ausgebildeter Kraftspeicher angeordnet, welcher den Kolben 13 mit seinem Anschlag 13b gegen den Zwischenzylinderboden 12b drückt. Zwischen dem Zwischenzylinderboden 12b und dem Boden 11b des Hauptzylinders 11 ist ein zweiter als Druckfeder F2 ausgebildeter Kraftspeicher angeordnet, welcher den Zwischenzylinder 12 gegen die Stirnwand 11c drückt. Zwischen der Stirnwand 12c des Zwischenzylinders 12 und der Stirnwand 11c des Hauptzylinders 11 ist ein erster Druckraum D1 ausgebildet, welcher eine erste im Hauptzylinder 11 angeordnete Ein- und Auslassöffnung 17 aufweist. Zwischen dem Hautkolben 13 und dem Zwischenzylinderboden 12b ist ein zweiter Druckraum D2 ausgebildet, welcher über eine zweite im Hauptzylinder 11 angeordnete Ein- und Auslassöffnung 18 sowie einen Durchbruch 19 im Zylinderabschnitt 12a mit einem Druckmedium beaufschlagt werden kann. Den beiden Ein- und Auslassöffnungen 17, 18 sind ein erstes Schaltventil V1 und ein zweites Schaltventil V2 zugeordnet, welche die beiden Druckräume D1, D2 mit einer nicht dargestellten hydraulischen oder pneumatischen Druckquelle oder einem Rücklauf (drucklos) verbinden. Bei der in 2 dargestellten Position des Hauptkolbens 13 und der Kolbenstange 13a sind die beiden Druckräume D1, D2 drucklos, d. h. die Position des Kolbens 13 wird durch die Federkräfte der Druckfedern F1, F2 bestimmt. Außerhalb des Hauptzylinders 11 ist ein Wegsensor 20 zur Erfassung und Rückmeldung der Position des Hauptkolbens 13 angeordnet.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Wählposition I bis IV anhand der 3 bis 6 erläutert.
  • 3 zeigt die Wählposition II, welche einer Schaltgasse für den ersten und zweiten Gang des Schaltgetriebes entspricht. Die Position II gemäß 3 entspricht der Position in 2. Der erste Druckraum D1 sowie der zweite Druckraum D2 sind drucklos, was durch die beiden nach unten gerichteten Pfeile P1, P2 angedeutet ist. Die Position II gilt als Ausgangsposition, dabei wird der Zwischenzylinder 12 durch die Druckfeder F2 gegen die Stirnwand 11c des Hauptzylinders 11 gedrückt; der Kolben 13 wird über die Druckfeder F1 gegen den Zwischenzylinderboden 12b gedrückt. Eine Zufuhr von Fremdenergie zum Halten der Position II ist hier nicht erforderlich.
  • 4 zeigt die Wählposition I, welche einer Schaltgasse für den Rückwärtsgang und einen Kriechgang (Crawler) entspricht. Die zuvor eingenommene Position II der Kolbenstange 3a ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Der Kolben 13 ist somit gegenüber seiner Position in 3 in der Zeichnung nach links verschoben worden. Die Position I wird dadurch erreicht, dass der Druckraum D1 drucklos bleibt, was durch den nach unten gerichteten Pfeil P1 angedeutet ist, und dass der zweite Druckraum D2 mit dem Druckmedium beaufschlagt wird, was durch den nach oben gerichteten Pfeil P2 angedeutet ist.
  • 5 zeigt die Wählposition III, welche einer Schaltgasse für den dritten und vierten Gang entspricht. Die vorherigen Positionen I, II sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Wie durch die beiden auf die Einlassöffnungen 17, 18 gerichteten Pfeile P1, P2 angedeutet ist, sind sowohl der erste Druckraum D1 als auch der zweite Druckraum D2 mit dem Druckmedium beaufschlagt. Dies hat zur Folge, dass erstens der Zwischenzylinder 12 gegen die Kraft der Druckfeder F2 auf Anschlag mit dem Zylinderboden 11b und zweitens der Hauptkolben 13 gegen die Kraft der Druckfeder F1 auf Anschlag gegen die Stirnwand 12c des Zwischenzylinders 12 verschoben werden. Bei dieser Wählposition erkennt man die Funktion des Ringspaltes 16, welcher eine Strömungsverbindung zwischen der Einlassöffnung 18 und dem Durchbruch 19 und damit zum zweiten Druckraum D2 herstellt.
  • 6 zeigt die Wählposition IV, wobei die weiteren Wählpositionen I, II, III durch gestrichelte Linien angedeutet sind. In der Wählposition IV, welche einer Schaltgasse für den fünften und den sechsten Gang entspricht, ist der erste Druckraum D1 druckbeaufschlagt, was durch den auf die Einlassöffnung 17 gerichteten Pfeil P1 angedeutet ist. Der Druckraum D2 ist dagegen drucklos, was durch den von der Auslassöffnung 18 wegweisenden Pfeil P2 angedeutet ist. Der Kolben 13 wird durch die Druckfeder F1 mit seinem Anschlag 13b gegen den Zwischenzylinderboden 12b gedrückt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wählzylinder(anordnung)
    2
    Zylinder
    2a
    erster Zylinderabschnitt
    2b
    zweiter Zylinderabschnitt
    2c
    Schulter
    2d
    Zylinderboden
    2c
    Stirnwand
    3
    Hauptkolben
    3a
    Kolbenstange
    3b
    Führungselement
    3c
    Anschlag
    3d
    Absatz
    4
    Schwimmkolben
    5
    erste Ein-/Auslassöffnung
    6
    zweite Ein-/Auslassöffnung
    7
    Ausgleichsraum
    8
    Strömungskanal
    9
    Wegsensor
    10
    Wählzylinder(anordnung)
    11
    Hauptzylinder
    11a
    Zylinderwand
    11b
    Zylinderboden
    12
    Zwischenzylinder
    12a
    Zylinderabschnitt
    12b
    Zylinderboden
    12c
    Stirnwand
    12d
    Ansatz
    13
    Hauptkolben
    13a
    Kolbenstange
    13b
    Anschlag
    14
    Dichtelement
    15
    Dichtelement
    16
    Dichtelement
    17
    erste Ein-/Auslassöffnung
    18
    zweite Ein-/Auslassöffnung
    19
    Durchbruch
    20
    Wegsensor
    D1
    erster Druckraum
    D2
    zweiter Druckraum
    F1
    erste Druckfeder
    F2
    zweite Druckfeder
    F3
    dritte Druckfeder
    P1
    Strömungsrichtung Druckmedium
    P2
    Strömungsrichtung Druckmedium
    V1
    erstes Schaltventil
    V2
    zweites Schaltventil
  • 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
    • DE 102011005680 [0002]

Claims (21)

  1. Stellzylinderanordnung (1, 10) für mindestens vier Stellpositionen (I, II, III, IV), umfassend einen Zylinder (2, 11), einen im Zylinder (2, 11) aufgenommenen Hauptkolben (3, 13) mit einer aus dem Zylinder (2, 11) herausragenden Kolbenstange (3a, 13a), einen relativ zum Hauptkolben (3, 13) verschiebbaren Schwimmkolben (4, 12), einen ersten Druckraum (D1) sowie einen zweiten Druckraum (D2), welche jeweils mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind, sowie zwei Schaltventile (V1, V2), durch welche der Ein- und Auslass des Druckmediums steuerbar ist.
  2. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (3, 13) und/ oder der Schwimmkolben (4, 12) über Kraftspeicher (F1, F2, F3) gegenüber dem Zylinder (2, 11) abstützbar sind.
  3. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (3) ein zylindrisches Führungselement (3b) aufweist, auf welchem der als Ringkolben ausgebildete Schwimmkolben (4) gleitend angeordnet ist.
  4. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) einen ersten Zylinderabschnitt (2a) geringeren Durchmessers und einen zweiten Zylinderabschnitt (2b) größeren Durchmessers aufweist und dass beide Zylinderabschnitte (2a, 2b) durch eine Schulter (2c) gegeneinander abgesetzt sind
  5. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (D1) im Wesentlichen durch den Zylinder (2) und den Hauptkolben (3) begrenzt ist.
  6. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum (D2) im Wesentlichen durch den Zylinder (2) und den Schwimmkolben (4) begrenzt ist.
  7. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hauptkolben (3) und dem Schwimmkolben (4) ein ringförmiger Ausgleichsraum (7) ausgebildet ist, welcher über einen im Führungselement (3b) angeordneten Kanal (8) in Strömungsverbindung mit dem zweiten Druckraum (D2) steht.
  8. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkolben (4) über einen ersten Kraftspeicher (F2) an der Schulter (2c) abstützbar ist.
  9. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (3) gegenüber dem Zylinder (2) durch einen zweiten Kraftspeicher (F2) abstützbar ist.
  10. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (3) und der Schwimmkolben (4) durch einen dritten Kraftspeicher (F3) gegeneinander abstützbar sind.
  11. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druckraum (D1) eine erste Ein- und Auslassöffnung (5) und der zweite Druckraum (D2) eine zweite Ein- und Auslassöffnung (6) aufweisen.
  12. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkolben als Zwischenzylinder (12) ausgebildet ist, welcher gleitend im dem als Hauptzylinder ausgebildeten Zylinder (11) angeordnet ist und in sich den Hauptkolben (13) aufnimmt.
  13. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenzylinder (12) einen geschlossenen Zwischenzylinderboden (12b) und eine durchbrochene Stirnwand (12c) aufweist.
  14. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stirnwand (12c) des Zwischenzylinders (12) und dem Hauptzylinder (11) ein erster Druckraum (D1) ausgebildet ist.
  15. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hauptkolben (13), dem Zwischenzylinder (12) und dem Zwischenzylinderboden (12b) ein zweiter Druckraum (D2) ausgebildet ist.
  16. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptzylinder (11) eine erste Ein- und Auslassöffnung (17) sowie eine zweite Ein- und Auslassöffnung (18) angeordnet sind.
  17. Stellzylinderanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenzylinder (12) einen Zylinderabschnitt (12a) aufweist, welcher mit dem Hauptzylinder einen Ringspalt (16) bildet und einen Durchbruch (19) im Bereich des zweiten Druckraumes (D2) aufweist.
  18. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptkolben (13) gegenüber der Stirnwand (12c) des Zwischenzylinders (12) über einen ersten Kraftspeicher (F1) abstützbar ist.
  19. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenzylinderboden (12b) gegenüber dem Boden (11b) des Hauptzylinders (11) durch einen zweiten Kraftspeicher (F2) abstützbar ist.
  20. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenzylinder (12) auf der Seite des Zwischenzylinderbodens (12b) einen zylinderförmigen Anschlag (12d) aufweist.
  21. Stellzylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellzylinder (1, 2; 10, 11) als Wählzylinder in einem automatisierten Schaltgetriebe für Kraftfahrzeuge betreibbar ist.
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