DE102014100286B4

DE102014100286B4 - Kolbenanordnung mit Verdrehsicherungs-Dämpfungsvorrichtung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe

Info

Publication number: DE102014100286B4
Application number: DE102014100286.5A
Authority: DE
Inventors: Eric Thomas Carlson; Jack M. Gayney
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2014-01-13
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: US9249883B2; CN103939601B; US20140196602A1; DE102014100286A1; CN103939601A

Abstract

Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe, wobei die Kolbenanordnung umfasst:einen Kolben (12);ein Kolbenzylindergehäuse (16), das benachbart zu dem Kolben (12) angeordnet ist und Abschnitte aufweist, die einen Aufnahmeschlitz (42) bilden; undeine Kolbenführung (26) mit einem Hauptkörperabschnitt (27) und einem Ausrichtvorsprung (30), der sich von dem Hauptkörperabschnitt (27) weg erstreckt, wobei die Kolbenführung (26) an dem Kolben (12) befestigt ist, der Ausrichtvorsprung (30) in dem Aufnahmeschlitz (42) des Kolbenzylindergehäuses (16) angeordnet ist, der Ausrichtvorsprung (30) einen Haupt-Ausrichtabschnitt (32) und einen Federhebel (34) umfasst, der Federhebel (34) durch einen Zwischenraum (36) von dem Haupt-Ausrichtabschnitt (32) getrennt ist und die Kolbenführung (26) ein in dem Zwischenraum (36) angeordnetes zusammendrückbares Material aufweist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betriff eine Kolbenführungsvorrichtung und -anordnung und im Spezielleren eine Kolbenanordnung mit einer Kolbenführung zum Führen der Bewegung eines Kolbens innerhalb eines Kraftfahrzeuggetriebes.
HINTERGRUND
Zur Beleuchtung des technischen Umfelds, in dem sich die Erfindung bewegt, sei an dieser Stelle vorab auf die Druckschriften US 2011 / 0 073 428 A1 , FR 2 741 401 A1 , DE 38 73 347 T2 und US 5 370 401 A verwiesen.
In vielen modernen Kraftfahrzeuggetrieben, insbesondere in Doppelkupplungsgetrieben (DCTs, vom engl. dual clutch transmissions) führt eine Vielzahl hydraulischer Aktuatoren (Operatoren) Befehle aus, die sowohl eine/n gewünschte/n Gang als auch Gangfolge bereitstellen. Um solche Operatoren zu steuern und das Erreichen einer gewünschten Position zu bestätigen, ist es allgemein üblich, Mehrzustands- oder lineare Proportionalpositionssensoren zu verwenden, die im ersten Fall z. B. ein Signal bereitstellen, das sich von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand verändert, wenn eine spezielle Operatorposition erreicht wurde, und in dem letzteren Fall ein Signal bereitstellen, das linear (proportional) zwischen einer ersten Aktuatorposition und einer zweiten Aktuatorposition variiert. Die Proportionalsensoren erzeugen Daten, die anzeigen, wann mehrere unterschiedliche Aktuatorpositionen erreicht wurden, und stellen die Echtzeit-Position des Aktuators während einer Translation und, wenn sie differenziert werden, die Geschwindigkeit des Aktuators bereit.
In einer typischen linearen Magnetfeldsensor-Anordnung ist ein Permanentmagnet an einer sich translatorisch verschiebenden Komponente wie z. B. dem Aktuatorkolben, der Ausgangswelle oder einer zugeordneten Schaltstange angebracht, und der Magnetsensor, der feststehend ist, ist in naher, erfassender Beziehung mit dem Permanentmagnet an einem Gehäuse, einem Flansch, einem Steg oder einer anderen feststehenden Getriebekomponente fixiert. Eine Translation des Permanentmagnets verändert daher die von dem Sensor erfasste magnetische Feldstärke und mit einer entsprechenden Vorbereitung, Skalierung und Software können die Position des Aktuators und der zugehörigen Schaltkomponenten bestimmt werden.
Es wird oft eine konzentrische Nehmerzylinderanordnung mit konzentrischen Kolbenringen verwendet, um zwei Kupplungen zu betätigen, die nebeneinander angeordnet sind, wie z. B. in einem Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Eingangswellen, die jeweils eine Untergruppe der verfügbaren Übersetzungsverhältnisse bereitstellen. Jede der zwei Eingangswellen wird durch Verwendung einer dieser Kupplungen selektiv mit einem Motor gekoppelt. Die Kolben sind konstruiert, um sich linear zu bewegen. Die lineare Bewegung jedes Kolbens wird von einer Sensoranordnung, wie oben beschrieben, erfasst, um den Hub eines jeden Kolbens zu messen. Von diesen Sensoren wird aber auch jede nicht-lineare Bewegung erfasst, was eine ungenaue Messung der Kolbenposition zur Folge haben kann. Wenn die Kolbenposition ungenau gemessen wird, wird der Kupplungsanwendungsdruck falsch eingestellt, was ein verspätetes Schalten oder harte Schaltanwendungen zur Folge haben kann. Demzufolge ist eine genauere Messung des Kolbenhubes erwünscht.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht eine Kolbenanordnung mit verbesserten linearen Bewegungseigenschaften vor. Die Kolbenführung der vorliegenden Offenbarung sitzt fest in dem Zylindergehäuse, um eine lineare Kolbenbewegung vorzusehen und eine nicht-lineare Kolbenbewegung zu vermeiden. Ein Linearsensor kann als solcher die Position des Kolbens genau detektieren.
In einer Form, die mit den anderen hierin beschriebenen Formen kombiniert oder davon getrennt sein kann, sieht die vorliegende Offenbarung eine Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe vor. Die Kolbenanordnung umfasst einen Kolben und einen Kolbenzylinder, der benachbart zu dem Kolben angeordnet ist. Der Kolbenzylinder weist Abschnitte auf, die einen Aufnahmeschlitz bilden. Eine Kolbenführung ist an dem Kolben befestigt. Die Kolbenführung weist einen Hauptkörperabschnitt und einen Ausrichtvorsprung auf, der sich von dem Hauptkörperabschnitt weg erstreckt. Der Ausrichtvorsprung ist in dem Aufnahmeschlitz des Kolbenzylinders angeordnet. Der Ausrichtvorsprung weist einen Haupt- Ausrichtabschnitt und einen Federhebel auf. Der Federhebel ist durch einen Zwischenraum von dem Haupt- Ausrichtabschnitt getrennt. In dem Zwischenraum ist ein zusammendrückbares Material angeordnet.
In einer anderen Form, die mit den anderen hierin beschriebenen Formen kombiniert oder davon getrennt sein kann, ist eine konzentrische Nehmerzylinder-Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe vorgesehen. Die konzentrische Nehmerzylinder-Kolbenanordnung umfasst einen inneren Kolben, einen inneren Kolbenzylinder, einen äußeren Kolben, einen äußeren Kolbenzylinder und eine Kolbenführung, die an dem inneren Kolben befestigt ist. Der innere Kolbenzylinder ist benachbart zu dem inneren Kolben angeordnet und weist Abschnitte auf, die einen Aufnahmeschlitz bilden. Auch der äußere Kolbenzylinder ist benachbart zu dem inneren Kolben angeordnet. Der äußere Kolben ist benachbart zu dem äußeren Kolbenzylinder angeordnet. Die Kolbenführung weist einen Hauptkörperabschnitt und einen Ausrichtvorsprung auf, der sich von dem Hauptkörperabschnitt weg erstreckt. Der Ausrichtvorsprung ist in dem Aufnahmeschlitz des inneren Kolbenzylinders angeordnet. Der Ausrichtvorsprung weist einen Haupt-Ausrichtabschnitt und einen Federhebel auf. Der Federhebel ist durch einen Zwischenraum von dem Haupt- Ausrichtabschnitt getrennt. In dem Zwischenraum ist ein zusammendrückbares Material angeordnet.
In einer noch anderen Form, die mit den anderen hierin beschriebenen Formen kombiniert oder davon getrennt sein kann, ist eine konzentrische Nehmerzylinder-Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe vorgesehen. Die Anordnung umfasst einen kreisringförmigen inneren Kolben und einen kreisringförmigen inneren Kolbenzylinder, der konzentrisch innerhalb des inneren Kolbens angeordnet ist. Der innere Kolbenzylinder weist Abschnitte auf, die einen Aufnahmeschlitz bilden. Ein kreisringförmiger äußerer Kolbenzylinder ist benachbart zu dem inneren Kolben angeordnet, wobei der innere Kolben konzentrisch innerhalb des äußeren Kolbenzylinders angeordnet ist. Ferner ist ein kreisringförmiger äußerer Kolben benachbart zu dem äußeren Kolbenzylinder angeordnet, wobei der äußere Kolbenzylinder konzentrisch innerhalb des äußeren Kolbens angeordnet ist. Es ist eine Kolbenführung vorgesehen, die einen kreisringförmigen Hauptkörperabschnitt und einen gebogenen Ausrichtvorsprung aufweist, der sich von dem Hauptkörperabschnitt weg erstreckt. Der Hauptkörperabschnitt ist an dem inneren Kolben befestigt. Der Ausrichtvorsprung ist in dem Aufnahmeschlitz des inneren Kolbenzylinders angeordnet. Der Ausrichtvorsprung umfasst einen Haupt-Ausrichtabschnitt und einen Federhebel. Der Federhebel ist durch einen Zwischenraum von dem Haupt- Ausrichtabschnitt getrennt. In dem Zwischenraum ist ein zusammendrückbares elastomeres Material angeordnet.
Weitere Aspekte und Anwendungsgebiete werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung offensichtlich..
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Darstellung einer konzentrischen Nehmerzylinderanordnung für ein Doppelkupplungsgetriebe in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Querschnitts-Draufsicht der konzentrischen Nehmerzylinderanordnung von 1 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine perspektivische Darstellung einer Kolbenführung der konzentrischen Nehmerzylinderanordnung der 1-2 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
4 ist eine Seitenansicht der Kolbenführung von 3 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die nachfolgende Beschreibung ist rein beispielhaft.
Mit Bezugnahme auf die 1-2 ist eine konzentrische Nehmerzylinderanordnung illustriert und allgemein bei 10 angezeigt. Die konzentrische Nehmerzylinderanordnung 10 kann verwendet werden, um zwei Kupplungen zu betätigen, die nahe nebeneinander angeordnet sind, wie z. B. in einem Doppelkupplungsgetriebe, das zwei Eingangswellen (nicht gezeigt) aufweist, die jeweils eine Untergruppe der verfügbaren Übersetzungsverhältnisse bereitstellen. Jede der zwei Eingangswellen (nicht gezeigt) wird z. B. durch die Verwendung einer dieser Kupplungen selektiv mit einem Motor gekoppelt.
Die konzentrische Nehmerzylinderanordnung 10 weist ein Paar konzentrischer Kolben 12, 14 in der Form von Ringen auf. Die Kolben 12, 14, sind konstruiert, um sich linear (in das Blatt hinein und aus diesem hinaus in der Orientierung von 2) zu bewegen. Die lineare Bewegung eines jeden Kolbens 12, 14 wird von einer Sensoranordnung wie z. B. einer linearen Magnetfeldsensor-Anordnung erfasst, um den Hub jedes Kolbens zu messen.
Die konzentrische Nehmerzylinder-anordnung 10 weist ein inneres Kolbenzylindergehäuse 16 auf, das konzentrisch innerhalb des inneren und des äußeren Kolbens 12, 14 angeordnet ist. Der innere Kolben 12 ist unmittelbar benachbart zu dem und konzentrisch um das innere/n Kolbenzylindergehäuse 16 herum angeordnet. Ein äußeres Kolbenzylindergehäuse 18 ist unmittelbar benachbart zu dem und konzentrisch um den inneren Kolben 12 herum angeordnet. Der äußere Kolben 14 ist unmittelbar benachbart zu dem und konzentrisch um das äußere/n Kolbenzylindergehäuse 18 herum angeordnet. Alle von dem inneren Kolben 12, dem äußeren Kolben 14, dem inneren Kolbenzylindergehäuse 16 und dem äußeren Kolbenzylindergehäuse 18 weist eine kreisringförmige Form auf. Ein Anordnungsgehäuse 20 kann um jeden/s von dem inneren Kolben 12, dem äußeren Kolben 14, dem inneren Kolbenzylindergehäuse 16 und dem äußeren Kolbenzylindergehäuse 18 angeordnet sein, um die konzentrische Nehmerzylinderanordnung 10 an einem Getriebegehäuse (nicht gezeigt) zu befestigen. Das Anordnungsgehäuse 20 kann als solches Vorsprünge 22 aufweisen, die Bohrungen 24 darin bilden, um das Anordnungsgehäuse 20 an dem Getriebegehäuse (nicht gezeigt) zu befestigen.
Bezugnehmend auf die 1-4 ist eine Kolbenführung 26 an dem inneren Kolben 12 befestigt, um die Bewegung des inneren Kolbens 12 entlang eines linearen Weges zu führen. Die Kolbenführung 26 weist einen kreisringförmigen Hauptkörperabschnitt 27 und einen Ausrichtvorsprung 30 auf, der sich von dem Hauptkörperabschnitt 27 weg erstreckt. Der Ausrichtvorsprung 30 weist einen Haupt-Ausrichtabschnitt 32 und einen Federhebel 34 auf. Der Federhebel 34 ist durch einen Zwischenraum 36 von dem Haupt- Ausrichtabschnitt 32 getrennt. In dem Zwischenraum 36 ist ein zusammendrückbares Material 38 wie z. B. ein elastomeres Material oder Gummi angeordnet.
Die Kolbenführung 26 ist an dem inneren Kolben 12 befestigt. Die Kolbenführung 26 kann an dem inneren Kolben 12 in einer beliebigen Art und Weise wie z. B. mittels Keilverzahnungen, Nieten oder beliebiger Kombinationen von Verfahren und Vorrichtungen befestigt werden. In der illustrierten Variante weist die Kolbenführung 26 z. B. vier Nasen 28 auf, die jeweils gleich um den Umfang des Hauptkörperabschnitts 27 der Kolbenführung 26 herum beabstandet sind. Diese Nasen 28 sind mit einer Kante 40 des inneren Kolbens 12 keilverzahnt.
Der Hauptkörperabschnitt 27 und der Ausrichtvorsprung 30 der Kolbenführung 26 können ein Polyamidimid-Material oder ein beliebiges anderes geeignetes Material umfassen.
Der Ausrichtvorsprung 30 der Kolbenführung 26 ist einem Aufnahmeschlitz 42 des inneren Kolbenzylindergehäuses 16 angeordnet. Der Aufnahmeschlitz 42 ist in der illustrierten Variante als eine Tasche in dem inneren Kolbenzylindergehäuse 16 gebildet. Der Ausrichtvorsprung 30 weist eine allgemein gebogene Form auf, die in den Aufnahmeschlitz 42 des inneren Kolbenzylindergehäuses 16 passt. In einigen Varianten kann der Ausrichtvorsprung 30 fluchtend oder im Wesentlichen fluchtend mit der Innenseite 50 des Kolbenzylindergehäuses 16 liegen, die um den Aufnahmeschlitz 42 herum angeordnet ist.
Der Ausrichtvorsprung 30 führt den inneren Kolben 12 entlang des inneren Kolbenzylindergehäuses 16, während der innere Kolben 12 seinen Hub entlang des inneren Kolbenzylindergehäuses 16 durchführt. Der Federhebel 34 sitzt fest entlang einer Kante 44 des Aufnahmeschlitzes 42, und eine Kante 46 des Haupt-Ausrichtabschnitts 32 sitzt fest entlang der gegenüberliegenden Kante 48 des Aufnahmeschlitzes 42. (In der Illustration von 2 sind die Kanten 44, 48 des Aufnahmeschlitzes 42 und des Ausrichtvorsprunges 30 zur Klarheit der Darstellung der Kanten 44, 48, 46 jedes Teils mit einem Abstand oder einem Zwischenraum zwischen denselben gezeigt, aber es sollte einzusehen sein, dass der Ausrichtvorsprung 30 eng an den Kanten 44, 48 des Aufnahmeschlitzes 42 sitzt. Das zusammendrückbare Material 38 übt eine Kraft auf Abschnitte des Ausrichtvorsprunges 30 aus, um den Federhebel 34 und die entgegengesetzte Kante 46 des Ausrichtvorsprunges 30 gegen die Kanten 44, 48 des Aufnahmeschlitzes 42 in dem inneren Kolbenzylindergehäuse 16 zu schieben.
Da der Ausrichtvorsprung 30 eng an den Kanten 44, 48 des Aufnahmeschlitzes 42 des inneren Kolbenzylindergehäuses 16 sitzt, führt der Ausrichtvorsprung 30 den befestigten inneren Kolben 12 entlang eines linearen Weges in Bezug auf das innere Kolbenzylindergehäuse 16. Demzufolge reduziert oder eliminiert die Kolbenführung jegliche Fehler bei der Messung des linearen Kolbenhubes des inneren Kolbens 12, da die Kolbenführung 26 verhindert, dass sich der innere Kolben 12 in einer nicht-linearen Richtung in Bezug auf das innere Kolbenzylindergehäuse 16 bewegt.

Claims

Kolbenanordnung zur Verwendung in einem Automatik-Getriebe, wobei die Kolbenanordnung umfasst: einen Kolben (12); ein Kolbenzylindergehäuse (16), das benachbart zu dem Kolben (12) angeordnet ist und Abschnitte aufweist, die einen Aufnahmeschlitz (42) bilden; und eine Kolbenführung (26) mit einem Hauptkörperabschnitt (27) und einem Ausrichtvorsprung (30), der sich von dem Hauptkörperabschnitt (27) weg erstreckt, wobei die Kolbenführung (26) an dem Kolben (12) befestigt ist, der Ausrichtvorsprung (30) in dem Aufnahmeschlitz (42) des Kolbenzylindergehäuses (16) angeordnet ist, der Ausrichtvorsprung (30) einen Haupt-Ausrichtabschnitt (32) und einen Federhebel (34) umfasst, der Federhebel (34) durch einen Zwischenraum (36) von dem Haupt-Ausrichtabschnitt (32) getrennt ist und die Kolbenführung (26) ein in dem Zwischenraum (36) angeordnetes zusammendrückbares Material aufweist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 1, wobei das zusammendrückbare Material ein elastomeres Material ist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 2, wobei der Hauptkörperabschnitt (27) der Kolbenführung (26) an dem Kolben (12) befestigt ist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 3, wobei der Hauptkörperabschnitt (27) der Kolbenführung (26) eine allgemein kreisringförmige Form aufweist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 4, wobei der Ausrichtvorsprung (30) eine gebogene Form aufweist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 5, wobei der Kolben (12) kreisringförmig ist und das Kolbenzylindergehäuse (16) kreisringförmig ist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 6, wobei das Kolbenzylindergehäuse (16) konzentrisch innerhalb des Kolbens (12) angeordnet ist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 7, wobei die Kolbenführung (26) ein Polyamidimid-Material umfasst.
Kolbenanordnung nach Anspruch 8, wobei die Kolbenführung (26) ferner eine Nase (28) umfasst, die sich von dem Hauptkörperabschnitt (27) weg erstreckt, wobei die Nase (28) an dem Kolben (12) befestigt ist.
Kolbenanordnung nach Anspruch 9, wobei die Nase (28) zu dem Kolben (12) kerbverzahnt ist.