DE1576093C - Hydraulischer Servomotor - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen sehen, daß der erste Kolben anschließend an das

Servomotor, insbesondere zum Betätigen einer Gang- Zusammendrücken der ersten Druckfeder gegen einen

schaltbremse in einem Kraftfahrzeugwechselgetriebe, zweiten Anschlag der Kolbenstange bewegbar ist.

mit einem auf einer Kolbenstange verschieblichen Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist

ersten Kolben, der in einem im Zylinder des Servo- 5 vorgesehen, daß bei der Bewegung zum Anlegen der

motors gleitenden zweiten Kolben verschieblich ist, Bremse der zweite Kolben gegen den ersten Anschlag

und einer Druckkammer im Zylinder, der zum An- anfährt, bevor der erste Kolben gegen den zweiten

legen der Bremse wahlweise Druckflüssigkeit züge- Anschlag zur Anlage kommt,

steuert wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

Zum Zwecke des Absenkens der Betätigungskraft io dung ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen,,

ist durch die Patentschrift 37 243 des Amtes für daß bei der Bewegung zum Anlegen der Bremse auf-

Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin ein einanderfolgend

Servomotor bekannt, bei dem die beaufschlagte 1. die zweite Druckfeder zusammengedrückt,

Kolbenfläche stufenweise verringert wird, wozu die 2. die erste Druckfeder zusammengedrückt,

einzelnen Kolben nach einem bestimmten Hub gegen 15 3. die dritte Druckfeder zusammengedrückt wird,

Anschläge anfahren und dann den weiteren Betäti- 4. der zweite Kolben gegen den ersten Anschlag

gungsvorgang nicht mehr beeinflussen. . und

Weiterhin ist ein hydraulischer Servomotor durch 5. der erste Kolben gegen den zweiten Anschlag

die USA.-Patentschrift 2 966 888 bekannt, bei dem anfährt.

der hydraulische Druck in der Druckkammer des 20 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Servomotors jedoch lediglich auf den zweiten Kolben hydraulischen Servomotors nach der Erfindung dareinwirkt, während der erste Kolben nur mittelbar von gestellt. In der Zeichnung ist

diesem hydraulischen Druck betätigt wird. Es wird F i g. 1 ein Teilschnitt durch einen hydraulischen nämlich die Bewegung des ersten Kolbens über eine Servomotor nach der Erfindung,
Druckfeder oder einen Anschlag in einer Speicher- 35 F i g. 2 und 3 gleiche Schnitte mit dem Servomotor kammer zwischen beiden Kolben bewirkt. Ferner ist in verschiedenen Betriebslagen und
bei der bekannten Bauart der erste Kolben starr mit Fig.4 eine graphische Darstellung der Arbeitseiner Kolbenstange verbunden, die das Stellglied des weise des hydraulischen Servomotors im Vergleich Servomotors darstellt. zu einem üblichen Einkolbenservomotor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen 30 Wie die F i g. 1 bis 3 zeigen, enthält ein Teil eines hydraulischen Servomotor der eingangs erwähnten Getriebegehäuses 1, das sich hinter einer nicht darge-Art derart weiter auszugestalten, daß eine allmähliche stellten Antriebsmaschine befindet, eine Band- und nach einem vorgegebenen Verlauf gesteuerte bremse 3 für das Schalten eines Stufenwechsel-Zunahme der auf das Stellglied ausgeübten Kraft getriebes. Die Bandbremse hat ein Bremsband 5, das erreicht wird. 35 durch einen hydraulischen Servomotor 6 betätigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- wird, um gegen eine Bremstrommel 7 bewegt zu löst, daß der auf der Kolbenstange verschiebliche werden, welche mit einem Steuerglied des Getriebes, erste Kolben eine Bewegung im Sinne des Anlegens beispielsweise dem Sonnenrad eines einfachen nicht der Bremse über eine erste Druckfeder erteilt und dargestellten Planetenrädergetriebes, verbunden ist. der zweite Kolben zu diesem Zweck gegen einen 40 Das eine Ende des Bremsbandes 5 hat einen ersten Anschlag an der Kolbenstange bewegbar ist Anker 9, der mit dem Getriebegehäuse 1 durch eine und daß der zweite Kolben der einander entgegen- Stellschraube 11 mit Mutter 13 befestigt ist. Das gesetzten Wirkung einer zweiten Druckfeder, die andere Ende des Bremsbandes 5 hat einen umgezwischen den beiden Kolben angeordnet ist, und einer bogenen Haken 14, in den ein Stößel 15 greift, der dritten Druckfeder, die zwischen dem zweiten Kolben 45 funktionsmäßig mit einem Stellglied des Servo- und einem gehäusefesten Anschlag als eine an sich motors 6 zusammenarbeitet. Der Servomotor ist in bekannte Rückstellfeder angeordnet ist, unterliegt, einer zylindrischen Kammer im Getriebegehäuse und die dritte Druckfeder eine höhere Federkonstante angeordnet, die durch einen Deckel 16 verschlossen als die zweite Druckfeder hat, so daß anschließend ist. Dieser ist durch einen Sprengring 18 gesichert. Ein an die anfängliche Bewegung des ersten Kolbens im 50 ringförmiger erster Kolben 23 gleitet in einem im Sinne des Anlegens der Bremse durch den der Druck- wesentlichen zylindrischen hülsenförmigen zweiten kammer zugeleiteten Flüssigkeitsdruck der zweite Kolben 25, der seinerseits in der Kammer längs-Kolben eine Speicherwirkung durch eine Bewegung beweglich angeordnet ist. Die Kolben 23 und 25 sind im Sinne einer Vergrößerung der Druckkammer au.s- mit Ringdichtungen 27 und 29 versehen und unterübt. 55 teilen die Kammer in eine Druckkammer 19 und eine

Durch diese Ausbildung kann z. B. eine Band- Auslaßkammer 21.

bremse als Getriebeschaltbremse in vorteilhafter Der erste Kolben 23 ist begrenzt verschieblich auf

Weise betätigt werden, indem die anfängliche Be- dem oberen Teil einer Kolbenstange 33 gelagert, die

wegung des ersten Kolbens zur Aufnahme des Spiels das Stellglied des Servomotors darstellt und sich

zwischen der Bandbremse und der Bremstrommel 60 durch die gesamte Kammer des Servomotors erstreckt

verwendet wird und die Bewegung des zweiten KoI- und durch eine Bohrung 35 im Getriebegehäuse 1

bens beginnt, wenn die Bandbremse eingreift. Auf nach außen tritt. Die Kolbenstange 33 hat abgesetzte

diese Weise wird ein weicher Übergang zwischen dem Schultern 39 und 37 zwischen ihren Enden, die als

dynamischen und statischen Zustand beim Einrücken erster und zweiter Anschlag dienen, und am unteren

der Bandbremse erreicht, wie dies erwünscht ist, um 65 Ende eine Gabel 40, die einen Sitz für den Stößel 15

rauhe Gangwechsel oder ein Durchgehen der An- bildet. Gegen den zweiten Anschlag 37 liegt eine

triebsmaschine zu verhindern. Scheibe 41 an, die als Federteller für eine vorge-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- spannte erste Druckfeder 43 dient, deren anderes

3 4

Ende gegen die Rückseite des ersten Kolbens 23 Kolben 25 einwirkt, ausreicht, um die verringerte

abgestützt ist. Diese erste Druckfeder 43 umgibt einen Kraft der Rückstellfeder 51 des zweiten Kolbens zu

nach unten gerichteten Stutzen 45 des ersten Kolbens überwinden. Diese Bewegung des zweiten Kolbens 25

23, der mit seiner unteren Stirnfläche 46 gegen die überträgt keine zusätzliche Kraft auf den ersten KoI-

Scheibe41 anfahren kann (Fig. 2), um eine weitere 5 ben23, veranlaßt jedoch eine weitere Verringerung

Relativbewegung zwischen dem ersten Kolben 23 und des Anstiegs der Einrückkraft, da durch die Bewe-

der Kolbenstange 33 zu verhindern. gung das Volumen der Druckkammer 19 vergrößert

Der zweite Kolben 25 hat etwa in der Mitte seiner wird. Dies ist durch den Kurventeil d in der Kurve 70 Länge einen nach innen ragenden Flansch 49, dessen dargestellt. In diesem Bereich endet der Schlupf zwiuntere Seite als Federteller für als dritte Druckfeder io sehen der Bremstrommel 7 und dem Bremsband 5. bezeichnete Rückstellfeder 51 des zweiten Kolbens 25 Dieser Übergang vom dynamischen zum statischen dient, deren anderes Ende an dem Boden der Kammer Betrieb erfolgt an einem Punkt des Kurventeils- d, der des Servomotors abgestützt ist. Der zweite Kolben 25 von der Drehmomentforderung abhängig ist.
hat an seinem unteren Ende einen erweiterten Teil 49', Schließlich kommt über die Stirnfläche 50 und die der durch Arme 49" mit dem Mansch 49 verbunden 15 Schulter 39 der zweite Kolben 25 zur Anlage gegen ist. Der erweiterte Teil 49' hat eine öffnung zum die Kolbenstange 33, so daß der zweite Kolben nun-Durchlaß der Kolbenstange 33. Die untere Stirn- mehr eine zusätzliche Kraft auf die Kolbenstange 33 fläche 50 des erweiterten Teils 49' kann gegen den ausübt, so daß sich eine kräftige Zunahme der Einersten Anschlag 39 an der Kolbenstange 33 anfahren, rückkraft ergibt, wie dies im Kurventeil e der Kurve in welchem Falle der zweite Kolben eine Kraft auf ao 70 dargestellt'ist. Zu dieser Zeit wirkt der erste KoI-die Kolbenstange 33 ausübt. Die gegenüberliegende ben 23 als Speicherkolben.

obere Seite des erweiterten Teils 49' bildet einen Abschließend überwindet der erste Kolben 23 die

Federteller für eine als zweite Druckfeder bezeichnete Kraft der ersten Druckfeder 43 vollständig, so daß

Rückstellfeder 61, die die erste Druckfeder 43 umgibt die Stirnfläche 46 des ersten Kolbens gegen die

und gegen die Rückseite des ersten Kolbens 23 abge- as Scheibe 41 zur Anlage kommt. In diesem Falle wird

stützt ist. Die Rückstellfeder 61 des ersten Kolbens 23 die Einrückkraft noch stärker erhöht, wie dies der

hat eine kleinere Federkonstante als die Rückstell- Kurventeil / andeutet. Die Kurventeile e und / stellen

feder 51 des zweiten Kolbens 25. den Sicherheitsbereich dar, der einen einwandfreien

Eine an die Auslaßkammer 21 angeschlossene Aus- statischen Betrieb der Bandbremse gewährleistet. Zum

Iaßleitung63 ist über eine Kupplungsdruckkammer mit 30 Vergleich ist in Fig. 4 mit gestrichelten Linien der

einem druckflüssigkeitsgesteuerten, nicht dargestellten Verlauf der Einrückkraft bei einem üblichen Ein-

Umschaltventil verbunden. Zur Druckkammer 19 des kolbenservomotor eingezeichnet.

Servomotors führt eine Leitung 65, die mit Netzdruck Zum Lösen der Bandbremse 5 muß ein großes

durch ein Abwärtsschaltverzögerungsventil und ein· Volumen aus der Kupplungsdruckkammer entfernt

Umschaltventil gespeist wird. 35 werden, während die Kolben des hydraulischen

In der F i g. 1 ist der Servomotor in der unwirk- Servomotors aus der in F i g. 3 dargestellten Stellung samen Stellung dargestellt, bei der also die Band- in die unwirksame Stellung gemäß Fig. 1 zurückbremse voll gelüftet ist. Dieser. Zustand ist in der kehren. Es ergibt sich, daß das Lüften der Band-Darstellung der F i g. 4 mit dem Punkt α der Kurve bremse wesentlich verbessert wird, und weichere Auf-70 dargestellt. Diese Kurve 70 stellt die auf das Stell- 40 wärtsschaltungen, bei denen eine Kupplung eingerückt glied des Servomotors ausgeübte Einrückkraft über wird, erzielt werden können.

dem Volumen in der Druckkammer des Servomotors Wird Druckflüssigkeit von der Druckkammer der

dar. Um die Bandbremse anzulegen, wird Druck- Kupplung über die Entlastungsleitung 63 zugeführt

flüssigkeit über ein Steuerorgan wie beispielsweise ein und steigt dieser Druck an, so erhöht sich das VoIu-

Umschaltventil zur Druckkammer 19 geleitet. Der 45 men der Auslaßkammer 21. Der Druck dieser Flüssig-

erste Kolben 23 wandelt diesen Druck in eine mecha- keit, unterstützt durch die Kraft der Rückstellfeder 61

nische Kraft um, der die Kraft der Rückstellfeder 61 des ersten Kolbens, hebt den ersten Kolben 23 von

des ersten Kolbens 23 entgegensteht. der Scheibe 41 ab. In diesem Zustand wird das

Ist der Druck in der Druckkammer 19 ausreichend, Bremsband noch fest gegen die Bremstrommel 7 geum die Kraft der Rückstellfeder 61 zu überwinden, 50 halten. Bei weiterem Anstieg des Kupplungseinrückso beginnen sich der erste Kolben 23 und die Kolben- druckes bewegt dieser Druck, verstärkt durch die stange 33 zusammen relativ zum zweiten Kolben 25 Kraft der Rückstellfeder 51 des zweiten Kolbens, den zu bewegen. Diese Bewegung, die nur ein ziemlich zweiten Kolben 25 von seinem Sitz 39, so daß sich kleines Volumen der Druckkammer erfordert, besei- eine schnelle Volumenzunahme in der Auslaßkammer tigt das Spiel in der Bandbremse infolge der Brems- 35 ergibt. Hierdurch wird der Druckanstieg des Kuppeinstellung. Dieser Vorgang ist in der Kurve 70 durch lungseinrückdruckes verringert. Abhängig von den den Teil b dargestellt. jeweiligen Betriebszuständen wird hierdurch ein sanf-

Der erste Kolben 23 bewegt sich dann relativ zur tes Umschalten des Getriebes vollendet. Sollte es Kolbenstange 33 unter Zusammendrücken der ersten durch besondere Umstände nicht zu einer Vervoll-Druckfeder 43, wodurch allmählich die Kraft auf die 60 ständigung des Umschaltvorganges kommen, so beBandbremse gesteigert wird, wie dies der Kurventeil c wirkt eine weitere Bewegung der beiden Kolben 23 darstellt. In dieser Zeit wird die wirksame Federkraft und 25 eine weitere Zunahme des Volumens der Ausauf den zweiten Kolben 25 verringert, da die ent- laßkammer 21, wodurch dann das weiche Umschalten gegengesetzt wirkende Kraft der Rückstellfeder 61 gewährleistet ist. Die beiden Kolben 23 und 25 werdes ersten Kolbens eine stärkere Kraft ausübt. Infolge- 65 den dann in ihre Anfangslage gemäß F i g. 1 zurückdessen kann sich der zweite Kolben 25 in die in bewegt, und es erfolgt keine weitere Zunahme des Fig.2 gezeichnete Stellung bewegen, wenn der Volumens der Auslaßkammer21, so daß der volle Druck in der Druckkammer 19, der auf den zweiten Einrückdruck für die Kupplung gewährleistet ist.

Durch die Wahl einer kleinen Geschwindigkeit des Anlegens der Bandbremse bei einem Netzdruck nahe dem Mindestdruck kann der Übergang vom dynamischen zum statischen Zustand bei Anlegen der Bremse in einem Bereich gelegt werden, der eine Überlappung den Schaltvorgänge gestattet, wodurch die unerwünschten Stöße beim Gangschalten oder ein Durchgehen der Antriebsmaschine beim Abwärtsschalten mit Überdrehzahl verhindert wird. Die verringerte Anlegegeschwindigkeit der Bandbremse bei Umschaltungen vom Leerlauf zum Vorwärtsantrieb ergibt ebenfalls weichere Schaltvorgänge. Bei erzwungenem Abwärtsschalten bedingt die stärkere Verlagerung des von der Kupplung abströmenden Öles und das weichere Anlegen der Bandbremse eine bessere Steuerung des Umschaltvorganges. Ferner bedingt die Bremseinstellung kleinere Änderungen des Umschaltpunktes, da nur kleine Volumen in der Druckkammer 19 erforderlich sind, um das Bremsenspiel aufzunehmen. Auch das Aufwärtsschalten wird wesentlich verbessert, da beim Aufwärtsschalten eine verhältnismäßig große Speicherwirkimg eintritt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Servomotor, insbesondere zum Betätigen einer Gangschaltbremse in einem Kraftfahrzeugwechselgetriebe, mit einem auf einer Kolbenstange verschieblichen ersten Kolben, der in einem im Zylinder des Servomotors gleitenden zweiten Kolben verschieblich ist, und einer Druckkammer im Zylinder, der zum Anlegen der Bremse wahlweise Druckflüssigkeit ragesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Kolbenstange (33) verschiebliche erste Kolben (23) eine Bewegung im Sinne des Anlegens der Bremse über eine erste Druckfeder (43) erteilt und der zweite Kolben (25) zu diesem Zweck gegen einen ersten Anschlag (39) an der Kolbenstange bewegbar ist und daß der zweite Kolben (25) der einander entgegengesetzten Wirkung einer zweiten Druckfeder (61), die zwischen den beiden Kolben angeordnet ist, und einer dritten Druckfeder (51), die zwischen dem zweiten Kolben und einem gehäusefesten Anschlag (1) als eine an sich bekannte Rückstellfeder angeordnet ist, unterliegt, und die dritte Druckfeder (51) eine höhere Federkonstante als die zweite Druckfeder (61) hat, so daß anschließend an die anfängliche Bewegung des ersten Kolbens (23) im Sinne des Anlegens der Bremse durch den der Druckkammer (19) zugeleiteten Flüssigkeitsdruck der zweite Kolben (25) eine Speicherwirkung durch eine Bewegung im Sinne einer Vergrößerung der Druckkammer ausübt.

2. Hydraulischer-Servomotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (23) anschließend an das Zusammendrücken der ersten Druckfeder (43) gegen einen zweiten Anschlag (37) der Kolbenstange (33) bewegbar ist.

3. Hydraulischer Servomotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewegung zum Anlegen der Bremse der zweite Kolben (25) gegen den ersten Anschlag (39) anfährt, bevor der erste Kolben (23) gegen den zweiten Anschlag (33) zur Anlage kommt.

4. Hydraulischer Servomotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bewegung zum Anlegen der Bremse aufeinanderfolgend

1. die zweite Druckfeder (61) zusammengedrückt,

2. die erste Druckfeder (43) zusammengedrückt,

3. die dritte Druckfeder (51) zusammengedrückt wird,

4. der zweite Kolben (25) gegen den ersten Anschlag (39) und

5. der erste Kolben (23) gegen den zweiten Anschlag (37) anfährt. .

Hierzu, 1 Blatt Zeichnungen