DE4220622A1

DE4220622A1 - Pneumatic switching cylinder for vehicle gear change - has two pistons with direct air supply to smaller of pair

Info

Publication number: DE4220622A1
Application number: DE19924220622
Authority: DE
Inventors: Gerhard Fuehrer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1992-06-24
Publication date: 1994-01-05

Abstract

Pneumatic switching cylinder for a vehicle with an in part pneumatically operated gear change system in which the supply air blocking member (10) and the outlet air blocking member are so positioned in relation to the piston (1) that in the gear change central point both act on the smaller piston (2). The cross-section of each blocking member is equally large. The air supply opening (8,9) acts directly and in an unthrottled manner on the smaller piston. USE/ADVANTAGE - Pneumatic switching cylinder for vehicle gear change ensures short lag time and long synchronisation time when changing gear.

Description

Die Erfindung betrifft den Zylinderaufbau einer pneuma tischen Schaltung für ein Kraftfahrzeuggetriebe, der den An forderungen des Schaltvorgangs in den beiden Schaltrichtungen entsprechend gestaltet ist.The invention relates to the cylinder structure of a pneuma table circuit for a motor vehicle transmission, the An requirements of the switching process in the two switching directions is designed accordingly.

Der Einsatz von zu- oder abluftgedrosselten Schaltzylin dern in Kraftfahrzeugen ist bereits bekannt. Diese Drosseln wirken während des gesamten Schaltvorgangs auf die gesamte Kolbenfläche, ohne die Erfordernisse einer pneumatischen Kraftfahrzeugschaltung in ihrer Gesamtheit zu berücksichti gen.The use of supply or exhaust air throttled switching cylinders those in motor vehicles are already known. These chokes act on the whole during the entire switching process Piston surface without the need for a pneumatic Motor vehicle circuit to be considered in its entirety gene.

Das Ziel ist immer, die Schaltung, die oft einer weite ren vom Fahrer durchgeführten Hand- oder mechanischen Schaltung überlagert ist, äußerst schnell zu gestalten.The goal is always the circuit, which is often a wide one ren manual or mechanical switching carried out by the driver is superimposed to design extremely quickly.

Die einzelnen Phasen einer solchen mittels einer Syn chronisierung erfolgenden meist pneumatischen Schaltung glie dern sich in Haupt- oder Synchronzeit und Nebenzeiten.The individual phases of such a process using a syn Chronization mostly pneumatic circuit glie change in main or synchronous time and idle times.

Die Haupt- oder Synchronzeit ist aufgrund der Belastungs fähigkeit der Synchronisierung durch eine Mindestzeit vor gegeben.The main or synchronous time is due to the load ability to synchronize by a minimum time before given.

Die Nebenzeiten ergeben sich aus Druckluftaufbau im Zylinder, um Rasten überwindend in Synchronstellung und nach und nach dem Synchronisieren in Schaltendstellung zu schal ten. Diese Nebenzeiten sind wiederum so kurz wie möglich zu halten.The non-productive times result from the compressed air build-up in Cylinder to overcome notches in synchronized position and after and after the synchronization in the switching end position to scarf These off-times are again as short as possible hold.

Ein weiteres, bis jetzt nur ungenügend gelöstes Problem, ist der bei Druckluftschaltungen hohe Impuls durch die auf schlagende Masse der beweglichen Teile und das damit verbun dene Geräusch. Dieses Problem verstärkt sich erheblich durch durch den oft erforderlichen Einsatz von Zylindern mit möglichst großen Abmessungen.Another problem that has not been solved yet, is the high impulse in compressed air circuits due to the striking mass of the moving parts and the associated their noise. This problem is exacerbated by the often required use of cylinders with possible large dimensions.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, die vorgenann ten Probleme und die sich in ihrer Forderung widersprechenden Aufgaben (kurze Nebenzeiten - lange Synchronzeit) für beide Schaltrichtungen zu lösen.The object of the present invention is the above problems and the contradictory demands Tasks (short idle times - long synchronous times) for both Switching directions to solve.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben dadurch gelöst, daß ein Zylinder in drei verschieden große Einzelzylinder aufgeteilt ist und zwei schaltwegabhängige Drosseln diese drei Zylinder in ihren Funktionen überlagern.According to the invention, these tasks are solved by that a cylinder in three different sized single cylinders is divided and two switching path-dependent chokes this three cylinders overlap in their functions.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung prinzipmäßig näher beschrieben.The following is an embodiment of the invention described in principle with reference to a drawing.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Arbeitszy linder in Gang-ein-Stellung-rechts, FIG. 1 is a section through the inventive Arbeitszy relieving in motion-a-position-right,

Fig. 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Arbeitszy linder in Synchronisierstellung, Fig. 2 shows a section through the inventive Arbeitszy relieving in synchronizing position,

Fig. 3 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Arbeitszy linder in Gang-ein-Stellung-links. Fig. 3 shows a section through the cylinder according to the invention in gear-in-position-left.

Gemäß der Fig. 1 ist ein zweifach gestufter Kolben 1 mit einem als Mutter ausgebildeten Kolben 2 auf einer Schalt stange 3 befestigt und befindet sich in Gang-ein-stellung rechts im Zylinder 4 am Schaltendanschlag 5.According to the Fig. 1 is a two-stepped piston 1 with a nut designed as a piston rod 2 attached to a circuit 3 and is in a speed position to the right in the cylinder 4 at the Schaltendanschlag. 5

Der zweifach gestufte Zylinder 4 ist mit mehreren Schrauben 6 am gestuften Gehäuse 7 befestigt.The double-stepped cylinder 4 is fastened to the stepped housing 7 with a plurality of screws 6 .

Der Zylinder 4 besitzt zwei Druckluftzuführungen 8 und 9, die auch zur Entlüftung des der Arbeitsseite gegenüber liegenden Raumes dienen.The cylinder 4 has two compressed air supply lines 8 and 9 , which also serve to vent the space opposite the working side.

Wenn z. B. 8 die Druckluftzufuhr ist, dient 9 der Ent lüftung. Ist 9 die Druckluftzufuhr, dient 8 der Entlüftung.If e.g. B. 8 is the compressed air supply, 9 is used for ventilation. If 9 is the compressed air supply, 8 is used for ventilation.

Diese Funktionen werden über ein hier nicht dargestelltes Ventil gesteuert.These functions are performed using a not shown here Valve controlled.

Der Zylinder 4 besitzt eine dem Kolben 2 zugeordnete Drossel 10, die schaltwegabhängig angeordnet ist. Der Schalt weg entspricht der axialen Bewegungsmöglichkeit des Kolbens im Zylinder 4.The cylinder 4 has a throttle 10 assigned to the piston 2 , which is arranged as a function of the switching path. The switching path corresponds to the possibility of axial movement of the piston in cylinder 4 .

Der Kolben 1 ist einerseits mit einem Führungsband 11 im Zylinder 4 und andererseits über die Kolbenstange 3 in einer Bohrung 12 des Gehäuses 7 gelagert.The piston 1 is mounted on the one hand with a guide band 11 in the cylinder 4 and on the other hand via the piston rod 3 in a bore 12 of the housing 7 .

Der Kolben 1 besitzt eine Stufe 13, die einer Drossel 14 des Gehäuses 7 wiederum schaltwegabhängig zugeordnet ist. Die axiale Fläche 15 des Gehäuses 7 bildet die linke An schlagbegrenzung des Kolbens 1 in Gang-ein-Stellung-links entsprechend Fig. 3.The piston 1 has a step 13 , which in turn is assigned to a throttle 14 of the housing 7 as a function of the switching path. The axial surface 15 of the housing 7 forms the left impact limitation of the piston 1 in gear-in-position-left according to FIG. 3rd

Der linke Zylinderraum 16 ist über eine Hutmanschette 17 im Gehäuse 7 angeordnet abgedichtet.The left-hand cylinder chamber 16 is sealed in the housing 7 by a cuff 17 .

Der rechte Zylinderraum 18 wird durch den Zylinderboden 19 begrenzt.The right cylinder chamber 18 is delimited by the cylinder base 19 .

Die Nutringe 20 und 21 dichten die Druckluft gegen die Zylinderräume 16 und 18 ab.The grooved rings 20 and 21 seal the compressed air against the cylinder spaces 16 and 18 .

In die Kolbenstange 3 sind Nuten 22 und 23 eingearbei tet, in die eine Raste 24 eingreift, um die Schaltung in den jeweiligen Endstellungen zu halten.In the piston rod 3 grooves 22 and 23 are worked into which a catch 24 engages to hold the circuit in the respective end positions.

Über eine Schaltschwinge 25 kann die Schaltkraft auf eine in einem Kraftfahrzeug übliche Synchronisierung (hier nicht dargestellt) übertragen werden.The shifting force can be transmitted via a shift rocker 25 to a synchronization (not shown here) that is common in a motor vehicle.

Die Funktion der Schaltung ist wie folgt beschrieben:The function of the circuit is described as follows:

In Fig. 1 ist der Kolben 1 in Schaltstellung Gang-ein rechts dargestellt. Druckluft wird wie in einem Kraftfahrzeug üblich mit 10 bar ungedrosselt in die Zuführung 8 geleitet und wirkt auf die Fläche 26 des Kolbens 2. Diese relativ kleine Fläche 26 des Kolbens 2 und das dazugehörige kleine Volumen des Teilzylinders 27 wird sehr schnell gefüllt, womit die erste Forderung des schnellen Schaltens bis in die Syn stellung entsprechend Fig. 2 erfüllt ist.In Fig. 1, the piston 1 is shown in the gear-on switch position on the right. Compressed air, as is usual in a motor vehicle, is fed unrestrictedly into the feed 8 at 10 bar and acts on the surface 26 of the piston 2 . This relatively small area 26 of the piston 2 and the associated small volume of the partial cylinder 27 is filled very quickly, so that the first requirement of fast switching up to the syn position shown in FIG. 2 is met.

Der Kolben 1 steht nun so, daß die Drosseln 10 und 14 wirksam werden können.The piston 1 is now so that the throttles 10 and 14 can take effect.

Über die Drossel 10 füllt sich nun relativ langsam der Teilzylinderraum 18, bis die Synchronisierung vollzogen ist mit einem erforderlichen kleinen Luftdruck (z. B. 6 bar), der auf die Kolbenfläche 29 wirkt. The partial cylinder chamber 18 now fills up relatively slowly via the throttle 10 until the synchronization is carried out with a required small air pressure (for example 6 bar) which acts on the piston surface 29 .

Bei sehr kleinen auf die Synchronisierung wirkenden Verlustmomenten eines betriebswarmen Getriebes ist der Zylin der nun in der Lage, die weitere Schaltung zu vollziehen.If the synchronization is very small The Zylin is the moment of loss of a warm gearbox who is now able to carry out the further switching.

Bei sehr hohen Verlustmomenten eines sehr kalten Getrie bes (z. B. bei Temperaturen unter 0 Grad Celsius) wird der Druck im Zylinderraum 18 weiter ansteigen, bis der Maximaldruck (z. B. 10 bar ) erreicht ist. Damit ist der rechte Zylinderraum 18 in hohem Maße vorgespannt, während der linke Zylinderraum 16 nur den Umgebungsluftdruck besitzt.At very high loss moments of a very cold gearbox (e.g. at temperatures below 0 degrees Celsius) the pressure in the cylinder space 18 will continue to increase until the maximum pressure (e.g. 10 bar) is reached. The right cylinder chamber 18 is thus preloaded to a high degree, while the left cylinder chamber 16 only has the ambient air pressure.

Hiermit wird eine weitere Forderung einer sehr hohen Schaltkraft bei einem großen Zylinderdurchmesser erfüllt.This is another requirement of a very high Switching force met with a large cylinder diameter.

Nun wird, wie bei einer Kraftfahrzeug-Sperrsynchronisie rung üblich, die Synchronsperre plötzlich aufgehoben und der Kolben schlagartig über das sich entspannende Volumen 18 in Bewegung gesetzt.Now, as is usual in a motor vehicle lock synchronization, the synchronous lock is suddenly released and the piston is suddenly set in motion over the relaxing volume 18 .

Ungedrosselt bewegte sich bei den bisher üblichen Bau weisen der Kolben 1 mit sehr hoher Geschwindigkeit bis zur Anschlagfläche 15 und erzeugte dort über den hohen Impuls das große Anschlaggeräusch (bis 90 dBA).Without throttling, the piston 1 in the previously conventional construction had a very high speed up to the stop surface 15 , where it generated the large stop noise (up to 90 dBA) via the high impulse.

Bei der vorliegenden Lösung wird nun das entspannte Zy lindervolumen 16 über die Drossel 14 aus der Öffnung 9 so herausgedrückt, daß der Kolben 1 in der Endphase verlangsamt auf die Fläche 15 prallt und das Anschlaggeräusch vermindert auftritt.In the present solution, the relaxed Zy cylinder volume 16 is now pushed out of the opening 9 via the throttle 14 in such a way that the piston 1 slows down onto the surface 15 in the final phase and the impact noise is reduced.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist der Aufbau des Zylinders in seinen Funktionen erfindungsgemäß symmetrisch gestaltet, um bei der Schaltung von Fig. 3 nach Fig. 1 die gleichen Effekte zu erzielen.As can be seen from FIGS. 1 to 3, the structure of the cylinder is designed symmetrically according to the invention in order to achieve the same effects in the circuit from FIG. 3 to FIG. 1.

BezugszeichenReference numerals

1 Kolben
2 rechter, kleiner Kolben (Mutter)
3 Kolbenstange
4 Zylinder
5 rechte Anschlagfläche
6 Befestigungsschraube
7 Gehäuse
8 Luftzufuhr/Luftablaß
9 Luftablaß/Luftzufuhr
10 rechte Drossel
11 Kolbenführungsband
12 gehäuseseitiges Lager
13 linker, kleiner Kolben
14 linke Drossel
15 linke Anschlagfläche
16 linker Zylinderraum
17 Hutmanschette
18 rechter Zylinderraum
19 rechte Zylinderwand
20 linker Nutring
21 rechter Nutring
22 linke Rastennut
23 rechte Rastennut
24 Raste
25 Schaltschwinge
26 Fläche des rechten Vorzylinders
27 Raum des rechten Vorzylinders
28 Raum des linken Vorzylinders
29 Kolbenfläche des Kolbens 1 1 piston
2 small pistons on the right (nut)
3 piston rod
4 cylinders
5 right stop surface
6 fastening screw
7 housing
8 Air supply / exhaust
9 Air outlet / air supply
10 right choke
11 piston guide band
12 bearing on the housing side
13 left, small piston
14 left throttle
15 left stop surface
16 left cylinder space
17 hat cuff
18 right cylinder chamber
19 right cylinder wall
20 left grooved ring
21 right grooved ring
22 left notch
23 right notch
24 notches
25 rocker arms
26 area of the right pre-cylinder
27 Room of the right pre-cylinder
28 Space of the left pre-cylinder
29 piston surface of the piston 1

Claims

1. Pneumatic switching cylinder, in particular for motor vehicles with partially pneumatically switched transmissions, characterized in that the supply air orifice ( 10 ) and the exhaust air orifice ( 14 ) are locally matched to the piston ( 1 ) so that they are in the switching center position (accordingly Fig 2) both act on the piston (2, 13)..

2. Pneumatic switching cylinder according to claim 1, characterized in that the cross sections of the two diaphragms ( 10 and 14 ) are the same size.

3. Pneumatic switching cylinder according to claim 1, characterized in that the air supply ( 8 or 9 ) acts directly and unthrottled on the smaller pistons ( 2 or 13 ).

4. Pneumatic switching cylinder according to claim 1, characterized in that the supply air ( 8 or 9 ) on the piston ( 2 or 13 ) is throttled.

5. Pneumatic switching cylinder according to claim 1, characterized in that the exhaust air ( 14 or 10 ) on the piston ( 2 or 13 ) is throttled.