DE4309027A1

DE4309027A1 - Stellzylinder

Info

Publication number: DE4309027A1
Application number: DE19934309027
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Frey
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1993-03-20
Filing date: 1993-03-20
Publication date: 1994-09-22
Also published as: FR2702523A1; FR2702523B1; BR9401144A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellzylinder, insbesondere für die Betätigung einer Schaltwelle eines Schaltgetriebes für Kraftfahrzeuge.

Es sind bereits Vorrichtungen bekannt (z. B. DE-OS 40 11 850), bei denen ein Stellzylinder für die Betätigung einer Reibungskupp lung verwendet wird. Eine derartige Vorrichtung dient zur Durch führung eines Verfahrens zum Steuern einer zwischen einer An triebsmaschine und einem Schaltgetriebe wirksamen, automatisier ten Reibungskupplung. Die Reibungskupplung ist über einen Betä tigungsmechanismus, der ein Ausrücklager und eine daran angrei fende Gabel umfassen kann, ein- und ausrückbar. Der Betätigungs mechanismus wird dabei über ein Stellglied in Form eines hydrau lischen Stellzylinders betätigt. Das Schalten des Schaltgetriebes erfolgt bei dieser Vorrichtung jedoch weiterhin über einen Schalt hebel, welcher die Schaltwelle des Schaltgetriebes entsprechend beaufschlagt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Stellzylinder, insbesondere für die Betätigung einer Schaltwelle eines Schaltge triebes für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, der bei entsprechender Ansteuerung eine automatisierte Betätigung des Schaltgetriebes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schaltwelle mit einem in einem Gehäuse angeordneten Stellkolben fest verbunden ist, wobei der Stellkolben hydraulisch beaufschlagt und über ein Druckmittel im Gehäuse axial verschiebbar und dreh bar beweglich gelagert aufgenommen ist.

Hierbei ist von Vorteil, daß durch eine entsprechende hydrauli sche Beaufschlagung des Stellkolbens die Schaltwelle eines Schalt getriebes bewegt werden kann, wobei durch Drehung der Schaltwelle eine entsprechende Schaltgasse gewählt und bei axialer Bewegung der Schaltwelle anschließend der entsprechende Gang einlegbar ist.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der Stellkolben mit dem Gehäuse zu beiden Enden hin je einen Druck raum bildet, die über Druckmittelanschlüsse beaufschlagt werden und bei Druckbeaufschlagung eines Druckraumes eine axiale Ver schiebung des Stellkolbens in der entsprechenden Richtung gewähr leisten.

In weiterer wesentlicher Ausgestaltung ist vorgesehen, daß ein den Stellkolben koaxial umgebender, axial beweglicher Ringkolben über eine Schrägverzahnung direkt oder indirekt mit dem Stell kolben in Verbindung steht. Mit Vorteil wird hierbei über die Schrägverzahnung die axiale Bewegung des Ringkolbens in eine Drehbewegung der Schaltwelle umgewandelt.

Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, daß koaxial zwischen Stellkolben und Ringkolben ein Mitnahmeelement angeord net ist, welches mit dem Stellkolben über eine Längsverzahnung drehfest - aber axial verschiebbar - und mit dem Ringkolben über eine Schrägverzahnung verbunden ist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß die Schaltwelle mit dem Stellkolben verbunden ist, der wiederum über die Längsverzahnung relativ axial verschieb bar zum Mitnahmeelement angeordnet ist, und daß das Mitnahmeele ment über die Schrägverzahnung durch den axial verschiebbaren Ringkolben in Drehung versetzt wird, so daß unabhängig der momen tanen axialen Position des Stellkolbens jeweils gleichzeitig eine Drehung des Stellkolbens über das Mitnahmeelement und damit der Schaltwelle möglich ist.

Zur einwandfreien Positionserkennung ist vorgesehen, daß der Stellkolben und/oder der Ringkolben mit Sensoren zur Wegerfassung versehen sind. Als Sensoren sind dabei induktive Elemente und Permanentmagnete vorgesehen.

Nach einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist der Ringkolben mit einem Sensor zur Drehwinkelerfassung versehen.

Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, daß der Ringkol ben auf einer Seite einen hydraulischen Druckraum bildet. Mit Vorteil läßt sich hierbei dem Druckraum entgegengesetzt gerichtet eine Feder anordnen, so daß aus jeder Position des Ringkolbens eine Rückstellung bis hin zur Ausgangsposition möglich ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 schematisch dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt einen Stellzylinder, bestehend aus einem zylin derförmigen Gehäuse 1, welches vorzugsweise als Aluminium-Druck gußteil ausgebildet ist und über einen Flansch an ein nicht ge zeigtes Schaltgetriebe angeschraubt wird. Im Innern des Gehäu ses 1 ist ein axial beweglicher Stellkolben 6 und ein ebenfalls axial beweglicher Ringkolben 10 angeordnet. Der Stellkolben 6 ist formschlüssig, z. B. mittels einer Spannhülse, mit einer zentralen Schaltwelle 3 eines Schaltgetriebes verbunden. Der Stellkolben 6 ist in einer zylindrischen Bohrung des Gehäuses 1 geführt und bildet auf beiden Seiten seiner Abdichtung 16 hydraulische Druck räume 4 und 5. Die Montage des Stellkolbens 6 in das Gehäuse 1 wird durch den Deckel 17 ermöglicht.

Über den Druckmittelanschluß T läßt sich der Druckraum 4 beauf schlagen und so den Stellkolben 6 axial nach außen bewegen, wäh rend über den Druckmittelanschluß 9 der Druckraum 5 mit Druckmit tel beaufschlagt wird und eine axiale Verschiebung des Stellkol bens 6 ins Innere des Gehäuses 1 gewährleistet. Die aktuelle Position des Stellkolbens 6 läßt sich über den induktiven Sen sor 14 in Verbindung mit dem Permanentmagneten 18 ermitteln.

Der Stellkolben 6 und damit die Schaltwelle 3 ist über die Längs verzahnung 11 mit dem Mitnahmeelement 13 drehfest, jedoch axial verschieblich verbunden. Der äußere Teil des Mitnahmeelementes 13 ist auf seiner Außenfläche mit einer Schrägverzahnung 2 versehen, die mit einer entsprechenden Schrägverzahnung auf der Innenseite des Ringkolbens 10 in Eingriff steht. Wird der Druckraum 15 mit hydraulischem Druckmittel beaufschlagt, so wird der Ringkolben 10 axial bewegt, wobei gleichzeitig über die Schrägverzahnung 2 das Mitnahmeelement 13 eine Drehbewegung ausführt. Über diese Drehbe wegung wird der Stellkolben 6 zusammen mit der Schaltwelle 3 ebenfalls gedreht. Zur Erfassung des Drehwinkels der Schaltwelle 3 ist das Mitnahmeelement 13 mit einem Sensor 12 zur Erfassung des Drehwinkels ausgestattet.

Als Sensor 14 ist ein berührungsloser Wegaufnehmer vorgesehen, der aus einem permanenten Ringmagneten 18 besteht und am Stell kolben 6 angebracht ist und ein an der Zylinderaußenwand des Ge häuses 1 befestigtes Spulenelement mit Primär- und Sekundärwick lung. Alternativ kann zum Erfassen der Position des Stellkolbens 6 auch ein Linearpotentiometer eingesetzt werden.

Der Ringkolben 10 führt über die Druckbeaufschlagung des Druckrau mes 15 eine Linearbewegung aus, wobei über die Schrägverzahnung 2 eine Drehbewegung in das Mitnahmeelement 13 und über die Längs verzahnung 11 in den Stellkolben 6 und über den Formschluß gleichzeitig in die Schaltwelle 3 eingeleitet wird. Die Drehmoment abstützung des Ringkolbens 10 erfolgt bei diesem Ausführungsbei spiel über Zylinderstifte 19. Der Ringkolben 10 arbeitet gegen die Rückstellfeder 8, so daß nach Beendigung der Druckbeaufschlagung des Druckraumes 15 die Feder 8 den Ringkolben 10 in seine Aus gangsposition bewegt.

Bezugszeichenliste

1 = Gehäuse
2 = Schrägverzahnung
3 = Schaltwelle
4 = Druckraum
5 = Druckraum
6 = Stellkolben
7 = Druckmittelanschluß
8 = Feder
9 = Druckmittelanschluß
10 = Ringkolben
11 = Längsverzahnung
12 = Sensor
13 = Mitnahmeelement
14 = Sensor
15 = Druckraum
16 = Abdichtung
17 = Deckel
18 = Permanentmagnet
19 = Zylinderstifte.

Claims

1. Stellzylinder, insbesondere für die Betätigung einer Schalt welle eines Schaltgetriebes für Kraftfahrzeuge, da durch gekennzeichnet, daß die Schaltwel le (3) mit einem in einem Gehäuse (1) angeordneten Stellkolben (6) fest verbunden ist, wobei der Stellkolben (6) hydraulisch beaufschlagt und über ein Druckmittel im Gehäuse (1) axial verschiebbar und drehbar beweglich gelagert aufgenommen ist.

2. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (6) mit dem Gehäuse (1) zu beiden Enden hin je ei nen Druckraum (4, 5) bildet, die über Druckmittelanschlüsse (7, 9) beaufschlagt werden und bei Druckbeaufschlagung eines Druckraumes (4, 5) eine axiale Verschiebung des Stellkolbens (6) in der entsprechenden Richtung gewährleisten.

3. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Stellkolben (6) koaxial umgebender, axial beweglicher Ringkolben (10) über eine Schrägverzahnung (2) direkt oder in direkt mit dem Stellkolben (6) in Verbindung steht.

4. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ko axial zwischen Stellkolben (6) und Ringkolben (10) ein Mitnah meelement (13) angeordnet ist, welches mit dem Stellkolben (6) über eine Längsverzahnung (11) drehfest - aber axial ver schiebbar - und mit dem Ringkolben (10) über eine Schrägver zahnung (2) verbunden ist.

5. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (6) und/oder der Ringkolben (10) mit Sensoren (14) zur Wegerfassung versehen sind.

6. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren (14) induktive Elemente und Permanentmagnete vorgese hen sind.

7. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (10) mit einem Sensor (12) zur Drehwinkelerfassung versehen ist.

8. Stellzylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (10) auf einer Seite einen hydraulischen Druckraum (15) bildet.

9. Stellzylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckraum (15) entgegengesetzt gerichtet eine Feder angeordnet ist.