KR20080086832A - 시프팅력 보조 장치 - Google Patents

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슈테펜 자일러
안드레아스 쇼흐
헬무트 오트
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페스토 악티엔 게젤샤프트 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 수동 변속기에서 유체식 시프팅력 보조를 위한 시프팅력 보조 장치에 관한 것으로, 상기 시프팅력 보조 장치는 서보 유닛 (12) 을 구비하며, 상기 서보 유닛은 서보 하우징 (13) 및 상기 서보 하우징 (13) 안에 이동 가능하게 안내된 구동 부재 (14) 를 구비하고, 상기 구동 부재는 서보 하우징 (13) 을 압력 유체의 영향을 받을 수 있는 적어도 2 개의 구동 챔버 (15, 16) 로 분할하며 출력부 (17) 를 통해 변속기쪽에 연결될 수 있고, 상기 구동 부재에는 컨트롤 밸브 (20) 가 할당되어 있으며, 상기 컨트롤 밸브는 유체 제어를 위해 서로 상대적으로 조정 가능한 2 개의 밸브 구성 요소 (21, 22) 를 구비하고, 상기 밸브 구성 요소들 중 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 단단히 구동 부재 (14) 와 연결되어 있고 제 2 밸브 구성 요소 (22) 는 이에 대해 상대적으로 조정 가능하며 시프팅 수단 (23) 과 결합될 수 있고, 양 밸브 구성 요소 (21, 22) 간의 상대 위치는 구동 챔버 (15, 16) 가 유체의 영향을 받는 것을 제어하며, 상기 컨트롤 밸브는 서보 하우징 (13) 의 외부에 안착하고, 이때 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 서보 하우징 (13) 밖으로 안내된 커플링 부재 (19) 를 통해 구동 부재 (14) 와 결합되어 있다.

Description

시프팅력 보조 장치{SHIFTING FORCE ASSISTANCE DEVICE}
본 발명은 수동 변속기에서 유체식 시프팅력 보조를 위한 시프팅력 보조 장치에 관한 것으로, 상기 시프팅력 보조 장치는 서보 유닛을 구비하며, 상기 서보 유닛은 서보 하우징 및 상기 서보 하우징 안에 이동 가능하게 안내된 구동 부재를 구비하고, 상기 구동 부재는 서보 하우징을 압력 유체의 영향을 받을 수 있는 적어도 2 개의 구동 챔버로 분할하며 출력부를 통해 변속기쪽에 연결될 수 있고, 상기 구동 부재에는 컨트롤 밸브가 할당되어 있으며, 상기 컨트롤 밸브는 유체 제어를 위해 서로 상대적으로 조정 가능한 2 개의 밸브 구성 요소를 구비하고, 상기 밸브 구성 요소들 중 제 1 밸브 구성 요소는 단단히 상기 구동 부재와 연결되어 있고 제 2 밸브 구성 요소는 이에 대해 상대적으로 조정 가능하며 시프팅 수단과 결합될 수 있고, 양 밸브 구성 요소들 간의 상대 위치 (relative positiion) 는 구동 챔버들이 유체의 영향을 받는 것을 제어한다.
상기 언급된 방식의 시프팅력 보조 장치는 EP 1 108 166 A1 으로부터 알려져 있으며, 상기 시프팅력 보조 장치에서는 컨트롤 밸브와 서보 유닛이 하나의 부품으로 결합되어 있다. 여기에서는 컨트롤 로드를 포함하는 보조 장치가 장착되어 있으며, 상기 컨트롤 로드는 유압식 시프팅 장치, 전동 케이블을 통해 또는 기어시프트 링키지를 통해 시프트 레버와 결합되어 있다. 여기에서는 제 1 피스톤을 구비한 일종의 피스톤-인-피스톤-배열 (piston-in-piston-arrangement) 이 장착되어 있으며, 상기 제 1 피스톤은 단단히 상기 컨트롤 로드 상에 안착하고 그 축방향 운동시 함께 움직여지며, 이로 인해 압력 유체가 작동 챔버 안에 도달하고, 상기 작동 챔버 안에는 그 밖의 피스톤이 있으며, 상기 피스톤은 유체 압력에 의해 그 후 지체되어 뒤따라 이동하고, 이로 인해 유체식 시프팅력 보조가 야기된다. 이와 같은 피스톤-인-피스톤-배열은 비교적 노력이 많이 들며, 또한 제조 비용이 비교적 높다.
이 이외에, 상기 언급된 문헌에는 서보 유닛과 컨트롤 밸브가 서로 분리되어 있는 소위 '해산된' 설치방식의 가능성이 기술되어 있다. 이러한 '해산된' 설치방식이 어떻게 실현되는 가에 대한 상세내용은 공개되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 간단한 구조로 탁월함을 나타내며 적절한 비용으로 제조될 수 있는, 상기 언급된 방식의 시프팅력 보조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명의 독립항인 제 1 항의 특징을 갖는 시프팅력 보조 장치를 통해 달성된다. 본 발명의 개선예는 종속항에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 시프팅력 보조 장치는 컨트롤 밸브가 서보 하우징의 외부에 안착하고, 이때 제 1 밸브 구성 요소는 서보 하우징 밖으로 안내된 커플링 부재를 통해 구동 부재와 결합되어 있음으로써 그 탁월함을 나타낸다.
즉, 본 발명에 따른 시프팅력 보조 장치는 상기 언급된 선행기술로부터의 매우 노력이 많이 드는 피스톤-인-피스톤-배열과 비교하여 매우 간단하게 조립될 수 있으며, 따라서 보다 적절한 비용으로 제조될 수 있다. 간단한 시스템 조율 및 조정이 가능한데, 왜냐하면 컨트롤 밸브가 서보 하우징의 외부에 놓여 있으며, 따라서 훨씬 더 간단하게 접근 가능하기 때문이다. 예컨대, 개별 밸브 구성 요소들의 교체에 의해 보다 빠른 또는 보다 느린 시프팅력 보조를 가능하게 할 수 있다. 상기 시프팅력 보조 장치는 좋은 시프팅 촉각, 높은 원동력 및 얼마 안 되는 시프팅 히스테리시스를 가지고 있다.
본 발명의 개선예에서 컨트롤 밸브는 제 1 밸브 구성 요소에 속하는 베이스부 및 이에 대해 축방향에서 이동 가능하며 제 2 밸브 구성 요소에 속하는 밸브 슬 라이드 요소를 구비한 슬라이드 밸브로서 형성되어 있고, 이때 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이더 사이에는 장치 종축에 대해 실질적으로 평행하게 제공된 실링면이 형성되어 있다. 이러한 슬라이드 밸브는 특히 상기 베이스부와 상기 슬라이드 요소가 디스크형으로 형성되고 서로 포개어져서 이동 가능한 경우 적은 공간요구로 인해 그 탁월함을 나타낸다. 그러나, 시팅 밸브 (seating valve) 를 사용하는 것도 원칙적으로 가능하다.
특히 디스크형의 상기 베이스부는 베이스 개구를 구비할 수 있는 반면 특히 디스크형의 상기 밸브 슬라이드 요소는 슬라이드 요소 개구를 구비할 수 있고, 이때 양 구동 챔버들 중 하나가 유체의 영향을 받는 것을 가능하게 하기 위해서는 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소 사이의 상응하는 상대 위치에서 특정한 베이스 개구들은 특정한 슬라이드 요소 개구들과 교신하며, 또는 베이스 개구들 중 어느 것도 슬라이드 요소 개구들 중 어느 것과 교신하지 않고, 이로 인해 구동 챔버들이 유체의 영향을 받는 것이 차단되어 있다.
상기 밸브 구성 요소들은 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소의 상대 운동이 장치 종축에 대해 평행하게 놓인 x 방향에서 및/또는 이에 대해 수직으로 정렬된 y 방향에서 및/또는 xy 평면에 놓인 임의의 방향에서 및/또는 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소 사이의 상대적인 회전 운동을 통해 가능하도록 형성될 수 있으며, 이로 인해 작동 챔버들 중 하나가 유체의 영향을 받도록 하기 위해서는 필요에 따라 베이스 개구와 슬라이드 요소 개구 사이의 여러 가지 개방 횡단면이 가능하게 될 수 있다. 즉, 여기에서는 필요에 따라 양쪽 개구들 사이의 상이한 오버랩 횡단면이 가능하게 될 수 있다. 이로 인해, 특히 상이한 수동 변속기에 맞추기 위해 또는 수동 변속기 내부에서의 여러 가지 시프팅 조건에 맞추기 위해 시프팅력 보조 장치의 감쇠 특성을 변화시키는 것이 가능하다. 예컨대, 보다 빠른 또는 보다 느린 보조 속도를 갖는, 또는 보다 큰 또는 보다 작은 보조력을 갖는 시프팅력 보조가 행해지는 것이 가능하다.
상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소 사이에 세라믹 실링면이 형성되어 있는 것이 가능하다. 본질적으로 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소 - 경우에 따라 실링 그리스의 중간층이 있고 - 사이의 직접적인 접촉을 통해 행해지는 이와 같은 소위 '단단한' 밀봉에서는 별도의 실링 요소가 더 이상 필요하지 않다.
특히 바람직한 방식에서, 상기 베이스부와 상기 밸브 슬라이드 요소는 각기 적어도 하나의 세라믹 디스크에 의해 형성되어 있다. 이와 같은 밸브는 또한 세라믹 밸브로도 명칭될 수 있다.
본 발명의 개선예에서 상기 베이스부 및/또는 상기 밸브 슬라이드 요소는 각기 할당된 밸브 구성 요소와 분리 가능하게 연결되어 있다. 이로 인해, 이 부품들은 필요시 교체될 수 있고, 특히 그 개구가 개방 횡단면을 구비하는 부품으로 대체될 수 있다. 이로 인해, 유체가 구동 챔버들에 도달하는 속도가 제어될 수 있다. 이로 인해 시프팅력 보조 장치의 보조 속도가 조정될 수 있고, 이로 인해 결국은 시프팅 속도가 제어된다. 개방 횡단면은 특히 적합한 개방 윤곽의 선택을 통해 변화된다.
서보 하우징과 연결된 특히 레일형의 안내 장치가 제 1 밸브 구성 요소의 직선적인 (linear) 안내를 위해 장착되는 것이 가능하다. 이로 인해 제 1 밸브 구성 요소는 제 2 위치에서의 구동 부재를 통한 안내에 추가적으로 안내될 수 있고, 이는 운동 안정성을 높인다.
본 발명의 개선예에서 상기 서보 유닛은 복동식이며 유체 작동식의 작동 실린더이며, 상기 구동 부재는 구동 피스톤이고, 상기 커플링 부재는 상기 구동 피스톤에 할당된 피스톤 로드이다. 서보 유닛으로는 2 개를 초과하는 작동 챔버들을 구비한 멀티 포지션 실린더를 사용하는 것이 가능하다.
특히 바람직한 방식으로, 상기 컨트롤 밸브로의 유체 공급을 차단하기 위한 차단 밸브가 장착되어 있다. 이로 인해, 특정한 상태, 예컨대 수동 변속기의 손상을 야기할 수 있는 오류가 주어져 있으면 시스템은 유체적으로 완전히 차단될 수 있다. 그러나, 목적에 부합하여 수동 시프트 작동은 남아 있다. 상기 차단 밸브는 예컨대 제 1 밸브 구성 요소의 하우징 안에 통합될 수 있다.
특정한 유체상태, 특히 작동 압력을 조정하기 위한 조정 가능한 제어 밸브, 특히 압력 제어 밸브를 시프팅력 보조 장치 안에 장착하는 것이 가능하다. 상기 제어 밸브에 의해, 유체 공급을 차단하기 위한 차단 기능도 실행될 수 있다. 압력 제어 밸브의 사용시, 특정한 작동 압력 및/또는 특정한 압력 역치를 미리 정하는 것이 가능하다. 상기 제어 밸브는 예컨대 제 1 밸브 구성 요소의 하우징 안에 통합될 수 있다.
상기 컨트롤 밸브와 상기 서보 유닛 사이의 유체 안내는 분리된 (separate), 예컨대 굽힘 유연한 유체 라인을 수단으로 및/또는 특히 중공 몸체형의 커플링 부재에서 및/또는 레일형 안내 장치에서 실행되는 것이 가능하다.
본 발명의 개선예에서는 상기 구동 부재의 위치 감지를 위한 위치 감지 장치가 장착되어 있다. 위치 감지는 위치 센서를 수단으로 실행될 수 있고, 그러면 이로 인해 특정 위치에서의 구동 부재의 존재 또는 부재가 검출될 수 있다. 대안적으로 경로 측정 장치가 이용될 수 있으며, 상기 경로 측정 장치를 수단으로 구동 부재를 위한 경로 특성곡선이 찾아질 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4 는 수동 변속기에서 유체식 시프팅력 보조를 위한 본 발명에 따른 시프팅력 보조 장치 (11) 의 바람직한 실시예를 보이고 있다. 시프팅력 보조 장치 (11) 는, 복동식이며 (double-acting) 유체 작동식의 (fluid-actuated) 작동 실린더 형태의 서보 유닛 (servo unit, 12) 을 구비한다. 여기에서는 표준-작동 실린더가 이용될 수 있는데, 이는 시프팅력 보조 장치 (11) 의 구조를 간단하게 할 뿐만 아니라 제조비를 낮춘다. 서보 유닛 (12) 은 서보 하우징 (13) 및 상기 서보 하우징 (13) 안에 이동 가능하게 안내된 구동 피스톤 형태의 구동 부재 (drive member, 14) 를 구비한다. 구동 부재 (14) 는 서보 하우징 (13) 을 압력 유체의 영향을 받을 수 있는 2 개의 구동 챔버 (15, 16) 로 분할한다. 바람직하게는, 압력 유체로는 압축공기가 사용된다.
특히 도 3 에 도시된 바와 같이 구동 부재 (14) 는 막대형 출력부 (17) 상에 안착하고, 상기 출력부는 서보 하우징 (13) 밖으로 안내되며 수동 변속기의 변속기 구성 요소 (18) 와 연결되어 있다. 게다가 구동 부재 (14) 에는 피스톤 로드 (piston rod) 형태의 커플링 부재 (19) 가 할당되어 있다. 커플링 부재 (19) 도 바람직한 방식으로 마찬가지로 출력부 (17) 상에 안착한다. 커플링 부재 (19) 는 출력부 (17) 에 마주하여 놓인 서보 하우징 (13) 의 전면에서 상기 서보 하우징 밖으로 안내되며 컨트롤 밸브 (control valve, 20) 와 결합되어 있다.
특히 도 4 에 도시되어 있는 컨트롤 밸브 (20) 는 유체 제어를 위해 서로 상대적으로 조정 가능한 2 개의 밸브 구성 요소 (21, 22) 를 구비하며, 상기 밸브 구성 요소들 중 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 단단히 구동 부재 (14) 와 연결되어 있고 제 2 밸브 구성 요소 (22) 는 이에 대해 상대적으로 조정 가능하며 시프팅 수단 (23) 과 결합될 수 있다. 시프팅 수단 (23) 은 다른 한편으로 시프트 레버 (shift lever, 도시되어 있지 않음) 와 연결되어 있다. 시프팅 수단으로는 바람직한 방식으로 전동 케이블 또는 전동 로프가 사용된다. 특히 목적에 부합하는 것은 바우든 케이블 접속이다. 하지만 시프트 레버와 제 2 밸브 구성 요소 (22) 를 기어시프트 링키지 (gearshift linkage) 를 수단으로 또는 유압식 보조 장치를 수단으로 연결하는 것이 원칙적으로 가능할 것이다.
커플링 부재 (19) 에 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 연결은 상기 커플링 부재 (19) 의 단부에 고정되어 있는 시프팅 디스크 (24) 를 통해 행해지며, 이때 상기 시프팅 디스크의 에지 영역의 일부는 특히 직 6 면체로 형성된 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 밑면과 단단히 연결되어 있다. 즉, 유체 압력을 수단으로 발생한 구동 부재 (14) 의 운동은 커플링 부재 (19) 및 시프팅 디스크 (24) 를 통해 제 1 밸브 구성 요소 (21) 에 전달된다. 게다가, 장치 종축 (26) 에 대해 평행하게 연장되며 추가적으로 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 안내에 사용되는 안내 장치 (25) 가 장착되어 있고, 이때 상기 안내 장치 (25) 는 서보 하우징 (13) 의 전면과 연결되어 있다. 바람직하게는 상기 안내 장치는 안내 레일 (guide rail) 이며, 상기 안내 레일에서 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 특히 그루브-텅 원리에 따라 (도 1) 안내되어 있다. 제 1 밸브 구성 요소 (21) 와 서보 하우징 (13) 사이에는 구동 챔버 (15) 에 할당된 또는 구동 챔버 (16) 에 할당된 유체 라인 (fluid line, 40) 이 뻗어 있다.
컨트롤 밸브 (20) 는 세라믹 디스크 (ceramic disk) 의 형태로 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 기본 몸체의 밑면에 배치된 베이스부 (base part, 27) 및 이에 대해 축방향에서 이동 가능하며 마찬가지로 세라믹 디스크의 형태로 제 2 밸브 구성 요소 (22) 의 베이스 몸체 (base body, 31) 의 윗면에 배치된 밸브 슬라이드 요소 (valve slide element, 28) 를 구비하며 통틀어 슬라이드 밸브 (slide valve) 로서 형성되어 있다. 베이스부 (27) 및 밸브 슬라이드 요소 (28) 를 디스크형으로 형성함은 전체 컨트롤 밸브 (20) 의 비교적 적은 설치 높이를 가능하게 한다. 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이에는 세라믹 실링면 (sealing surface, 50) 이 있고, 상기 실링면은 별도의 실링 요소가 필요하지 않으면서 상기 양 부품들 사이의 '단단한' 밀봉을 가능하게 한다. 바람직하게는, 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 의 서로 마주하여 놓인 양쪽 사이에는 실링 그리 스 (sealing grease) 만이 있다.
세라믹 디스크로서 형성된 베이스부 (27) 는 베이스 개구 (29) 를 구비하는 반면, 마찬가지로 세라믹 디스크로서 형성된 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 슬라이드 요소 개구 (30) 를 구비한다. 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이의 상응하는 상대 위치에서 특정한 베이스 개구 (29) 는 특정한 슬라이드 요소 개구 (30) 와 교신하고, 이로 인해 양 구동 챔버 (15, 16) 중 하나가 유체의 영향을 받는 것이 가능해지며, 또는 베이스 개구 (29) 중 어느 것도 슬라이드 요소 개구 (30) 중 어느 것과 교신하지 않고, 이로 인해 구동 챔버 (15, 16) 가 유체의 영향을 받는 것이 차단되어 있다. 구동 챔버 (15, 16) 는 각각 중공 몸체 (hollow body) 로 형성된 커플링 부재 (19) 를 통해 환기될 수 있다. 베이스 개구 (29) 뿐만 아니라 슬라이드 요소 개구 (30) 도 특정한 개방 횡단면을 구비하며, 상기 개방 횡단면은 특히 특별한 개방 윤곽에 의해 예컨대 3 각형 또는 직 4 각형 또는 이와 같은 것의 형태로 형성되어 있다. 이 개방 횡단면은 유체가 구동 챔버 (15, 16) 에 도달하는 속도를 결정하며, 이로 인해 시프팅력 보조 장치 (11) 의 보조 속도가 미리 정해진다. 즉, 이로 인해 결국은 시프팅 속도가 조정될 수 있다.
베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 할당된 밸브 구성 요소 (21, 22) 와 분리 가능하게 연결되어 있으며, 따라서 필요시 다른 개방 횡단면을 구비한 베이스부 (27) 또는 밸브 슬라이드 요소 (28) 로 교체될 수 있다. 즉, 적합한 개방 횡단면의 선택을 통해 시프팅 속도는 아주 개별적으로 각 적용 경우에 조정될 수 있다.
제 2 밸브 구성 요소 (22) 는 베이스 몸체 (31) 를 구비하며, 상기 베이스 몸체는 중공 몸체로 형성되어 있고 커플링 하우징이라고도 할 수 있다. 베이스 몸체 (31) 의 전방 단부에는 절단 위치 (32) 가 있고, 상기 절단 위치에 시프팅 수단 (23) 이 결합되어 있다. 베이스 몸체 (1) 는 슬라이딩 가이드 (sliding guide, 33) 를 수용하며, 상기 슬라이딩 가이드 상에서 베이스 몸체 (31), 그리고 따라서 전체 제 2 밸브 구성 요소 (22) 가 제 1 밸브 구성 요소 (21) 에 대해 상대적으로 축방향에서 일직선으로 이동 가능하게 안내된다. 출발 위치에서 제 2 밸브 구성 요소 (22) 와 시프팅 디스크 (24) 사이에는 틈 (60) 이 존재한다.
슬라이딩 가이드 (33) 는 안내 부재 (34) 를 구비하며, 상기 안내 부재는 단단히 커플링 부재 (19) 의 단부와 연결되어 있다. 바람직하게는, 안내 부재 (34) 로는 스크류가 사용되며, 상기 스크류는 시프팅 디스크 (24) 를 관통하여 중공 몸체로 형성된 커플링 부재 (19) 안으로 돌려 끼워진다. 안내 부재 (34) 상에 안내 슬리브 (35) 가 안착하고, 상기 안내 슬리브를 따라 제 2 밸브 구성 요소의 베이스 몸체 (31) 가 슬라이딩할 수 있다. 안내 슬리브 (35) 는 일단부에서는 시프팅 디스크 (24) 에 부딪치는 반면 다른 단부에서는 베어링 디스크 (36) 와 접촉하며, 상기 베어링 디스크는 안내 슬리브 (35) 와 안내 부재 (34) 의 헤드 (head, 37) 사이에 배치되어 있다. 상기 베어링 디스크 (36) 에는 양쪽에서 각기 하나의 센터링 스프링이 지지되고, 상기 센터링 스프링은 다른 한편으론 베이스 몸체 (31) 에 지지되며 제 2 밸브 구성 요소 (22) 가 시프팅 운동의 작용 없이 중간 위치 (하기에서 상세히 설명됨) 의 중심에 놓여 머무는 것을 안전하게 한다. 바람직하게는, 상기 센터링 스프링은 리프 스프링으로서 형성되어 있다.
게다가 제 1 밸브 구성 요소 (21) 에는 차단 밸브 (38) 가 안착하고, 상기 차단 밸브를 수단으로 컨트롤 밸브 (20) 로의 유체 공급이 차단될 수 있다. 대안적으로, 상기 차단 밸브가 제 1 밸브 구성 요소의 하우징 안에 통합되어 있는 것이 가능하다. 이로 인해 시프팅력 보조 장치 (11) 를 유체적으로 완전히 차단하는 것이 가능하고, 따라서 보조 작용이 생기지 않는다. 이는 수동 변속기의 손상을 야기할 수 있는 특정한 상태가 주어져 있을 때면 특히 의미가 있다. 그러나 수동 시프트 작동은 남아 있다. 이 이외에, 상기 차단 밸브는 추가적인 안전으로도 쓰일 수 있는데, 즉 상기 차단 밸브는 시프팅력 보조 장치 (11) 가 가동될 수 있기 전에 우선 열려야만 한다.
게다가 서보 하우징 (13) 에는 위치 감지 장치 (39) 가 있고, 상기 위치 감지 장치를 수단으로 구동 부재 (14) 의 위치가 찾아질 수 있다. 이로 인해 예컨대 구동 부재 (14) 가 시프팅 운동의 도입시 실제로 움직였는지의 여부가 검사될 수 있다. 예컨대, 컨트롤 밸브가 전혀 작동하지 않았고 양 구동 챔버 (15, 16) 중 어느 것도 유체의 영향을 받지 않는 오류가 나타날 수 있고, 그러면 이로 인해 구동 부재 (14) 는 물론 움직이지 않는다. 상기 위치 감지 장치는 예컨대 근접 스위치 형태의 적어도 2 개의 위치 센서를 구비할 수 있으며, 상기 위치 센서들 중 하나는 구동 부재 (14) 의 일단부 위치에 할당되고 다른 하나는 다른 단부 위치에 할당된다. 대안적으로, 상기 위치 감지 장치가 경로 측정 장치를 구비하는 것이 가능하며, 상기 경로 측정 장치를 수단으로 구동 부재 (14) 의 경로 특성곡선이 찾아질 수 있다.
시프팅력 보조 장치 (11) 를 활성화하기 위해서는 우선 차단 밸브 (38) 가 열린다. 시프팅력 보조 장치 (11) 는 우선 휴지 위치에 있으며, 즉 제 2 밸브 구성 요소 (22) 의 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 그 중간 위치에 있고, 상기 중간 위치에서는 베이스부 (27) 에서의 베이스 개구들 중 어느 것도 밸브 슬라이드 요소 (28) 에서의 슬라이드 요소 개구 (30) 중 어느 것과 교신하지 않고, 이로 인해 구동 챔버 (15, 16) 가 유체의 영향을 받는 것이 차단되어 있다.
이제 시프팅 수단을 통한 시프트 레버의 작동에 의해 시프팅 운동이 제 2 밸브 구성 요소 (22) 에 주어지면 상기 제 2 밸브 구성 요소는 앞 또는 뒤로 움직이고, 이로 인해 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 베이스부 (27) 에 대해 상대적으로 그 단부 위치들 중 하나로 옮겨진다. 이 단부 위치에서 베이스부 (27) 에서의 특정한 베이스 개구 (29) 는 밸브 슬라이드 요소 (28) 의 특정한 슬라이드 요소 개구 (30) 와 교신하며, 따라서 선택적으로 양 구동 챔버 (15, 16) 중 하나가 유체, 특히 압축공기의 영향을 받는다. 제 2 밸브 구성 요소 (22) 가 예컨대 시프팅 디스크 (24) 로부터 멀리 움직여지면, 후방 구동 챔버 (16) 가 유체의 영향을 받는다. 이와 반대로, 제 2 밸브 구성 요소 (22) 가 시프팅 디스크 (24) 를 향해 움직여지면, 전방 구동 챔버 (15) 가 유체의 영향을 받는다.
구동 챔버 (15, 16) 중 하나가 유체의 영향을 받는 것은 시프팅 방향으로의 구동 부재 (14) 의 운동을 야기하며, 이로 인해 구동 부재 (14), 및 커플링 부재 (19) 와 시프팅 디스크 (24) 를 통해 상기 구동 부재와 연결된 제 1 밸브 구성 요 소 (21) 는 제 2 밸브 구성 요소 (22) 를 시프팅 방향으로 뒤따라간다. 이로 인해 유체식, 특히 공기식 시프팅력 보조가 발생하고, 상기 시프팅력은 출력부 (17) 를 통해 변속기 구성 요소 (18) 에 전달된다. 즉, 사용자에 의해 행해진 시프팅 운동은 유체적으로, 특히 공기식으로 보조를 받고, 이로 인해 선택된 기어가 손쉽게 넣어질 수 있다.
시프팅 운동이 끝나면 제 1 밸브 구성 요소 (21) 와 제 2 밸브 구성 요소 (22) 는 다시 서로 처음과 동일한 상대 위치에 있다. 즉, 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 중간 위치에 있고 구동 챔버들은 유체의 영향을 받는 것이 차단되어 있다. 다음 번 기어를 넣을 때 상기 언급된 과정이 반복된다.
도 1 은 본 발명에 따른 시프팅력 보조 장치의 바람직한 실시예의 투시도이다.
도 2 는 도 1 의 시프팅력 보조 장치의 측면도이다.
도 3 은 도 1 의 선 (III-III) 을 따른 도 1 의 시프팅력 보조 장치의 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 부분 (X) 의 확대도이다.
도 5 는 밸브 방식의 개략도와 함께 도 3 의 부분 (Y) 의 확대도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 시프팅력 보조 장치 12 : 서보 유닛
13 : 서보 하우징 14 : 구동 부재
15, 16 : 구동 챔버 17 : 출력부
20 : 컨트롤 밸브 21, 22 : 밸브 구성 요소
23 : 시프팅 수단 25 : 안내 장치
26 : 장치 종축 27 : 베이스부
28 : 밸브 슬라이드 요소 29 : 베이스 개구
30 : 슬라이드 요소 개구 38 : 차단 밸브
50 : 실링면

Claims (14)

  1. 수동 변속기에서 유체식 시프팅력 보조를 위한 시프팅력 보조 장치로서, 상기 시프팅력 보조 장치는 서보 유닛 (12) 을 구비하며, 상기 서보 유닛은 서보 하우징 (13) 및 상기 서보 하우징 (13) 안에 이동 가능하게 안내된 구동 부재 (14) 를 구비하고, 상기 구동 부재는 서보 하우징 (13) 을 압력 유체의 영향을 받을 수 있는 적어도 2 개의 구동 챔버 (15, 16) 로 분할하며 출력부 (17) 를 통해 변속기쪽에 연결될 수 있고, 상기 구동 부재 (14) 에는 컨트롤 밸브 (20) 가 할당되어 있으며, 상기 컨트롤 밸브는 유체 제어를 위해 서로 상대적으로 조정 가능한 2 개의 밸브 구성 요소 (21, 22) 를 구비하고, 상기 밸브 구성 요소들 중 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 단단히 구동 부재 (14) 와 연결되어 있고 제 2 밸브 구성 요소 (22) 는 이에 대해 상대적으로 조정 가능하며 시프팅 수단 (23) 과 결합될 수 있으며, 양 밸브 구성 요소 (21, 22) 간의 상대 위치는 구동 챔버 (15, 16) 가 유체의 영향을 받는 것을 제어하는 시프팅력 보조 장치에 있어서, 상기 컨트롤 밸브 (20) 는 서보 하우징 (13) 의 외부에 안착하고, 이때 제 1 밸브 구성 요소 (21) 는 서보 하우징 (13) 밖으로 안내된 커플링 부재 (19) 를 통해 구동 부재 (14) 와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤 밸브 (20) 는 제 1 밸브 구성 요소 (21) 에 속하는 베이스부 (27) 및 이에 대해 적어도 축방향에서 이동 가능하며 제 2 밸브 구성 요소 (22) 에 속하는 밸브 슬라이드 요소 (28) 를 구비한 슬라이드 밸브로서 형성되어 있으며, 이때 상기 베이스부 (27) 와 상기 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이에는 장치 종축 (26) 에 대해 실질적으로 평행하게 제공된 실링면 (50) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스부 (27) 와 상기 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 디스크형으로 형성되어 있으며 각각 베이스 개구 (29) 또는 슬라이드 요소 개구 (30) 를 구비하고, 이때 양 구동 챔버 (15, 16) 중 하나가 유체의 영향을 받도록 하기 위해서는 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이의 상응하는 상대 위치에서 특정한 베이스 개구 (29) 는 특정한 슬라이드 요소 개구 (30) 와 교신하며, 또는 베이스 개구 (29) 중 어느 것도 슬라이드 요소 개구 (30) 중 어느 것과 교신하지 않고, 이로 인해 구동 챔버 (15, 16) 로의 유체 공급이 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밸브 구성 요소 (21, 22) 는 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 의 상대 운동이, 장치 종축 (26) 에 대해 평행하게 놓인 x 방향에서 및/또는 이에 대해 수직으로 정렬된 y 방향에서 및/또는 xy 평면에 놓인 임의의 방향에서 및/또는 베이스부 (27) 와 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이의 상대적인 회전 운동을 통해 가능하도록 형성되어 있으며, 이로 인해 작동 챔버들 중 하나가 유체의 영향을 받도록 하기 위해서는 필요에 따라 베이스 개구 (29) 와 슬라이 드 요소 개구 (30) 사이의 여러 가지 개방 횡단면이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스부 (27) 와 상기 밸브 슬라이드 요소 (28) 사이에 형성된 실링면 (50) 은 세라믹인 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 베이스부 (27) 와 상기 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 각각 적어도 하나의 세라믹 디스크에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스부 (27) 및/또는 상기 밸브 슬라이드 요소 (28) 는 각각 할당된 밸브 구성 요소 (21, 22) 와 분리 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 종축 (26) 에 대해 평행하게 뻗어 있는, 특히 레일형의 안내 장치 (25) 는 상기 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 일직선적인 안내를 위해 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서보 유닛 (12) 은 복동식이며 유체 작동식의 작동 실린더이며, 상기 구동 부재 (14) 는 구동 피스톤이고, 상기 커플링 부재는 상기 구동 피스톤에 할당된 피스톤 로드인 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤 밸브 (20) 로의 유체 공급을 차단하기 위한 차단 밸브 (38) 가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 차단 밸브 (38) 는 상기 제 1 밸브 구성 요소 (21) 의 하우징 안에 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 특정한 유체상태, 특히 작동 압력을 조정하기 위한 조정 가능한 제어 밸브, 특히 압력 제어 밸브가 시프팅력 보조 장치 (11) 안에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤 밸브 (20) 와 상기 서보 유닛 (12) 사이의 유체 안내는 분리된 유체 라인을 수단으로 및/또는 특히 중공 몸체형의 커플링 부재에서 및/또는 레일형 안내 장치에서 실행되는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 부재 (14) 의 위치 감지를 위한 위치 감지 장치 (39) 가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 시프팅력 보조 장치.
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