CN106662126B - 线性驱动装置、尤其是用于使传动装置中的变速杆运动的线性驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线性驱动装置、尤其是用于使传动装置中的变速杆运动的线性驱动装置，其具有可气动地或者液压地运动的压杆(11)，其中，具有至少一个可气动地或者液压地加载的工作室(16、18)的第一活塞(14)配属于压杆(11)。根据本发明，压杆(11)具有第二活塞，第二活塞能在压力室(21)中运动，其中，压力室(21)填充有不可压缩的介质，而且具有用于使不可压缩的介质进入和排出的开口。

Description

线性驱动装置、尤其是用于使传动装置中的变速杆运动的线 性驱动装置

技术领域

本发明涉及一种具有内燃机的车辆的自动变速器的线性驱动装置、尤其是使传动装置中的变速杆运动的线性驱动装置。

背景技术

所提到的类型的线性驱动装置可以安装在不同的设备和系统中，比如结合气动或者液压的变速器换挡机构、气动或者液压离合器安装在机电设备中，作为气动或液压执行器安装在气动或者液压系统中。重要的应用是自动化的传动装置中的变速杆的运动，依据该应用来阐述本发明。

具有内燃机的机动车的变速器设有用于使换挡运动自动化的附加装置。附加装置包含具有可沿纵向方向移动的压杆的线性驱动装置，压杆在端部具有在两侧都起作用的气缸、即所谓的双位或者多位气缸。附属的活塞被流体加载，其为了该目的并且根据有意的运动方向流入到两个工作室之一中。在多位气缸之外，压杆具有用于将运动/力传递到变速杆上的接口、比如用于携带变速杆的凹陷部或者凹部。

由流体对活塞进行的加载通过打开相应的线路中的阀来触发。出于成本原因，设备上的花费应该尽可能低。因此，最简单的是以如下方式操控阀，即，使得阀要么打开要么关闭。在这种运行的情况下，压杆无阻尼且以高速来回运动。通常，压杆的运动仅通过压杆自己或者活塞在多位气缸中的止挡来停止。由此，对相关的构件要求很高。恰恰在传动装置中，平顺的运动、也就是逐级的和/或连续的相互接续是有意义的，以便能够以经济的方式实现所参与的齿轮的互相啮合(同步功能)。

发明内容

本发明的任务是提供一种线性驱动装置，利用线性驱动装置，经阻尼的运动流程是可能的。优选地，其他的任务是压杆的不连续的运动过程、非线性的力-行程-过程、在无止挡部、卡锁部和拖拉活塞(Schleppkolben)的情况下对不同的位置的简单的操控、结构元件的最小负载、由于在力引入与调整单元之间的隔开所引起的冗余安全功能、对位置的可能的锁定和/或操控在具有尽可能少的电磁阀的同步传动装置中的线性驱动装置。

根据本发明，任务通过根据本发明的具有内燃机的车辆的自动变速器的线性驱动装置来解决。压杆具有第二活塞，第二活塞可在压力室中运动。在此，压力室填充有不可压缩的介质并且具有用于使不可压缩的介质进入和排出的开口。尤其是，开口的横截面小于压力室的有效横截面。通过使不可压缩的介质穿流过开口而得到阻尼效应。除了所提到的开口之外还可以设置有其他开口，其方法是，设置有用于使不可压缩的介质进入的开口和用于使不可压缩的介质排出的开口。由于具有压力室的第二活塞而得到在一方面将力引入(到工作室中)与另一方面对(压力室)进行阻尼之间的功能上的分隔。两个任务可以总共利用三个电磁阀来满足。

根据本发明的另一构思，尤其是可电操控的阀、比如电磁阀可以配属于开口或者连接的线路。优选地涉及2位阀，2位阀尤其是可以周期性地操控。通过阀可调整不可压缩的介质的体积流量并且借此同时可调整压杆的运动。

有利地设置有用于直接或者间接确定压杆的位置的器件。由此可实现对线性驱动装置的调整。

根据本发明，流量计可以配属于连接到开口上的线路。这样，压杆的位置的变化可通过测量体积流量来确定。在这种情况下，流量计是用于间接的位置确定的器件。

附加地或者替选地，用于位置确定的传感器可以配属于压杆或者与压杆连接的构件。在这种情况下，传感器是用于位置确定的器件。优选地，在容纳压杆的壳体中设置有传感器。

有利地，传感器是以电感方式或以磁方式起作用的传感器。传感器例如可以是PLCD(永磁式非接触线性位移(Permanent Linear Contactless Displacement))传感器，PLCD传感器利用磁特性探测构件的位置。

根据本发明，第二活塞可以是压杆的端部。优选地，第一活塞设置在压杆的另一端部上。

替选地，第二活塞可以是与压杆连接的活塞、尤其可以是一种杆。优选地，第二活塞沿轴向方向连接到压杆上或与压杆对齐。

根据本发明的另一构思，第二活塞和压力室是如下外部单元的一部分，该外部单元与用于压杆的壳体连接。该外部单元可以设置为用于现有的线性驱动装置的改进方案。

根据本发明，线路可以配属于开口，其中，线路与针对不可压缩的介质的贮存装置连接。优选地，贮存装置是开放式的或无压力的贮存装置，从而使得在体积变化时，在贮存装置中不会出现过压或者负压。

替选地可以设置有封闭式的系统。为此，第三活塞和具有不可压缩的介质的另一压力室配属于压杆，其中，第三活塞在该另一压力室中抵抗第二活塞，而且其中，该另一压力室与第二活塞的压力室通过线路保持连接。在压杆运动时，不可压缩的介质在两个压力室之间来回流动。不需要附加的贮存装置。在此也可以设置有用于直接或者间接地确定压杆的位置的器件。

根据本发明的另一构思，压力室、第二活塞和第三活塞是如下外部单元的一部分，该外部单元与用于压杆的壳体连接。该外部单元可以作为改进方案添加给线性驱动装置。

本发明的主题也是一种具有根据本发明的线性驱动装置的传动装置、尤其是一种自动变速器。

此外，本发明的主题是一种用于操纵根据本发明的具有尤其是可电操控的用于开口或者用于连接到开口上的线路的阀的线性驱动装置的方法。在配属于线路或者压力室的开口的阀是关闭的期间，以压力加载工作室用以操纵线性驱动装置。只有在此之后才对阀进行操控，以便可以使不可压缩的介质流到压力室中或者从压力室中流出并且如此地来控制压杆的运动。借此，压杆的运动与在工作室中的压力的构建无关。

根据本发明的用于操纵线性驱动装置的另一方法设置的是，配属于压力室的开口或者连接的线路的阀在不操纵线性驱动装置时是关闭的并且如此锁定线性驱动装置。由此避免了线性驱动装置的无意的或者未限定的位置。

优选地，以气动方式来实现以第一活塞加载工作室并且因此实现压杆的运动。从中也得到线性驱动装置的优选的应用，也就是线性驱动装置结合用于具有气动系统的商用车、尤其是用于操纵压缩空气制动器的自动变速器的应用。

附图说明

本发明的其他特征从其余的描述中得到。本发明的有利的实施例随后依据附图详细阐述。其中：

图1以部分的并且非常简化的纵剖面示出了具有压杆和壳体的线性驱动装置、也就是所谓的具有贮存装置的内部实施方案，

图2示出了类似于图1具有贮存装置的、然而具有外部单元的线性驱动装置，

图3示出了作为类似于图1的内部实施方案的、然而作为无贮存装置的封闭式的系统的线性驱动装置，

图4示出了类似于图3作为无贮存装置的封闭式的实施方案的、然而具有外部单元的线性驱动装置。

具体实施方式

压杆11以沿纵轴线12可移动的方式支承在壳体10中。在图1左侧的端部上，压杆11具有在气缸13中受引导的活塞14。在此，活塞14和气缸13分开地实施，活塞带有在第一气缸工作室16中的环形的第一活塞表面15和在第二气缸工作室18中的全圆形的第二活塞表面17。两个工作室16、18可通过未示出的接头和线路以工作流体来操控，从而使得压杆11在壳体10中沿纵轴线12的方向运动。

优选地，根据具有拖拉活塞的多位气缸的已知的原理来构造活塞14和气缸13，但是这在本发明的范围内是次要的并且不必详细阐述。在对工作室18“充气”和对工作室16“排气”时，压杆11向右运动，反之亦然。在对两个工作室16、18以相同的压力充气时，活塞14回到在图中示出的中间位置。有效的活塞表面15、17于是一样大。

大致在中间，压杆11侧向地具有凹部19作为用于将力传递到变速器的接口。例如，万向接头可以安装到凹部19中，在万向接头上装有变速器的变速杆。通过压杆11的运动使变速杆来回运动。

在压杆11的在图1右侧的另一端部上，压杆11的头部20作为第二活塞没入到压力室21中。压力室21或者头部20设有环绕的密封件22。根据压杆11的位置，头部20占据压力室21的体积的较大或者较小的部分。

具有阀24的线路23连接到压力室21上。优选地涉及简单的2位电磁阀，2位电磁阀要么打开要么关闭，如在图1中所示出的那样。紧接着阀24，线路23继续延伸到具有不可压缩的液体的贮存装置25中。由于该贮存装置，可以补偿压力室21的自由体积方面的变化。此外，贮存装置还对液体的膨胀或者损失进行补偿。

在尤其是在阀24与贮存装置25之间的线路23中设置有体积流量探测器26。因为在贮存装置25中、在线路23中和在压力室21中的液体是不可压缩的，所以从所探测到的体积流量可以推导出压杆11的定量的行程变化。

设置有阀24的调整装置，用于影响压杆11在活塞14被加载之后的运动。具体是以关闭的阀24为出发点，参见图1。接着，为了调节压杆11，沿一个方向或者另一方向对活塞14进行加载，从而存在调节力。紧接着，阀24在控制装置或者调整装置的范畴内暂时地或周期性地打开，以便能够实现不可压缩的液体从压力室21到贮存装置25或朝相反方向的环流。在此，体积流量通过探测器26来检测，而且作为信息馈送到控制装置/调整装置中。由此例如可能的是，压杆11在运动结束时以相较运动的平均速率更小的速率行进。

除了探测器26之外或者替选地，以磁方式来工作的传感器27可以侧向地布置在压力室21上。传感器27扫描在头部20上的永磁体28的位置。永磁体28在图1中仅示出为是靠近头部表面29的。

图1包含集成到壳体10中的(内部)调整单元，调整单元具有头部20、压力室21和其他的部件，而图2示出了在壳体10之外的外部调整单元30，外部调整单元具有用于不可压缩的液体的贮存装置31。外部调整单元30的其他的重要的组成部分是在附加壳体33中的杆状活塞32、2位电磁阀式的阀34、体积流量探测器35和从贮存装置31经由探测器35和阀34到压力室37的线路36。

活塞32沿纵轴线12布置并且与压杆11固定连接。按照图2，活塞32旋入到头部20中的孔38中。

以类似的方式，附加壳体33利用凸起部39安装到压力室21中。在此，压力室21可以是无压力的或具有与大气始终敞开的连接，这是因为其通过压力室37来替换。

活塞32可移动地支承在附加壳体33中、也就是管40中，管使压力室37朝压杆11的方向继续延伸。在管40的区域内，在活塞32与附加壳体33之间设置有环绕的密封件41。附加壳体33与壳体10彼此固定地旋接。图2仅示出了相应的旋接件的纵轴线42、43。

在压杆11每次移动时，活塞32一起运动并且这样改变了压力室37的体积。相应地，在阀34打开的情况下，液体沿线路36从贮存装置31流出或者流入到该贮存装置中。

在此，除了体积流量探测器35之外或者替选于其地也可以设置有以磁方式起作用的传感器44，其与活塞31的头部46上的永磁体45共同作用。

图3和4示出了用于实现调整的某个其他的原理。不是从附加的贮存装置提取不可压缩的液体或将不可压缩的液体馈送到那里，而是不可压缩的液体在两个活塞-气缸单元之间来回运动。涉及封闭式的系统。为了简化，图3示出了在没有在图1和2中所绘出的气缸13和活塞14的情况下的压杆11。示出了在壳体10中的内部调整单元。

如在图1中的那样，在压杆11的右端部上形成由头部20和压力室21组成的活塞-气缸单元。在压杆的左侧、即朝在图3中未示出的凹部(在图1中的数字19)的方向，压杆11设有用于形成活塞的扩展部47，其中，该活塞可在柱形空间48内来回运动。除了在图3中示出的第一活塞14之外，头部20是第二活塞，而扩展部47是第三活塞。

柱形空间48的一部分设置为另一压力室49。该另一压力室通过线路50与压力室21连接。一方面压力室21的横截面与压杆11的横截面保持一致并且另一方面压力室49的横截面与压杆11的横截面保持一致，从而使得沿纵轴线12的方向，有效的横截面面积是相同的。由此确保的是，在液体经由线路50环流时，压力室21、49的体积总和保持相等。

阀51(2位电磁阀)和体积流量探测器52布置在线路50中。替选于探测器52地或者除了探测器之外，在此也可以将以磁方式起作用的传感器53设置在壳体10中并且将永磁体54设置在头部20上。

同样如图3那样，图4示出了没有贮存器、然而具有类似于图2的外部单元55的封闭式的系统。由于封闭式的系统，外部单元55的结构比在图2的开放式的系统中耗费得更高一些。在图4中，外部单元55通过虚线56包围。外部单元55具有带有头部58的杆状的活塞57、压力室59、连接在压力室上的线路60、在柱形空间62中的另一压力室61和在活塞57上的扩展部63。扩展部63形成活塞57在柱形空间62中的横截面增大部，而且作用为用于另一压力室61的附加的活塞(作为第三活塞)。该另一压力室通过线路60与压力室59连接并且以如下方式确定尺寸，即，使得在不可压缩的液体溢出时，压力室的体积的总和保持相等。

以之前所描述的方式，阀64和(用于确定体积流量的)探测器65布置在线路60中。替选于探测器65地或者除了探测器之外，又可以在外部单元55的附加壳体66中设置以磁方式起作用的传感器67，传感器与头部58上的永磁体68共同作用。

另一压力室61通过在活塞57上环绕的密封件69相对在此无压力的压力室21密封。其他的密封件设置用于将具有不同压力的体积分隔开。

针对线性驱动装置的在上文所描述的实施例涉及本发明结合用于机动车的自动变速器的使用。但也可能的是，结合其他应用的使用，在其他的应用中尤其是涉及实现非线性的力-行程-过程、对驱动装置运动的阻尼和/或避免构件的使用过度。

附图标记列表(说明书的组成部分)

10 壳体

11 压杆

12 纵轴线

13 气缸

14 活塞

15 活塞表面(环形)

16 工作室

17 活塞表面(全圆形)

18 工作室

19 凹部

20 头部

21 压力室

22 密封件

23 线路

24 阀

25 贮存装置

26 体积流量探测器

27 传感器

28 永磁体

29 头部表面

30 外部调整单元

31 贮存装置

32 活塞

33 附加壳体

34 阀

35 体积流量探测器

36 线路

37 压力室

38 孔

39 凸起部

40 管

41 密封件

42 纵轴线

43 纵轴线

44 传感器

45 永磁体

46 头部

47 扩展部

48 柱形空间

49 另一压力室

50 线路

51 阀

52 体积流量探测器

53 传感器

54 永磁体

55 外部单元

56 虚线

57 活塞

58 头部

59 压力室

60 线路

61 另一压力室

62 柱形空间

63 扩展部

64 阀

65 探测器

66 附加壳体

67 传感器

68 永磁体

69 密封件

Claims (15)

1.一种具有内燃机的车辆的自动变速器的线性驱动装置，其用于使传动装置中的变速杆运动，所述线性驱动装置具有能气动地或者液压地运动的压杆(11)，其中，具有至少一个能气动地或者液压地加载的工作室(16)的第一活塞(14)配属于所述压杆(11)，其特征在于，所述压杆(11)具有第二活塞(32、57)，所述第二活塞能在压力室(21)中运动，其中，所述压力室(21)填充有不能压缩的介质并具有用于使所述不能压缩的介质进入和排出的开口，其中，阀(24、34、51、64)配属于所述开口或者连接的线路(23、36、50、60)，其中，第二活塞(32、57)和压力室(37、59)是外部单元(30、55)的一部分，所述外部单元与用于所述压杆(11)的壳体(10)连接。

2.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于具有用于直接或者间接地确定所述压杆(11)的位置的器件。

3.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，线路(23、36、50、60)配属于所述开口，并且流量计(26、35、52、65)配属于所述线路。

4.根据权利要求3所述的线性驱动装置，其特征在于，所述流量计(26、35、52、65)是用于间接地确定所述压杆(11)的位置的器件。

5.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，用于位置确定的传感器配属于所述压杆(11)或者与所述压杆连接的构件。

6.根据权利要求5所述的线性驱动装置，其特征在于，所述传感器是以电感/磁的方式起作用的传感器(27、44、53、67)。

7.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，所述第二活塞是所述压杆(11)的端部。

8.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，所述第二活塞是与所述压杆(11)连接的活塞(32、57)。

9.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，线路(23、36)配属于所述开口，其中，所述线路与用于所述不能压缩的介质的贮存装置(25、31)连接。

10.根据权利要求1或2所述的线性驱动装置，其特征在于，第三活塞和具有不能压缩的介质的另一压力室(49、61)配属于所述压杆(11)，其中，所述第三活塞在所述另一压力室(49、61)中抵抗所述第二活塞，并且其中，所述另一压力室(49、61)与所述第二活塞的压力室(21、59)通过线路(50、60)处于连接。

11.根据权利要求10所述的线性驱动装置，其特征在于，所述压力室(59、61)、第二活塞和第三活塞是外部单元(55)的一部分，所述外部单元与用于所述压杆(11)的壳体(10)连接。

12.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于，所述阀(24、34、51、64)是能电操控的阀。

13.根据权利要求8所述的线性驱动装置，其特征在于，所述第二活塞是一种杆。

14.用于操纵根据上述权利要求1至13之一所述的线性驱动装置的方法，其特征在于，在配属于线路(23、36、50、60)或者压力室(21、37、59)的开口的阀(24、34、51、64)是关闭的期间，以压力加载所述工作室(16、18)，并且只有在此之后才所述阀(24、34、51、64)进行操控，以便能够使所述不能压缩的介质流到所述压力室中或者从所述压力室流出并如此地来控制所述压杆(11)的运动。

15.用于操纵根据上述权利要求1至13之一所述的线性驱动装置的方法，其特征在于，配属于压力室(21、37、59)的开口或连接的线路(23、36、50、60)的阀(24、34、51、64)在不操纵所述线性驱动装置的情况下是关闭的并且如此地来锁定所述线性驱动装置。

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