專利名稱：用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
伺服輔助換檔系統(tǒng)逐漸得到廣泛的使用，其結(jié)構(gòu)上類似于傳統(tǒng)類型的手動換檔系統(tǒng)，除了由駕駛員操作的變速桿以及離合器踏板由相應(yīng)的電或液伺服機(jī)構(gòu)所替代。使用手動伺服輔助換檔系統(tǒng)，駕駛員只需要將從高速檔等轉(zhuǎn)到低速檔的指令發(fā)送到變速控制單元，并且變速控制單元通過在發(fā)動機(jī)以及與離合器和換檔系統(tǒng)相關(guān)的伺服機(jī)構(gòu)上作用而自動地實現(xiàn)換檔。
用于換檔的指令能夠手動地產(chǎn)生，即由駕駛員發(fā)出指令，或者自動地產(chǎn)生，即與駕駛員的動作無關(guān)。當(dāng)產(chǎn)生用于執(zhí)行換檔的指令時，變速控制單元驅(qū)動離合器伺服機(jī)構(gòu)，用于分離離合器，從而使換檔系統(tǒng)的主軸與發(fā)動機(jī)軸機(jī)械地分離。同時，變速控制單元作用在發(fā)動機(jī)控制單元上，以臨時地減小發(fā)動機(jī)提供的驅(qū)動扭矩。
一旦變速控制單元確認(rèn)離合器分離，其驅(qū)動換檔系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)以脫開當(dāng)前接合的齒輪。當(dāng)變速控制單元確認(rèn)齒輪脫開時，其驅(qū)動換檔系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)以移動換檔系統(tǒng)控制軸以便能夠接合新的齒輪。一旦變速控制單元確認(rèn)換檔系統(tǒng)控制軸已到達(dá)所期望位置，其驅(qū)動換檔系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)以接合新的齒輪。
最后，當(dāng)變速控制單元確認(rèn)新的齒輪接合時，其驅(qū)動離合器伺服機(jī)構(gòu)以閉合離合器，從而使得換檔系統(tǒng)的主軸和發(fā)動機(jī)軸彼此有角度地固定。同時，變速控制單元作用在發(fā)動機(jī)控制單元上，用于恢復(fù)由發(fā)動機(jī)提供的驅(qū)動扭矩。
通常，換檔系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)是液壓類型的并且作用在換檔系統(tǒng)控制軸上，以在控制軸上施加沿著中心軸線的軸向位移和繞著中心軸線的轉(zhuǎn)動，軸向位移用于選擇齒輪的范圍，轉(zhuǎn)動用于接合和脫開各個齒輪。因此，換檔系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)包括第一液壓致動器，其機(jī)械地耦連到控制軸，用于控制軸的軸向位移；和第二液壓致動器，其機(jī)械地耦連到控制軸，用于控制軸的轉(zhuǎn)動。
在所制造的第一伺服機(jī)構(gòu)中，這兩個液壓致動器都直接耦連到控制軸，并且彼此獨(dú)立地作用在控制軸上。然而，所述結(jié)構(gòu)性方案是麻煩的并且高成本的。由此原因，提出一種替代的實施方式，其中第一液壓致動器直接耦連到控制軸，用于軸向地移動控制軸，同時第二液壓致動器耦連到由固定于控制軸的銷接合的凸輪，從而使得該凸輪有角度地固定到固定框架。當(dāng)凸輪有角度地固定到該固定框架時，那么由于銷和凸輪之間的機(jī)械耦連，控制軸的軸向移動迫使控制軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，然而，當(dāng)凸輪不是有角度地固定到該固定框架時，那么控制軸的軸向移動使得凸輪轉(zhuǎn)動而不是使得控制軸轉(zhuǎn)動。在上述類型的伺服機(jī)構(gòu)中，第二液壓致動器作用在機(jī)械制動器上，該機(jī)械制動器固定到固定框架并且線性地移動，以接合其中限定有凸輪的凸室的外表面。
然而，上述構(gòu)造性解決方案還是比較麻煩。
DE10033807公開了一種用于齒輪換檔系統(tǒng)的換檔設(shè)備。該換檔設(shè)備具有殼體、變速軸、選擇套筒、制動器接合元件、制動器致動元件和致動器元件；相對于選擇套筒固定的該制動器致動元件接觸選擇套筒的偏心徑向環(huán)形表面，并且?guī)缀沃苿悠鬏S線與選擇套筒的中心軸線同軸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)，其不存在上述缺點(diǎn)，并且特別是制造簡單而且廉價且非常緊湊。
根據(jù)本發(fā)明，一種用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)，該換檔系統(tǒng)設(shè)置有控制軸；該伺服機(jī)構(gòu)包括第一致動器，其沿著控制軸的中心軸線軸向地移動該控制軸，并直接耦連到該控制軸；第二致動器，其使得由從控制軸突出的銷接合的凸輪有角度地固定到固定框架，以使得控制軸在軸向移動期間繞其中心軸線轉(zhuǎn)動；和圓筒形管狀元件，其與控制軸同軸，其內(nèi)容納控制軸的端部，支撐凸輪，并且由該第二致動器推靠于固定框架；
該伺服機(jī)構(gòu)的特征在于，該管狀元件具有錐形部分，該錐形部分由第二致動器的作用而推靠于錐形承座，該錐形承座具有與管狀元件的錐形部分互補(bǔ)的形狀并且由固定框架支承。


現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，附圖示出本發(fā)明實施方式的非限制性實施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的伺服機(jī)構(gòu)的示意截面圖，為了清楚去掉某些部件；圖2是圖1的伺服機(jī)構(gòu)的第一液壓致動器的放大視圖；和圖3是圖1的伺服機(jī)構(gòu)的第二液壓致動器的放大視圖。
具體實施例方式
在圖1中，附圖標(biāo)記1整體上表示用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)，該換檔系統(tǒng)設(shè)置有控制軸2。伺服機(jī)構(gòu)1作用在換檔系統(tǒng)的控制軸2上，以在控制軸2上施加沿著中心軸線3的軸向位移和繞該中心軸線3的轉(zhuǎn)動，軸向位移用于選擇齒輪范圍，轉(zhuǎn)動用于接合和脫開各個齒輪。換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)1包括固定框架4，其由控制軸2橫穿并支撐第一液壓致動器5和第二液壓致動器6，該第一液壓致動器5機(jī)械地耦連到控制軸2，以軸向地移動控制軸2，該第二液壓致動器6機(jī)械地耦連到控制軸2，用于繞中心軸線3轉(zhuǎn)動控制軸2。
根據(jù)圖2所示，第一致動器5設(shè)置在對應(yīng)于控制軸2的中間部分的位置，并且具有兩個室7，這兩個室交替地填充有加壓流體，用于在一對電磁閥(未示出)的控制下沿兩個方向軸向地移動控制軸2。具體地，這兩個室7由控制軸2橫穿，沿著控制軸2連續(xù)地設(shè)置，并且由凸緣8相互隔開，該凸緣8固定到控制軸2并構(gòu)成第一液壓致動器5的活塞。凸緣8包括中央環(huán)形腔9，其容納環(huán)形密封墊圈10。
根據(jù)圖3所示，第二液壓致動器6設(shè)置在與控制軸2的設(shè)有銷11的一端相對應(yīng)的位置，該銷從控制軸2徑向地突出并接合由與控制軸2同軸的圓筒形管狀元件13支承的凸輪12。該凸輪12，即支承凸輪12的管狀元件13，通常不受限制地繞著中心軸線3自由轉(zhuǎn)動，并且第二液壓致動器6使得凸輪12，即支承凸輪12的管狀元件13，有角度地固定到固定框架4，使得控制軸2在控制軸2軸向移動期間繞著其自身的中心軸線3轉(zhuǎn)動。換言之，當(dāng)?shù)诙簤褐聞悠?不活動時，即當(dāng)凸輪12相對于固定框架4自由地轉(zhuǎn)動時，控制軸2的軸向移動使得凸輪12繞著中心軸線3轉(zhuǎn)動，并且控制軸2不繞著中心軸線3進(jìn)行任何轉(zhuǎn)動。與此相反，當(dāng)?shù)诙簤褐聞悠?活動時，即當(dāng)凸輪12有角度地固定到固定框架4時，控制軸2的軸向移動迫使控制軸2在凸輪12的推力下繞著中心軸線3轉(zhuǎn)動。
管狀元件13在其內(nèi)容納控制軸2的端部，并且由第二致動器6軸向地推靠于固定框架4，從而將管狀元件13有角度地支靠于固定框架4。第二致動器6具有室14，其填充有加壓流體，用于在電磁閥(未示出)的控制下軸向地移動管狀元件13。室14限定在內(nèi)凸室15和外凸室16之間，該內(nèi)凸室15以中心軸線3為軸線，軸向可移動，部分地環(huán)繞管狀元件13，并支撐在管狀元件13上，該外凸室16固定到固定框架4，以中心軸線3為軸線，并部分地環(huán)繞內(nèi)凸室15。
管狀元件13具有凸緣17，其在一側(cè)構(gòu)成用于內(nèi)凸室15的支撐元件并在另一側(cè)被壓靠于固定框架4，從而使得管狀元件13有角度地固定到固定框架4。設(shè)置在凸緣17和固定框架4之間的是彈性體18，具體地是貝氏彈簧墊圈(Belleville washer)，其將管狀元件13的凸緣17與固定框架4保持一定距離。凸緣17具有錐形形狀，并且由第二液壓致動器6推靠于錐形承座19，錐形承座19具有與凸緣17的錐形部分互補(bǔ)的形狀，并且由固定框架4支承。
根據(jù)優(yōu)選實施方式，固定框架4由第一材料制成，并包括由不同于第一材料的第二材料制成的對比(contrast)嵌入件20，該對比嵌入件20設(shè)置在與管狀元件13的凸緣17的對比區(qū)域相對應(yīng)的位置，并且限定錐形承座19。對比嵌入件20由提供針對管狀元件13的凸緣17高摩擦系數(shù)的第二材料制成，以保證管狀元件13和框架4之間的高張緊力。此外，對比嵌入件20通過固定銷21機(jī)械地連接到固定框架4。
為了防止第二液壓致動器6所使用的流體的任何泄漏，設(shè)置有圍繞外凸室16設(shè)置的環(huán)形密封墊圈22、圍繞內(nèi)凸室15設(shè)置的環(huán)形密封墊圈23和圍繞控制軸2設(shè)置的環(huán)形密封墊圈24。
上述第二致動器6具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如其簡單、廉價且緊湊，并且只需要使用一個電磁閥。
權(quán)利要求
1.一種用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)(1)，該換檔系統(tǒng)設(shè)置有控制軸(2)；該伺服機(jī)構(gòu)(1)包括第一致動器(5)，其沿著控制軸(2)的中心軸線(3)軸向地移動控制軸(2)，并直接耦連到控制軸(2)；第二致動器(6)，其使得由從控制軸(2)突出的銷(11)接合的凸輪(12)有角度地固定到固定框架(4)，以使得控制軸(2)在軸向移動期間繞其中心軸線(3)轉(zhuǎn)動；和圓筒形管狀元件(13)，其與控制軸(2)同軸，其內(nèi)容納控制軸(2)的端部，支撐凸輪(12)，并且由第二致動器(6)推靠于固定框架(4)；所述伺服機(jī)構(gòu)(1)的特征在于，管狀元件(13)具有錐形部分，該錐形部分由第二致動器(6)的作用而推靠于錐形承座(19)，該錐形承座具有與管狀元件(13)的錐形部分的形狀互補(bǔ)的形狀并且由固定框架(4)支承。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中第一致動器(5)是液壓致動器并具有兩個第一室(7)，所述兩個第一室(7)交替地填充有加壓流體，用于沿兩個方向軸向地移動控制軸(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中第一致動器(5)設(shè)置在與控制軸(2)的中間部分相對應(yīng)的位置；并且所述兩個第一室(7)由控制軸(2)橫穿，沿著控制軸(2)連續(xù)地設(shè)置，并由第一凸緣(8)相互隔開，所述第一凸緣(8)固定到控制軸(2)并構(gòu)成第一致動器(5)的活塞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中第二致動器(6)是液壓致動器并具有第二室(14)，其填充有加壓流體，用于軸向地移動管狀元件(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中管狀元件(13)具有第二凸緣(17)，其被壓靠于固定框架(4)，從而使得管狀元件(13)有角度地固定到固定框架(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中在第二凸緣(17)和固定框架(4)之間設(shè)置有彈性體(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中彈性體(18)是貝氏彈簧墊圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中第二凸緣(17)具有錐形形狀并且由第二致動器(6)推靠于錐形承座(19)，該錐形承座具有與第二凸緣(17)的形狀互補(bǔ)的形狀并由固定框架(4)支承。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中第二室(14)限定在內(nèi)凸室(15)和外凸室(16)之間，該內(nèi)凸室(15)軸向可移動，部分地環(huán)繞管狀元件(13)，并支撐在第二凸緣(17)上，該外凸室(16)固定到固定框架(4)，并在其內(nèi)部分地容納內(nèi)凸室(15)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服機(jī)構(gòu)(1)，其中固定框架(4)由第一材料制成并包括對比嵌入件(20)，該對比嵌入件由不同于第一材料的第二材料制成，并設(shè)置在與管狀元件(13)的對比區(qū)域相對應(yīng)的位置。
全文摘要
本文描述了一種用于換檔系統(tǒng)的伺服機(jī)構(gòu)，該換檔系統(tǒng)設(shè)置有控制軸；該伺服機(jī)構(gòu)包括第一致動器，其沿著控制軸的中心軸線軸向地移動該控制軸，并直接耦連到該控制軸；第二致動器，其使得由從控制軸突出的銷接合的凸輪有角度地固定到固定框架，以使得控制軸在軸向移動期間繞其中心軸線轉(zhuǎn)動；設(shè)置有圓筒形管狀元件，其與控制軸同軸，其內(nèi)容納控制軸的端部，支撐凸輪，并且由第二致動器推靠于固定框架。
文檔編號F15B11/00GK101025228SQ200710079388
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者馬爾切洛·洛倫佐尼, 內(nèi)里奧·門戈利, 斯特凡諾·焦?fàn)柤?申請人:瑪涅蒂瑪瑞利動力系公開有限公司