本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的線性驅(qū)動裝置、尤其是使傳動裝置中的變速桿運動的線性驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

所提到的類型的線性驅(qū)動裝置可以安裝在不同的設(shè)備和系統(tǒng)中，比如結(jié)合氣動或者液壓的變速器換擋機構(gòu)、氣動或者液壓離合器安裝在機電設(shè)備中，作為氣動或液壓執(zhí)行器安裝在氣動或者液壓系統(tǒng)中。重要的應(yīng)用是自動化的傳動裝置中的變速桿的運動，依據(jù)該應(yīng)用來闡述本發(fā)明。

具有內(nèi)燃機的機動車的變速器設(shè)有用于使換擋運動自動化的附加裝置。附加裝置包含具有可沿縱向方向移動的壓桿的線性驅(qū)動裝置，壓桿在端部具有在兩側(cè)都起作用的氣缸、即所謂的雙位或者多位氣缸。附屬的活塞被流體加載，其為了該目的并且根據(jù)有意的運動方向流入到兩個工作室之一中。在多位氣缸之外，壓桿具有用于將運動/力傳遞到變速桿上的接口、比如用于攜帶變速桿的凹陷部或者凹部。

由流體對活塞進行的加載通過打開相應(yīng)的線路中的閥來觸發(fā)。出于成本原因，設(shè)備上的花費應(yīng)該盡可能低。因此，最簡單的是以如下方式操控閥，即，使得閥要么打開要么關(guān)閉。在這種運行的情況下，壓桿無阻尼且以高速來回運動。通常，壓桿的運動僅通過壓桿自己或者活塞在多位氣缸中的止擋來停止。由此，對相關(guān)的構(gòu)件要求很高。恰恰在傳動裝置中，平順的運動、也就是逐級的和/或連續(xù)的相互接續(xù)是有意義的，以便能夠以經(jīng)濟的方式實現(xiàn)所參與的齒輪的互相嚙合(同步功能)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種線性驅(qū)動裝置，利用線性驅(qū)動裝置，經(jīng)阻尼的運動流程是可能的。優(yōu)選地，其他的任務(wù)是壓桿的不連續(xù)的運動過程、非線性的力-行程-過程、在無止擋部、卡鎖部和拖拉活塞(Schleppkolben)的情況下對不同的位置的簡單的操控、結(jié)構(gòu)元件的最小負載、由于在力引入與調(diào)整單元之間的隔開所引起的冗余安全功能、對位置的可能的鎖定和/或操控在具有盡可能少的電磁閥的同步傳動裝置中的線性驅(qū)動裝置。

根據(jù)本發(fā)明，任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征來解決。壓桿具有第二活塞，第二活塞可在壓力室中運動。在此，壓力室填充有不可壓縮的介質(zhì)并且具有用于使不可壓縮的介質(zhì)進入和排出的開口。尤其是，開口的橫截面小于壓力室的有效橫截面。通過使不可壓縮的介質(zhì)穿流過開口而得到阻尼效應(yīng)。除了所提到的開口之外還可以設(shè)置有其他開口，其方法是，設(shè)置有用于使不可壓縮的介質(zhì)進入的開口和用于使不可壓縮的介質(zhì)排出的開口。由于具有壓力室的第二活塞而得到在一方面將力引入(到工作室中)與另一方面對(壓力室)進行阻尼之間的功能上的分隔。兩個任務(wù)可以總共利用三個電磁閥來滿足。

根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，尤其是可電操控的閥、比如電磁閥可以配屬于開口或者連接的線路。優(yōu)選地涉及2位閥，2位閥尤其是可以周期性地操控。通過閥可調(diào)整不可壓縮的介質(zhì)的體積流量并且借此同時可調(diào)整壓桿的運動。

有利地設(shè)置有用于直接或者間接確定壓桿的位置的器件。由此可實現(xiàn)對線性驅(qū)動裝置的調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明，流量計可以配屬于連接到開口上的線路。這樣，壓桿的位置的變化可通過測量體積流量來確定。在這種情況下，流量計是用于間接的位置確定的器件。

附加地或者替選地，用于位置確定的傳感器可以配屬于壓桿或者與壓桿連接的構(gòu)件。在這種情況下，傳感器是用于位置確定的器件。優(yōu)選地，在容納壓桿的殼體中設(shè)置有傳感器。

有利地，傳感器是以電感方式或以磁方式起作用的傳感器。傳感器例如可以是PLCD(永磁式非接觸線性位移(Permanent Linear Contactless Displacement))傳感器，PLCD傳感器利用磁特性探測構(gòu)件的位置。

根據(jù)本發(fā)明，第二活塞可以是壓桿的端部。優(yōu)選地，第一活塞設(shè)置在壓桿的另一端部上。

替選地，第二活塞可以是與壓桿連接的活塞、尤其可以是一種桿。優(yōu)選地，第二活塞沿軸向方向連接到壓桿上或與壓桿對齊。

根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，第二活塞和壓力室是如下外部單元的一部分，該外部單元與用于壓桿的殼體連接。該外部單元可以設(shè)置為用于現(xiàn)有的線性驅(qū)動裝置的改進方案。

根據(jù)本發(fā)明，線路可以配屬于開口，其中，線路與針對不可壓縮的介質(zhì)的貯存裝置連接。優(yōu)選地，貯存裝置是開放式的或無壓力的貯存裝置，從而使得在體積變化時，在貯存裝置中不會出現(xiàn)過壓或者負壓。

替選地可以設(shè)置有封閉式的系統(tǒng)。為此，第三活塞和具有不可壓縮的介質(zhì)的另一壓力室配屬于壓桿，其中，第三活塞在該另一壓力室中抵抗第二活塞，而且其中，該另一壓力室與第二活塞的壓力室通過線路保持連接。在壓桿運動時，不可壓縮的介質(zhì)在兩個壓力室之間來回流動。不需要附加的貯存裝置。在此也可以設(shè)置有用于直接或者間接地確定壓桿的位置的器件。

根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)思，壓力室、第二活塞和第三活塞是如下外部單元的一部分，該外部單元與用于壓桿的殼體連接。該外部單元可以作為改進方案添加給線性驅(qū)動裝置。

本發(fā)明的主題也是一種具有根據(jù)本發(fā)明的線性驅(qū)動裝置的傳動裝置、尤其是一種自動變速器。

此外，本發(fā)明的主題是一種用于操縱根據(jù)本發(fā)明的具有尤其是可電操控的用于開口或者用于連接到開口上的線路的閥的線性驅(qū)動裝置的方法。在配屬于線路或者壓力室的開口的閥是關(guān)閉的期間，以壓力加載工作室用以操縱線性驅(qū)動裝置。只有在此之后才對閥進行操控，以便可以使不可壓縮的介質(zhì)流到壓力室中或者從壓力室中流出并且如此地來控制壓桿的運動。借此，壓桿的運動與在工作室中的壓力的構(gòu)建無關(guān)。

根據(jù)本發(fā)明的用于操縱線性驅(qū)動裝置的另一方法設(shè)置的是，配屬于壓力室的開口或者連接的線路的閥在不操縱線性驅(qū)動裝置時是關(guān)閉的并且如此鎖定線性驅(qū)動裝置。由此避免了線性驅(qū)動裝置的無意的或者未限定的位置。

優(yōu)選地，以氣動方式來實現(xiàn)以第一活塞加載工作室并且因此實現(xiàn)壓桿的運動。從中也得到線性驅(qū)動裝置的優(yōu)選的應(yīng)用，也就是線性驅(qū)動裝置結(jié)合用于具有氣動系統(tǒng)的商用車、尤其是用于操縱壓縮空氣制動器的自動變速器的應(yīng)用。

附圖說明

本發(fā)明的其他特征從其余的描述中并且從權(quán)利要求書中得到。本發(fā)明的有利的實施例隨后依據(jù)附圖詳細闡述。其中：

圖1以部分的并且非常簡化的縱剖面示出了具有壓桿和殼體的線性驅(qū)動裝置、也就是所謂的具有貯存裝置的內(nèi)部實施方案，

圖2示出了類似于圖1具有貯存裝置的、然而具有外部單元的線性驅(qū)動裝置，

圖3示出了作為類似于圖1的內(nèi)部實施方案的、然而作為無貯存裝置的封閉式的系統(tǒng)的線性驅(qū)動裝置，

圖4示出了類似于圖3作為無貯存裝置的封閉式的實施方案的、然而具有外部單元的線性驅(qū)動裝置。

具體實施方式

壓桿11以沿縱軸線12可移動的方式支承在殼體10中。在圖1左側(cè)的端部上，壓桿11具有在氣缸13中受引導(dǎo)的活塞14。在此，活塞14和氣缸13分開地實施，活塞帶有在第一氣缸工作室16中的環(huán)形的第一活塞表面15和在第二氣缸工作室18中的全圓形的第二活塞表面17。兩個工作室16、18可通過未示出的接頭和線路以工作流體來操控，從而使得壓桿11在殼體10中沿縱軸線12的方向運動。

優(yōu)選地，根據(jù)具有拖拉活塞的多位氣缸的已知的原理來構(gòu)造活塞14和氣缸13，但是這在本發(fā)明的范圍內(nèi)是次要的并且不必詳細闡述。在對工作室18“充氣”和對工作室16“排氣”時，壓桿11向右運動，反之亦然。在對兩個工作室16、18以相同的壓力充氣時，活塞14回到在圖中示出的中間位置。有效的活塞表面15、17于是一樣大。

大致在中間，壓桿11側(cè)向地具有凹部19作為用于將力傳遞到變速器的接口。例如，萬向接頭可以安裝到凹部19中，在萬向接頭上裝有變速器的變速桿。通過壓桿11的運動使變速桿來回運動。

在壓桿11的在圖1右側(cè)的另一端部上，壓桿11的頭部20作為第二活塞沒入到壓力室21中。壓力室21或者頭部20設(shè)有環(huán)繞的密封件22。根據(jù)壓桿11的位置，頭部20占據(jù)壓力室21的體積的較大或者較小的部分。

具有閥24的線路23連接到壓力室21上。優(yōu)選地涉及簡單的2位電磁閥，2位電磁閥要么打開要么關(guān)閉，如在圖1中所示出的那樣。緊接著閥24，線路23繼續(xù)延伸到具有不可壓縮的液體的貯存裝置25中。由于該貯存裝置，可以補償壓力室21的自由體積方面的變化。此外，貯存裝置還對液體的膨脹或者損失進行補償。

在尤其是在閥24與貯存裝置25之間的線路23中設(shè)置有體積流量探測器26。因為在貯存裝置25中、在線路23中和在壓力室21中的液體是不可壓縮的，所以從所探測到的體積流量可以推導(dǎo)出壓桿11的定量的行程變化。

設(shè)置有閥24的調(diào)整裝置，用于影響壓桿11在活塞14被加載之后的運動。具體是以關(guān)閉的閥24為出發(fā)點，參見圖1。接著，為了調(diào)節(jié)壓桿11，沿一個方向或者另一方向?qū)钊?4進行加載，從而存在調(diào)節(jié)力。緊接著，閥24在控制裝置或者調(diào)整裝置的范疇內(nèi)暫時地或周期性地打開，以便能夠?qū)崿F(xiàn)不可壓縮的液體從壓力室21到貯存裝置25或朝相反方向的環(huán)流。在此，體積流量通過探測器26來檢測，而且作為信息饋送到控制裝置/調(diào)整裝置中。由此例如可能的是，壓桿11在運動結(jié)束時以相較運動的平均速率更小的速率行進。

除了探測器26之外或者替選地，以磁方式來工作的傳感器27可以側(cè)向地布置在壓力室21上。傳感器27掃描在頭部20上的永磁體28的位置。永磁體28在圖1中僅示出為是靠近頭部表面29的。

圖1包含集成到殼體10中的(內(nèi)部)調(diào)整單元，調(diào)整單元具有頭部20、壓力室21和其他的部件，而圖2示出了在殼體10之外的外部調(diào)整單元30，外部調(diào)整單元具有用于不可壓縮的液體的貯存裝置31。外部調(diào)整單元30的其他的重要的組成部分是在附加殼體33中的桿狀活塞32、2位電磁閥式的閥34、體積流量探測器35和從貯存裝置31經(jīng)由探測器35和閥34到壓力室37的線路36。

活塞32沿縱軸線12布置并且與壓桿11固定連接。按照圖2，活塞32旋入到頭部20中的孔38中。

以類似的方式，附加殼體33利用凸起部39安裝到壓力室21中。在此，壓力室21可以是無壓力的或具有與大氣始終敞開的連接，這是因為其通過壓力室37來替換。

活塞32可移動地支承在附加殼體33中、也就是管40中，管使壓力室37朝壓桿11的方向繼續(xù)延伸。在管40的區(qū)域內(nèi)，在活塞32與附加殼體33之間設(shè)置有環(huán)繞的密封件41。附加殼體33與殼體10彼此固定地旋接。圖2僅示出了相應(yīng)的旋接件的縱軸線42、43。

在壓桿11每次移動時，活塞32一起運動并且這樣改變了壓力室37的體積。相應(yīng)地，在閥34打開的情況下，液體沿線路36從貯存裝置31流出或者流入到該貯存裝置中。

在此，除了體積流量探測器35之外或者替選于其地也可以設(shè)置有以磁方式起作用的傳感器44，其與活塞31的頭部46上的永磁體45共同作用。

圖3和4示出了用于實現(xiàn)調(diào)整的某個其他的原理。不是從附加的貯存裝置提取不可壓縮的液體或?qū)⒉豢蓧嚎s的液體饋送到那里，而是不可壓縮的液體在兩個活塞-氣缸單元之間來回運動。涉及封閉式的系統(tǒng)。為了簡化，圖3示出了在沒有在圖1和2中所繪出的氣缸13和活塞14的情況下的壓桿11。示出了在殼體10中的內(nèi)部調(diào)整單元。

如在圖1中的那樣，在壓桿11的右端部上形成由頭部20和壓力室21組成的活塞-氣缸單元。在壓桿的左側(cè)、即朝在圖3中未示出的凹部(在圖1中的數(shù)字19)的方向，壓桿11設(shè)有用于形成活塞的擴展部47，其中，該活塞可在柱形空間48內(nèi)來回運動。除了在圖3中示出的第一活塞14之外，頭部20是第二活塞，而擴展部47是第三活塞。

柱形空間48的一部分設(shè)置為另一壓力室49。該另一壓力室通過線路50與壓力室21連接。一方面壓力室21的橫截面與壓桿11的橫截面保持一致并且另一方面壓力室49的橫截面與壓桿11的橫截面保持一致，從而使得沿縱軸線12的方向，有效的橫截面面積是相同的。由此確保的是，在液體經(jīng)由線路50環(huán)流時，壓力室21、49的體積總和保持相等。

閥51(2位電磁閥)和體積流量探測器52布置在線路50中。替選于探測器52地或者除了探測器之外，在此也可以將以磁方式起作用的傳感器53設(shè)置在殼體10中并且將永磁體54設(shè)置在頭部20上。

同樣如圖3那樣，圖4示出了沒有貯存器、然而具有類似于圖2的外部單元55的封閉式的系統(tǒng)。由于封閉式的系統(tǒng)，外部單元55的結(jié)構(gòu)比在圖2的開放式的系統(tǒng)中耗費得更高一些。在圖4中，外部單元55通過虛線56包圍。外部單元55具有帶有頭部58的桿狀的活塞57、壓力室59、連接在壓力室上的線路60、在柱形空間62中的另一壓力室61和在活塞57上的擴展部63。擴展部63形成活塞57在柱形空間62中的橫截面增大部，而且作用為用于另一壓力室61的附加的活塞(作為第三活塞)。該另一壓力室通過線路60與壓力室59連接并且以如下方式確定尺寸，即，使得在不可壓縮的液體溢出時，壓力室的體積的總和保持相等。

以之前所描述的方式，閥64和(用于確定體積流量的)探測器65布置在線路60中。替選于探測器65地或者除了探測器之外，又可以在外部單元55的附加殼體66中設(shè)置以磁方式起作用的傳感器67，傳感器與頭部58上的永磁體68共同作用。

另一壓力室61通過在活塞57上環(huán)繞的密封件69相對在此無壓力的壓力室21密封。其他的密封件設(shè)置用于將具有不同壓力的體積分隔開。

針對線性驅(qū)動裝置的在上文所描述的實施例涉及本發(fā)明結(jié)合用于機動車的自動變速器的使用。但也可能的是，結(jié)合其他應(yīng)用的使用，在其他的應(yīng)用中尤其是涉及實現(xiàn)非線性的力-行程-過程、對驅(qū)動裝置運動的阻尼和/或避免構(gòu)件的使用過度。

附圖標(biāo)記列表(說明書的組成部分)

10 殼體

11 壓桿

12 縱軸線

13 氣缸

14 活塞

15 活塞表面(環(huán)形)

16 工作室

17 活塞表面(全圓形)

18 工作室

19 凹部

20 頭部

21 壓力室

22 密封件

23 線路

24 閥

25 貯存裝置

26 體積流量探測器

27 傳感器

28 永磁體

29 頭部表面

30 外部調(diào)整單元

31 貯存裝置

32 活塞

33 附加殼體

34 閥

35 體積流量探測器

36 線路

37 壓力室

38 孔

39 凸起部

40 管

41 密封件

42 縱軸線

43 縱軸線

44 傳感器

45 永磁體

46 頭部

47 擴展部

48 柱形空間

49 另一壓力室

50 線路

51 閥

52 體積流量探測器

53 傳感器

54 永磁體

55 外部單元

56 虛線

57 活塞

58 頭部

59 壓力室

60 線路

61 另一壓力室

62 柱形空間

63 擴展部

64 閥

65 探測器

66 附加殼體

67 傳感器

68 永磁體

69 密封件