线缆阀的制作方法

专利名称：线缆阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在车辆齿轮箱中切换齿比的系统以及一种操作所述系 统中的阀的方法。
背景技术：
在具有手动换档系统的重型车辆中，驾驶者请求的换挡杆切换操作可以 经由至少一条线缆或导线传递到齿轮箱中的切换机构齿轮。在一些系统中， 在协助机构例如使用空气作为操作介质的伺服机构的动力协助下，由切换机 构来完成齿轮切换。现有技术中可以由单独的杠杆，利用驾驶者施加到换挡 杆上的力来控制伺服器的阀。
US4742724披露了 一种这样的系统，其中如果换挡杆执行切换操作，则 辅助机构向切换机构提供动力。该辅助机构的输出受到换挡杆上传递的力的 控制并施加到齿轮箱切换机构部件上。
该现有技术解决方案存在的缺陷在于，使用单独的杠杆导致了系统间隙 (slack)。而且，经常需要设定传动条件，所以换挡杆上的感知到的间隙大 于阀上的实际间隙，例如阀移动lmm需要换挡杆移动5mm。

发明内容
本发明的目的是提供一种控制所述辅助机构的方案，其较之现有技术来 说廉价、简单并且涉及的部件数量少。本发明进一步的目的是减小所述系统 中的上述间隙。
本发明的目标通过独立权利要求中限定的方案来实现，而本发明进一步 的实施例在从属权利要求中提供。
根据本发明的系统包括换挡杆，其可以在至少一个档位(shift gate)中 移动，其中一个或者多个位置每一个都表示特定齿比或空挡模式。优选所述 换挡杆可以在多个档位构成的齿轮图案中移动，但是也适用于单个档位构成 的齿轮图案。如果所述齿轮图案包括档位，则每个档位可以布置有两个端部位置，每一个表示不同的齿比，而之间的位置表示空挡模式。其中一个档位 可以包括表示空挡模式的位置和表示齿比的一端位置。所述换挡杆可以在这 些档位中移动，执行切换操作，和在档位空挡模式之间移动，执行选^^特定 档位的选择操作。由换挡杆请求的所选特定齿比信息经由至少一条线缆传递 到齿轮箱的切换机构，优选所述信息借助所述线缆的运动来传递。所述线缆 布置有线缆套，该线缆套松弛地布置在线缆周围，且所述换挡杆的操作导致 所述线缆沿着一个方向移动而所述套沿着相反方向移动。而且，所述系统包 括辅助机构来为所述切换机构执行切换操作提供动力协助。所述动力辅助机 构受到阀的控制，而该阀由所述线缆套的运动来操作。
如果换挡杆操作执行切换的线缆，则所述线缆的运动发生在一个方向 上。由于操作换挡杆时出现的反作用力，所述线缆套的运动出现在相反于所 述切换线缆方向的方向。在现有技术的系统中，这种运动被所述线缆套和所 述齿轮箱之间作为连接件而安放的橡胶衬套吸收。所述橡胶衬套为所述系统 提供弹性。同样希望这样布置本发明，以使出现相应的弹性。这种弹性用来 控制所述阀。
在本发明的解决方案中，所述系统并非旨在通过吸收所述线缆套的运动 而消除这种运动的影响。相反，线缆套的运动被用来操作控制辅助机构的阀。 借助这种配置，提供了一种廉价的方案，不再需要单独的杠杆。通过直接操 作所述阀，产生的间隙最小，因为利用了现有的弹性而去除了多余的间隙。
缺陷是线缆套的运动(相应于阀运动，通常为土lmm)。但是，保护性的套 管可以施加到所述套的外表面，以防止所述线缆套的运动影响周围部件。
控制辅助机构的所述阀可以定位于线缆套端部。所述阀可以位于齿轮箱 之内、之外或者靠近该齿轮箱。所述阀可以构成连接单元，用来将所述线缆 套连接到所述齿轮箱，或者所述阀可以具有连接所述线缆套的连接件。所述 阀可以是提动阀，或者任何其他类型的能控制辅助机构的阀。
所述动力辅助机构中包括缸体。该缸体包括缸室，所述缸室布置有带活 塞杆的可动活塞，所述活塞将所述缸室分成第一和第二缸室。由所述活塞杆 带来的所述缸体的输出取决于所述阀对于馈入所述第一和第二缸室的输入 的控制。
所述阀的操作模式由所述线缆套运动或不运动来控制。所述线缆套可以 在两个相对的方向上移动。如果所述线缆套因换挡杆在档位中沿着第 一方向移动请求切换齿比而沿着第一方向移动，则所述阀进入第一操作模式。同样， 如果换挡杆在档位中沿着相反方向移动请求另一种齿比，则导致线缆套沿着 第二方向移动，将所述阀带入第二操作模式。所述阀可以设置有至少一个第一入口 ，并优选还有与流体源连通的第二 入口。所述阀布置成在所述第一入口和第一出口之间建立连通关系，其中所 述第一出口能与所述缸体的第一缸室连通。而且，所述阀可以用来在第二入 口和优选第二出口之间建立连通关系，其中所述第二出口能与所述缸体的第 二缸室连通。所述阀可以设置有某种布置，用于第一和第二缸室沟通，并例 如可以设置有排放出口 。即使所述阀在优选实施例中设置有第一和第二入口 以及第一和第二出口，但是技术人员应该理解，仅设置有第一入口和第一出 口的阀根据本发明的目的也可以良好地工作。而且，在设置多于两个入口和 两个出口的情况下，所述阀也能工作。根据本发明的实施例，所述阀布置有阀控制单元，控制所述阀的操作模 式。优选所述阀控制单元根据所述线缆套来移动。所述阀控制单元形成所述 线缆套的一部分，或者可以设置为连接到所述线缆套的单独结构。所述阀控制单元可以布置成相对于所述入口和出口可以移动，并控制所 述阀的操作模式。所述线缆套的移动导致所述阀控制单元确定特定的操作模 式。所述阀控制单元的位置将所述阀带入不同模式。所述阀控制单元可以沿 着第一方向移动，导致所述第一入口打开，或者所述阀控制单元可以沿着第 二方向移动，导致第二入口打开。或者所述阀控制单元可以沿着第一或第二 方向移动到两个入口都闭合的中间位置。在所述阀的第一操作模式下，经由所述第一入口和所述第一出口建立了进入所述第一缸室的连通关系。在所述阀的第二操作模式下，经由所述第二 入口和所述第二出口建立了进入所述第二缸室的连通关系。在所述阀的第三操作模式下，在所述第 一和第二缸室以及所述排放出口之间建立连通关系。 在本发明的一个实施例中，所述阀设置有第一可动阀体来开闭所述第二入口；和第二可动阀体来开闭所述第二入口。所述第一和第二可动阀体的移动优选由所述阀控制单元控制。而且所述阀控制单元可以移动来开闭所述排放出口。优选所述阀控制单元设置有通道。在空挡模式时，所述阀控制单元优选沿着所述阀的轴向具有对中位置。所述阀可以设置有至少一个弹簧，布置在所述阀内部，在所述控制单元和所 述阀端部之间建立接触并支撑该接触。在所述阀控制单元的每一侧，在所述 阀端部和所述阀控制单元之间可以布置一个弹簧。可替代地， 一个共用弹簧可以设置成从所述阀一个端部向另一个端部延伸，所述阀控制单元在所述弹 簧中部对中。每个阀体可以由至少一个弹簧支撑。在所述阀的空挡模式下， 这些弹簧不受压缩。根据所述线缆套而移动所述阀控制单元，打开所述第一 或第二入口，导致压缩属于特定阀体的其中一个弹簧。本发明还包括一种操作阀的方法，其包括在根据本发明的系统中。所述 方法包括多个步骤，其中第一步骤包括移动所述换挡杆，请求另一种齿比， 从而导致所述线缆沿着第一方向移动，将这种请求另一种齿比的请求传递到 齿轮箱的切换机构。通过进行该步骤，松散配合在所述线缆周围的线缆套将 沿着相反于所述线缆移动方向的方向移动。所述线缆套的移动用来操作所述 阀，控制所述动力辅助机构。根据本发明的一个实施例，固定到所述线缆套的阀控制单元将所述线缆 套的移动传递到所述阀的可动部件。根据本发明的进一步实施例，所述方法包括步骤在档位中沿着第一方 向将所述换挡杆移动到表示特定齿比的位置，让所述线缆套和所述阀控制单 元沿着相同方向移动。从而闭合所述排放出口和打开所述第一入口 ，让流体 进入所述第一缸室，从而为所述切换机构执行切换操作提供动力辅助。在档 位中沿着第二方向将所述换挡杆移动到表示特定齿比的位置，导致所述线缆套和所述阀控制单元将沿着相同方向移动。从而闭合所述排放出口并打开所 述第二入口，让流体进入所述第二缸室，从而为所述切换机构执行切换搡作 提供动力辅助。如果所述线缆套沿着第一方向移动，则所述阀控制单元可以让第一可动 阀体移动来打开所述第一入口。而且，如果所述线缆套沿着第二方向移动， 则所述阀控制单元可以让第二可动阀体移动来打开所述第二入口 。如果沿着第一方向移动所述线缆套，布置在所述阀控制单元和所述阀端 部之间的弹簧以及支撑所述第一阀体的弹簧受到压缩。如果沿着第二方向移 动所述线缆套，则布置在所述阀控制单元和所述阀端部之间的弹簧和支撑所 述第二阀体的弹簧受到压缩。所述方法可以包括进一步的步骤将所述换挡杆移动到表示空挡模式的位置，从而将所述阀控制单元返回到闭合所述入口并打开所述排放出口的位 置。如果返回到空挡模式，则所述受压弹簧将返回到非压缩状态。


将在以下参照

本发明的优选实施例的示例，其中:图l是用于手动切换齿轮的系统的透视图；图2示出了图1中系统的细节；图3示出了图1和2中的系统所包括的阀的细节。
具体实施方式
图1图示了使用手动换挡杆1进行齿比切换的系统。换挡杆1由驾驶者 沿图1所示两个方向A和B操作。在沿着A方向移动换挡杆1时，将换挡 杆1在各档位(shift gate)之间移动，执行选择运动。换挡杆1的选择运动 被线缆4实施的运动传递到设置于齿轮箱3中的切换机构2。线缆4的运动 将选择杆5位移到一种位置，连接到啮合在一组齿轮系中的挡叉(未示出)， 其中所述齿轮系相应于换挡杆1所选择的档位。定位在所选档位，换挡杆优 选置于表示空挡模式的位置。换挡杆1可以从该位置沿着如Bl所示的第一 方向(例如，进行降挡)移动到表示特定齿比的位置，或者沿着如B2所示 的第二方向(例如，进行升挡)移动到表示另一种特定齿比的位置。换挡杆 1沿着第一或第二方向的切换运动由线缆7执行的后续运动传递到切换机构 2的切换杆6。线缆7的运动导致切换杆6发生位移，从而将挡叉移动到与 相应于换挡杆1所选的特定齿比的齿轮系啮合。线缆4、 7每一条都设置有线缆套10、 11。线缆套10松散布置在线缆7 周围，如图3所示。在操作换挡杆1例如沿着箭头Bl方向执行切换操作时， 力F施加在换挡杆1上端。由于换挡杆1可旋转连接器25和换挡杆1下部 的线缆7连接件，作用在换挡杆1下部的力F与作用在换挡杆1上部的力F 方向相反。因此，线缆7沿着与换挡杆1运动方向相反的方向运动。线缆套 10分开布置在线缆7周围，因此移动线缆7不会导致线缆套IO移动。但是，线缆套受到作用在换挡杆1上的力F影响，因为力F的反作用力 F，经由旋转连接器25传递到基部12,如图1中箭头所示。线缆套10经由适 当固定装置13、 14连接到基部12和齿轮箱3。反作用力F'经由位于基部12的固定装置13传递到线缆套IO，并从线缆套IO传递到齿轮箱处的固定装置14。反作用力F，导致线缆套10沿着相反于线缆7运动方向的方向运动。线 缆套10的运动方向与驾驶者执行的换挡杆1切换方向相同。在驾驶者请求操作换挡杆1时，动力辅助机构8提供动力来协助进行切 换操作。为了控制动力辅助机构8的输出，如图1所示设置了阀9。在图2 和3中更为详细地示出了阀9。线缆套10的运动操作该阀。阀9控制包括在动力辅助机构8中的缸体(未示出)。该缸体包括缸室， 其布置有带活塞杆的可动活塞，该活塞将该缸室分成第一和第二缸室。阀控制单元18固定到线缆套10。如果线缆套10中发生移动，则阀控制 单元18随着线缆套10的运动而运动。阀控制单元18布置在阀9的通道内。 控制单元18 —部分设置在阀内，且两个分开的弹簧布置在阀内部，位于控 制单元18和阀9的端部32、 33之间。所述阀设置有第一入口 19，其与流体源连通(未示出)；和第一出口 20， 其能将流体从所述流体源连通到所述第一缸室。开闭所述第一入口的第一可 动阀体27设置有弹簧28。而且，所述阀设置有第二入口 15和开闭所述第二 入口 15的第二可动阀体26，所述第二阀体26也设置有弹簧29。第二入口 15与所述流体源连通，并且能将流体从所述流体源连通到所述第二缸室。排 ;^文出口 17能经由出口 16、 20与两个缸室连通。在图2和3中，在线缆套10中没有任何运动，且该布置处于相应于齿 轮箱空挡模式的位置。在当前位置时，阀体26、 27闭合入口 15、 19,所属 弹簧28、 29未受压缩。弹簧30、 31将阀9保持相对于阀控制单元18对中。 在该位置，被称为阀的第三操作模式，设置在阀控制单元18中的通道21布 置成与排放出口 17连通。在阀控制单元18的该位置，第一和第二缸室通过 第一和第二出口20、 16与排放出口17连通。如果将换挡杆1沿着第一方向Bl操作来切换到新的齿比，则线缆套10 沿着第一方向Cl移动。阀控制单元18跟随线缆套10的运动并沿着方向Cl 压缩弹簧31。借助这种运动，阀控制单元18的第一部分32移动到与第一阀 体27靠接接触，并沿着方向Cl将第一阀体27位移，从而压缩弹簧29。在 阀9的第一操作模式下，阀控制单元18移动到这样一个位置，在该位置时 阀控制单元18的第一部分31用来闭合排放出口 17,从而通道21和排放出 口 17之间不存在连通关系。在第一操作模式下，第一阀体27移动到打开第一入口 19的位置，用来与阀9内部连通，从而允许受压流体经由第一出口 20进入所述缸体的第一缸室，协助切换机构执行齿比切换。如果沿着第二方向B2操作换挡杆1切换到新的齿比，则线缆套10沿着 第二方向C2移动。阀9的第二操作模式序列相应于第一操作模式的序列。 通过阀控制单元18沿着方向C2的重新定位和弹簧28、 30的压缩，让第二 阀体26打开第二入口 15。排放出口 17被阀控制单元18的第二部分32闭合。 受压流体经由第二入口 15进入阀9内部，并被导向经过第二出口到达所述 缸体的第二缸室，协助齿比切换。如果驾驶者将换挡杆从相应于特定齿比的位置移动而请求空挡模式，则 发生线缆套沿着Cl或C2方向的移动，受压弹簧的力将促使阀的部伴返回 到如图2和3所示的空挡模式位置。可以调整所述弹簧以改变操作换挡杆1进行切换所需的力。
权利要求
1.一种用于在车辆齿轮箱中切换齿比的系统，该系统包括换挡杆(1)，其可以在至少一个档位中移动，其中一个或多个位置每一个表示特定齿比或空挡模式；至少一条线缆(4)，其布置有松散配合在其周围的线缆套(10)，所述线缆的运动将所述换挡杆请求的特定齿比信息传递到所述齿轮箱的切换机构(2)；辅助机构(8)，其为所述切换机构(2)提供动力协助来执行切换操作；阀(9)，其用来控制所述动力辅助机构(8)；所述换档杆(1)的操作导致所述线缆(4)沿着一个方向移动，而所述线缆套(10)沿着相反方向移动，其特征在于，所述线缆套(10)的移动操作所述阀。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线缆套(10)借助所 述线缆套(10)移动或者不移动来控制所述阀(9)的操作模式。
3. 如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述阀布置有阀控制 单元(18)来控制所述阀(9)的操作模式。
4. 如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述阀控制单元(18)设 置成根据所述线缆套(10)的移动而移动。
5. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述动力辅助机 构(8)中包括缸体，该缸体由缸室构成，所述缸室布置有带活塞杆的可动 活塞，所述活塞将所述缸室分成第一和第二缸室。
6. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀设置有至 少第一入口 ( 19)以及优选与流体源连通的第二入口 (15);和至少第一出 口 (20)以及优选能与所述第一和第二缸室分别连通的第二出口 (16)，且 所述阀任选设置有排放出口 (17)。
7. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述阀(9)具有 第一操作模式，其中经由所述第一入口 (19)、第一出口 (20)提供进入所述第一缸室的连通关系；第二操作模式，其中经由所述第二入口 (15)、第二出口 (16)提供进 入所述第二缸室的连通关系；和任选的第三操作模式，其中在所述第一和第二缸室以及所述排放出口(17) 之间提供连通关系。
8. 如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述阀(9)设置有第一可 动阀体(27)来开闭所述第一入口 (19);和第二可动阀体(26)来开闭所 述第二入口 (15)。
9. 如从属于权利要求3-5中任一项时的权利要求6所述的系统，其特 征在于，所述阀控制单元(18)相对于所述入口 (19、 15)和出口 (20、 16) 可以移动和/或所述阀控制单元(18)可以移动来开闭所述排放出口 (17), 所述阀控制单元任选设置有通道(21 )。
10. 如从属于权利要求3-5中任一项时的权利要求8和6所述的系统， 其特征在于，所述第一和第二可动阀体(27、 26)的移动受到所述阀控制单 元(18)的控制。
11. 如权利要求3-10任一项所述的系统，其特征在于，所述阀控制单元(18) 由所述阀(9)内部的至少一个弹簧支撑，所述弹簧与所述阀(9)端 部(32、 33 )形成接触。
12. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，每一个所述可动阀体(27、 28)由至少一个弹簧支撑。
13. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀(9)位 于所述线缆套(10)端部。
14. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀(9)位 于所述齿轮箱之内、之上或靠近所述齿轮箱。
15. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀(9)包 括连接单元，用来将所述线缆套连接到所述齿轮箱。
16. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀是提动阀。
17. 如前述权利要求任一项所述的系统，其特征在于，所述阀具有连接 到所述线缆套(10)的连接件。
18. —种用来控制阀(9)的方法，所述阀包括在车辆齿轮箱中切换齿 比所用的系统中，所述切换由动力辅助机构(8)提供协助，其中所述方法 包括步骤移动所述换挡杆(l)，请求另一种齿比，从而导致线缆(4)沿着第一方向移动，将请求另一种齿比的所述请求传递到所述齿轮箱的切换机构(2),其特征在于，导致松散配合在所述线缆(4)之上/周围的线缆套(10)沿着相反于所述线缆(4)移动方向的方向移动，所述线缆套(10)的移动用来操作阀(9)， 控制所述动力辅助机构(8)。
19. 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括进一步的 步骤借助固定到所述线缆套(10)的阀控制单元(18)将所述线缆套(10) 的移动传递到所述阀(9)的可动部件。
20. 如权利要求18-19任一项所述的方法，其特征在于，在所述动力辅 助机构(8)中包括缸体，所述缸体包括第一和第二缸室，而且所述阀(9) 设置有至少第一入口 (19)以及优选与流体源连通的第二入口 (15);和至 少第一出口 (20)以及优选能与所述第一和第二缸室分别连通的第二出口(16),且所述阀任选设置有排放出口 (17)。
21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤在 档位中沿着第一方向将所述换挡杆(1)移动到表示特定齿比的位置，让所 述线缆套(10)和所述阀控制单元(18)沿着相同方向移动，从而闭合所述 排放出口 (17)并打开所述第一入口 (19)，让流体进入所述第一缸室，从 而为所述切换机构(2 )执行切换操作提供动力辅助。
22. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤在 档位中沿着第二方向将所述换挡杆(1)移动到表示特定齿比的位置，让所 述线缆套(10)和所述阀控制单元(18)沿着相同方向移动，从而闭合所述 排放出口 ( 17)并打开所述第二入口 (15)，让流体进入所述第二缸室，从 而为所述切换机构(2 )执行切换操作提供动力辅助。
23. 如权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤 如果所述线缆套(10)沿着第一方向移动，则所述阀控制单元(18)让所述 第一可动阀体(27)移动来打开所述第一入口 (19);如果所述线缆套(IO) 沿着第二方向移动，则所述阀控制单元(18)让所述第二可动阀体(26)移 动来打开所述第二入口 (16)。
24. 如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤在 沿着第一方向或第二方向分别移动所述线缆套(10)时，压缩布置在所述阀 控制单元(18 )和所述阀端部之间的弹簧并压缩支撑所述第一可动阀体(27 ) 或第二可动阀体(26)的弹簧。25.如权利要求20至24任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包 括步骤将所述换挡杆(1 )移动到表示空挡模式的位置，从而将所述阀控 制单元(18)移动到闭合所述入口 (19、 15)并打开所述排放端口 (17)的 位置。
全文摘要
一种用于在车辆齿轮箱中切换齿比的系统，该系统包括换档杆(1)，其可以在至少一个档位中移动，其中一个或多个位置每一个表示特定齿比或空档模式。所述系统进一步包括至少一条线缆(4)，其布置有松散配合在其周围的线缆套(10)。所述线缆(4)的运动将所述换档杆请求的特定齿比信息传递到所述齿轮箱的切换机构(2)。辅助机构(8)为所述切换机构(2)执行切换操作提供动力协助。所述系统进一步包括阀(9)，其用来控制所述动力辅助机构(8)。所述换档杆(1)的操作导致所述线缆(4)沿着一个方向移动，而所述线缆套(10)沿着相反方向移动。所述线缆套(10)的移动操作所述阀(9)。本发明还包括操作所述阀(9)的方法。
文档编号F16H61/30GK101258344SQ200680032448
公开日2008年9月3日 申请日期2006年9月11日 优先权日2005年9月13日
发明者斯文·比约克加德 申请人:孔斯贝格汽车公司