气动的换挡助力单元的制作方法

1.本发明涉及用于机动车的换挡变速器的气动换挡助力单元。


背景技术：

2.为了在机动车中在手动挂入换挡变速器的挡位时或在变换换挡变速器的挡位时辅助驾驶员，从现有技术中已知有气动的换挡助力单元，其显著减小在挂入挡位时或者在挡位变换时要施加在换挡杆上的力。在此，换挡助力单元充当一种力放大器，并将应用在换挡杆上的力转换为较大的用于在换挡变速器中挂入挡位所需的力。
3.这种换挡助力单元通常具有阀单元，该阀单元充当用于集成的五位三通阀的气动执行器。经由换挡杆操纵阀单元，阀单元又操控五位三通阀。
4.在此特别的挑战是，换挡杆的短的操纵路径不提前致动阀单元。为此，阀单元的单个部件必须尽可能精确地安装在换挡助力单元内。
5.这在现有技术中通过大量单个阀部件来实现，这些单个阀部件在换挡助力装置的装配过程中必须精确定位。在此特别是在无压状态中确保单个部件的位置是昂贵的。


技术实现要素：

6.因此本发明的目的是：简化换挡助力单元的装配耗费。
7.本发明的目的通过用于机动车的换挡变速器的气动的换挡助力单元得以实现。换挡助力单元包括：壳体；设置在该壳体中的输入单元，该输入单元具有控制杆，该控制杆可以与换挡杆连接；以及设置在所述壳体中的输出单元，该输出单元可以与换挡变速器联接并且能经由活塞被气动辅助地驱动，工作室在相对侧与所述活塞邻接。换挡助力单元还具有阀单元，该阀单元在壳体内功能性地设置在输入单元和输出单元之间，并且该阀单元可以将工作室选择性地与压缩空气入口联接。在此，控制杆贯穿阀单元，并且阀单元包括压缩空气腔以及第一阀芯和第二阀芯，它们设置在压缩空气腔中。阀芯可以通过控制杆轴向运动，其中，第一阀芯配置有第一阀座并且第二阀芯配置有第二阀座。控制杆向每个方向上的运动都会释放一个阀座。在此，另一个阀座是关闭的。因此，压缩空气可以从压缩空气腔(仅)流向工作室之一。阀单元还包括弹性器件，该弹性器件在空间上设置在第一阀芯和第二阀芯之间并且给阀芯向其配置的阀座加载。在此，阀单元是设计成通过力关闭的、可推到控制杆上的单元，该阀单元具有机械联接阀座的并且接收弹性器件的轴向力的连接壁，该连接壁构成阀单元的阀外壳的一个区段。
8.本发明的基本思想是：将阀单元设计为一种预装配的阀模块(ventilpatrone)。在此，阀单元的外壳接收由弹性器件经由阀芯施加到外壳上的力并且以这种方式将阀单元的部件相对彼此定位。与此相应地，阀单元被设计为，将弹性器件的为实现换挡助力功能所需的运行压力用于实现阀单元的部件的精确定位。通过这种方式，只需再确保阀单元在控制杆上的精确相对定位，并且不再需要在换挡助力单元内将每个单个部件相对其它单个部件。由此减少了装配耗费并且同时减小可实现的公差。
9.除非另有说明，上下文中轴向和径向均针对控制杆的中心轴线而言。
10.本发明的一个方面设定：阀座设置在阀外壳的端壁上。以这种方式，阀单元设计得特别紧凑。
11.在本发明的设计方案中，连接壁是分开的，并且连接壁的各部件可以形状锁合地、特别是能无损地可松脱地彼此联接。这能够实现阀单元的简单的预装配。
12.在此，阀外壳可以由两个壳状的相同部件构成，它们通过形状锁合联接而彼此连接。相同部件在制造中特别有利。
13.连接壁可以是具有两个轴向分开的部件的周向壁，这两个部件可以形状锁合地彼此联接，以便构成阀外壳。以这种方式，连接壁充当一种支撑件，该支撑件使端壁以及因此使阀座抵抗由弹性器件施加的力而彼此保持确定的距离。
14.换而言之，连接壁仅在由两个端面限界的柱形的压缩空气腔的外罩区域中延伸。
15.在本发明的设计方案中，每个端壁一体地转到连接壁的邻接的部件中。以这种方式，避免了由于连接壁在端壁上的紧固而产生的额外公差。此外，连接壁非常稳固地联结到端壁上。
16.为了能够实现阀单元的非常简单的预装配，这些部件可以经由卡锁连接彼此联接、特别是通过轴向缩叠。
17.至少一个部件可以具有径向弹性的指状部，该指状部可以被推动并卡锁到另一部件上。以这种方式确保端壁之间以及因此确保了阀座之间的非常精确的轴向距离。
18.在两个部件上也可以构造有彼此接合的径向弹性的指状部。
19.为了确保均匀的力接收，阀外壳可以构造为两件式的，并且在每个壳体部件上可以设置有多个分布在周界上的指状部，这些指状部在阀外壳的紧固状态中彼此接合并且构成连接壁的区段。
20.例如，指状部沿周向均匀地分布。
21.弹性器件可以是弹簧。弹簧的卓越之处在于可接收的高能量密度以及长的使用寿命。因此它们特别适合在阀中使用。
22.为了减少阻尼效应并且以此方式避免由于弹簧作用到阀芯上而造成的公差，弹性器件可以直接作用在第一和第二阀芯上。
23.如果阀外壳的其上构造有阀座的至少一个端壁由塑料制成，则可以提供成本上有利的阀单元。
24.例如，整个阀外壳由塑料制成。
25.在本发明的设计方案中，阀单元构造为关于中心轴线(点)对称。以此方式确保了从阀座流出的压缩空气的均匀的流动路径。
26.阀芯能相对彼此可伸缩并且相对彼此可移动并且在搭接区域中相对彼此密封。以这种方式，阀单元可以紧凑地设计。此外，由于各阀芯之间的空气量避免了压缩空气对阀芯操纵的影响。
附图说明
27.本发明的其它特征和优点从下面的描述以及从下面的参考附图获得。附图中：
28.图1示出了根据本发明的换挡助力单元的透视图；
29.图2示出了图1所示换挡助力单元的纵剖视图，其具有传统的阀单元；
30.图3示出了图1和2所示换挡助力单元在阀单元的区域中的横剖视图，该阀单元设计不同并且表征根据本发明的换挡助力单元。
具体实施方式
31.图1示出了换挡助力单元10，其包括壳体12和紧固在壳体12上的限压阀14。
32.在图1的设计方案中，壳体12包括壳体块16、异型管18和盖板20。换挡助力单元10可以经由壳体块16紧固在机动车的未示出的换挡变速器上。
33.异型管18通过螺纹件22在空间上紧固在壳体块16和盖板20之间。在此壳体块16与异型管18之间的连接以及异型管18与盖板20之间的连接是密封的。
34.壳体12可以经由盖板20的封闭罩23排气。
35.在限压阀14上构造有压缩空气接头24，经由该压缩空气接头可以将压缩空气引入到壳体12中。
36.更准确地说，壳体12具有压缩空气入口26(图2)。限压阀14在流动方面设置在压缩空气接头24与压缩空气入口26之间，并且压缩空气因此经由压缩空气接头24、穿过限压阀14并且穿过压缩空气入口26流到壳体12中。
37.在壳体12内(图2)设置有输入单元28、输出单元30和阀单元32。在此，输入单元28沿着中心轴线34可以相对输出单元30运动、更准确地说沿着输入单元28的控制杆36的中心轴线34。
38.在控制杆36上，在外侧紧固有两个轴向间隔开的操纵活塞38，它们固定地与控制杆连接。因此，控制杆36的轴向操纵(该控制杆只能在轴向方向上运动)也导致操纵活塞38的轴向运动。
39.输入单元28、更准确地说控制杆36可以与未示出的换挡杆联接并且因此代表换挡助力单元10的真正输入。
40.输出单元30构造为多件式的并且具有连接块40、密封地拧到连接块40上的支承件42、活塞44和拧到支承件42上的夹持管46。在此，活塞44被夹持在支承件42和夹持管46之间。
41.活塞44相对异型管18的内侧密封，并且在活塞44的相对侧上在壳体12内形成第一工作室48和第二工作室50。
42.此外，在活塞44上构造有环形通道51，该环形通道相对工作室48、50密封，并且压缩空气经由压缩空气入口26流入到该环形通道中。在此，环形通道51在活塞44的每个位置中都在流动方面与压缩空气入口26接触。
43.活塞44在轴向上通过第一和第二工作室48、50之间的压力差被推向第一工作室48或第二工作室50的方向。因此可以气动地驱动活塞44。
44.在活塞44被固定地夹持在支承件42和夹持管46之间之后，活塞44的轴向运动也导致输出单元30的运动。在活塞44的每次运动之后，填充有压缩空气的工作室48、50经由控制杆36中的开口49和盖板20的封闭罩23排气。
45.连接块40代表换挡助力单元10的真正输出，其中，换挡助力单元10在机动车上的安装状态中经由连接块40与机动车的换挡变速器联接。
46.因此，经由换挡杆施加到换挡助力单元10上的力传递到机动车的换挡变速器上并且在此被放大。施加到输入单元28上的力到输出单元30上传递经由阀单元32实现，这将在下面参考图3进行解释。使用根据图3的阀单元32来代替图2所示的阀单元32。
47.阀单元32不仅在空间上而且在功能上设置在输入单元28和输出单元30之间，并且控制杆36轴向延伸穿过阀单元32。控制杆36因此贯穿阀单元32，使得阀单元32可以套到控制杆36上、更确切地说作为完全预装配的单元。
48.在此，阀单元32关于中心轴线34对称地构造。
49.阀单元32具有阀外壳52，该阀外壳构造为两件式的并且相应地包括两个壳体部件53，这两个壳体部件形状锁合地彼此连接、更准确地说彼此卡锁。
50.在轴向方向上，阀外壳52界定阀单元32的压缩空气腔54，该压缩空气腔经由环形通道51在流动方面与压缩空气入口26连接。
51.在阀壳体52内容纳有第一阀芯56、第二阀芯58和轴向设置在阀芯56、58之间的弹性器件60。
52.阀芯56、58在控制杆36的外侧上相对彼此可轴向运动，其中，阀芯56、58可伸缩地彼此接合。
53.换而言之，阀芯56、58在相对彼此运动时部分搭接。在此，在搭接区域62中，在第二阀芯58上构造有密封轮廓64，该密封轮廓沿着第一阀芯56的外表面滑动。
54.弹性器件60是弹簧66，其直接作用在第一和第二阀芯56、58上并且将阀芯56、58压向阀外壳52的方向。
55.更准确地说，在阀外壳52上构造有第一阀座68和第二阀座70，第一阀芯56或第二阀芯58被压靠到它们上。
56.在图3的设计方案中，阀座68、70设置在阀外壳52的端壁72上并且构造为与控制杆36径向间隔开，使得控制杆36的每个操纵活塞38的部件71可以作用在第一阀芯56或第二阀芯58上并且可以将该第一阀芯或第二阀芯从配置的阀座68、70中压离。
57.换而言之，部件71压靠在第一阀芯56或第二阀芯58上(取决于控制杆36的轴向运动方向)并且使该第一阀芯或第二阀芯向第二阀芯58或第一阀芯56的方向移动。另一阀芯58、56保持在配置的阀座70、68上。
58.因此分别仅释放一个阀座68、70，并且压缩空气可以经由第一阀座68流入到第一工作室48中，并且压缩空气可以经由第二阀座70流入到第二工作室50中。
59.阀座68、70因此经由控制杆36的运动而释放，并且因此压缩空气入口26与相应的工作室48、50连接。从第一工作室48和第二工作室50之间的某一压力差起，输出单元30被气动地压向第一工作室48的方向或第二工作室50的方向(参见上面的实施例)。
60.在图3的设计方案中，在每个端壁72上设置有柱形区段74，该柱形区段沿周向环绕并且在该柱形区段中构造有环形密封件76，该环形密封件将相应的端壁72相对输出单元30的支承件42密封。压缩空气由此可以从压缩空气腔54仅经由阀座68、70流到工作室48、50中。
61.阀外壳52还包括两个连接壁78，这两个连接壁沿轴向在端壁72之间延伸。
62.在此，连接壁78被理解为阀外壳52的部件，该连接壁将端壁72彼此连接。
63.换而言之，每个端壁72一体地转入到相应的连接壁78的一个部件中。
64.例如，连接壁78分别构造为两件式的并且因此具有第一部件80和第二部件82。在此，部件80、82彼此卡锁、即彼此形状锁合地联接。
65.更准确地说，部件80、82具有彼此接合的径向弹性的指状部84。
66.指状部84因此可以在径向方向上运动，从而通过向壳体部件53相对彼此的轴向移动来构成阀外壳52。
67.弹性器件60通过壳体部件53的轴向移动预紧并且因此将阀芯56、58压到配置的阀座68、70中。以此方式，阀单元32的所有部件通过所述卡锁和弹性器件60的张紧力定位。
68.阀单元32在此构成关闭设计的单元，其可推到控制杆36上。通过这种方式减少了换挡助力单元10的装配耗费，这是因为阀单元32的各个部件是预装配的并且因此也是预定位的。
69.因此，仅还需将阀单元32定位在控制杆36的相应部位处。然后通过阀单元32在控制杆36上的定位也将阀单元32的部件定位。通过这种方式减小了换挡助力单元10的装配期间的公差并且简化了装配。
70.在所示的实施方式中，整个阀外壳52由塑料制成。因此，端壁72(以及还有相应的阀座68、70)、倒棱区段74以及部件80、82由塑料制成。
71.在此，每个壳体部件53一件式地构造为塑料部件。
72.通常当然也可考虑：阀外壳52仅部分地、例如仅在各端壁72上或仅在一个端壁72上由塑料制成。
73.此外，部件80、82的构造应理解为仅是示例性的。因此，一个部件80、82可以延伸直到另一端壁72，并且在这种情况下将不存在另一部件82、80。
74.此外，也可以仅在部件80、82之一上构造有径向弹性的指状部84。换而言之，可以仅在部件80上或仅在部件82上构造有径向弹性的指状部84。
75.例如，连接壁78可以是在每个端壁72的半周上延伸的壳状的连接壁78。