伺服缸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于四個調(diào)整位置(I、II、III、IV)的伺服缸系統(tǒng)(1)，其包括缸體(2)，容納在缸體(2)內(nèi)的、帶有從缸體(2)中伸出的活塞桿(4)的活塞(3)，可以分別用壓力介質(zhì)加載的第一壓力腔(D1)和第二壓力腔(D2)，以及兩個切換閥(V1、V2)，通過所述切換閥可以控制壓力介質(zhì)的進入和排出。本發(fā)明提出了，設(shè)置兩個儲力器(F1、F2)，通過它們可以使活塞(3)相對與缸體(2)連接的支座(9、10)得到支撐。
【專利說明】伺服缸系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于四個調(diào)整位置的伺服缸系統(tǒng)，其包括缸體，布置在缸體內(nèi)的、 帶有從缸體中伸出的活塞桿的活塞，可以分別用壓力介質(zhì)加載的第一以及第二壓力腔，以 及通過其可以控制壓力介質(zhì)的進入和排出的兩個切換閥。

【背景技術(shù)】
[0002] 在 申請人:的較早的申請DE102012218907A1中公開了一種在兩種實施方式中的 用于四個調(diào)整位置的伺服缸系統(tǒng)：第一實施方式包括一種浮動式活塞，而在第二實施方式 中包括一種不帶浮動式活塞的缸體/活塞系統(tǒng)。該缸體具有兩個直徑區(qū)域，它們通過凸 肩彼此相對地中斷?；钊麠U在其從缸體中伸出的端部上承載有構(gòu)造為螺旋彈簧的壓縮彈 簧，該壓縮彈簧布置在兩個彈簧保持杯（Federt6pfen)之間并且能夠相對在殼體側(cè)的支座 (Widerlager)得到支撐。四個調(diào)整位置的特征一方面在于兩個端部位置并且另一方面在于 布置在端部位置之間的兩個中間位置，其中一個中間位置被稱為彈簧居中的調(diào)整位置，也 就是說，兩個壓力腔是不加壓的，并且活塞，或者說活塞桿只通過受束縛的壓縮彈簧來居中 定位，或者說來固定。另外的中間位置（調(diào)整位置III)的特征在于對彈簧力和活塞力進行 力平衡：兩個壓力腔是有壓力加載的；合成了的活塞力處于與彈簧力平衡的狀態(tài)下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 通過所述較早的申請，尤其是所述第二實施方式，本發(fā)明試圖達(dá)到對伺服缸系統(tǒng) 進行進一步的改進，尤其是對中間位置的穩(wěn)定性進行改進的目的。
[0004] 根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明相對所述較早的申請的主題大體上通過如下來區(qū)分，即， 設(shè)置有兩個儲力器，尤其是兩個構(gòu)造為壓縮彈簧的螺旋彈簧，所述螺旋彈簧優(yōu)選相互同軸 地并且交錯地布置。通過這兩個壓縮彈簧的布置方式能夠得到穩(wěn)定的中間位置，也就是位 于兩個端部止擋部之間，并且不僅僅是彈簧居中定位的調(diào)整位置。
[0005] 根據(jù)優(yōu)選的實施方式，兩個壓縮彈簧支撐在彈簧保持杯之間，但是，所述彈簧保持 杯關(guān)于它們的外直徑構(gòu)造為不同的，從而使第一彈簧保持杯只形成用于第一內(nèi)彈簧的一個 支座并且第二彈簧保持杯形成用于第一內(nèi)彈簧和第二外彈簧的第二支座。
[0006] 根據(jù)另一優(yōu)選的實施方式，容納有活塞和活塞桿的缸體布置在殼體內(nèi)，該殼體在 缸體的外部形成用于兩個壓縮彈簧的相對置的支座。在這里，外壓縮彈簧一方面支撐在第 一、在殼體側(cè)的支座上并且另一方面通過第二彈簧保持杯支撐在第二、在殼體側(cè)的支座上。 因此，能夠得到彈簧力的分階段的變化曲線。
[0007] 根據(jù)另一優(yōu)選的實施方式，在活塞的中間位置中的一個內(nèi)的活塞只通過對來自彈 簧力和活塞力的力進行平衡來保持在穩(wěn)定的位置中。這尤其通過對兩個壓縮彈簧依次地進 行壓縮是可行的。因此，第二且更強力的彈簧引起彈簧力的跳躍式的提升，就像一個機械的 止擋那樣作用。由此，得到穩(wěn)定得與端部位置相類似的、用于中間位置的位置。
[0008] 根據(jù)另一優(yōu)選的實施方式，伺服缸系統(tǒng)用作用于機動車輛的自動變速器的選擋 缸。在這里，得到提高了的換擋舒適性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 在附圖中圖示出本發(fā)明的實施例并且在下面對它進行詳細(xì)地說明，其中，由說明 和/或附圖能夠得出另外的特征和/或優(yōu)點。其中：
[0010] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的伺服缸系統(tǒng)，
[0011] 圖2示出伺服缸系統(tǒng)的第一調(diào)整位置（端部位置），
[0012] 圖3示出第二調(diào)整位置（中間位置），
[0013] 圖4示出第三調(diào)整位置（中間位置）并且
[0014] 圖5示出第四調(diào)整位置（端部位置）。

【具體實施方式】
[0015] 圖1示出了伺服缸系統(tǒng)1，其具有缸體2、容納在缸體2內(nèi)的活塞3以及緊固在活塞 3上的活塞桿4。具有貫通的內(nèi)壁和第一缸體底部2a的缸體2容納在殼體5的孔內(nèi)并且向 外地通過第二缸體底部6來封閉。在圖示的實施例中與缸體2 -體式地構(gòu)造的殼體5和第 一缸體底部2a具有被活塞桿4穿過的缺口（未編號）。在缸體2內(nèi)布置有在第一缸體底部 2a和活塞3之間的第一壓力腔D1以及在活塞3和第二缸體底部6之間的第二壓力腔D2。 壓力腔D1、D2具有用于以壓力介質(zhì)加載的第一和第二連通開口 7、8。缸體2優(yōu)選氣動地，也 就是用壓縮氣體運行，因此，連通開口 7、8可以用作對兩個壓力腔進行進氣和排氣。但是， 對伺服缸系統(tǒng)1進行液壓的操作也是可行的。活塞3具有第一、呈圓環(huán)形狀地構(gòu)造的活塞 面3a和第二、構(gòu)造為滿圓的活塞面3b。壓力腔D1、D2可以用恒定的運行壓力P加載，從而 基于不同的活塞面3a、3b得出在活塞3上的不同的擠壓力?；钊麠U4在缸體2的外面具有 中間區(qū)域4a以及端部區(qū)域4b，端部區(qū)域具有活塞桿的用于對活塞3進行沖程限制的橫向軸 頸4c。殼體5,其也被稱為換擋殼體5,具有用于容納兩個同軸地布置的且構(gòu)造為螺旋彈簧 的壓縮彈簧F1、F2的夾室5a。夾室5a在軸向的方向上通過第一、在殼體側(cè)的支座9和第 二、在殼體側(cè)的支座10來限定。第一彈簧F1，因為它的相對于第二彈簧F2的更小的直徑也 被稱為內(nèi)彈簧，其相對第一彈簧保持杯11和第二彈簧保持杯12支撐，彈簧保持杯通過構(gòu)造 為保險環(huán)的止擋件13、14與活塞桿4的中間區(qū)域4a連接。第二彈簧F2,其因為比第一彈簧 F1具有更大的直徑并且因此也被稱為外彈簧F2, 一方面直接相對在殼體側(cè)的支座9支撐并 且另一方面在第二彈簧保持杯12上并且間接的相對第二、在殼體側(cè)的支座10支撐。因此， 在具有支座12a的第二彈簧保持杯12上不僅支撐有第一而且支撐有第二彈簧F1、F2,而在 具有支座11a的第一彈簧保持杯11上只支撐有第一內(nèi)彈簧F1。因此，兩個壓縮彈簧同軸地 并且由于它們的不同的直徑而交錯地布置，其中，相對于活塞桿4的縱向軸線a，也就是活 塞3的運動方向是同軸的。四個擋位I、II、III、IV與橫向軸頸4c的位置相關(guān)地在附圖中 表明，其中，I和IV稱為端部位置并且II、III稱為中間位置。
[0016] 殼體5在它的背離缸體2的區(qū)域內(nèi)具有縱向凹槽15、16,它們作為用于橫向軸頸 4c的端部止擋部在兩個調(diào)整位置I、IV中使用。另一方面，活塞桿4的端部區(qū)域4b可以與 用于對活塞3的換擋運動進行傳遞的沒有圖示的機械的傳遞機構(gòu)連接。圖示的和已說明的 伺服缸系統(tǒng)1優(yōu)選用作用于自動變速器的選擋缸。因此，用對四個調(diào)整位置進行選擋的方 式可以選擇換擋變速箱的四個切換路徑（Schaltgassen)。
[0017] 圖2示出在調(diào)整位置I內(nèi)的，也就是在端部位置內(nèi)的根據(jù)圖1的伺服缸系統(tǒng)1，其 中，活塞桿4的兩個橫向軸頸4c位于殼體5的縱向凹槽15、16內(nèi)的止擋部上?；钊?在該 附圖中位于左邊的位置。第一閥VI以及第二閥V2控制著對第一或者第二壓力腔D1、D2的 壓力加載，其中，通過帶有尖頭向上的箭頭P來表示進氣（壓力加載）并且通過帶有尖頭向 下的箭頭P來表示排氣。在該情況下，第二壓力腔D2被進氣，而第一壓力腔D1被排氣。活 塞3由壓力腔D2的側(cè)以活塞力FK2來加載，第一和第二彈簧FI、F2(如該圖示清楚地示出 的那樣）是被壓緊的，并且施加到活塞桿4上并且因此施加到活塞3上一個合成彈簧力Ffk =Ff1+FF2。對于穩(wěn)定的端部位置必須滿足下面的不等式：
[0018]FK2 >Ffe
[0019] 由此可見，活塞力相對于彈簧合力必須要占優(yōu)。
[0020] 圖3示出了調(diào)整位置II，也就是中間位置，其中，兩個壓力腔Dl、D2被進氣，如通 過兩個帶有箭尖向上的箭頭P示出的那樣。在活塞3上作用有來自兩側(cè)的，也就是在活塞 面3a、3b上的擠壓力，其中，在活塞面3b上的擠壓力由于更大的橫截面而占優(yōu)并且在該附 圖中的活塞3試圖能夠向左地擠壓。被壓緊的彈簧F1、F2的彈簧力的總和與該擠壓力相反 地作用，其中為了維持穩(wěn)定的位置必須滿足下面的兩個不等式：
[0021] Ff1+FP2 >FK2-FK1
[0022]FK2_Fk1 >FF2
[0023] 由此可見，活塞力的差一方面必須小于彈簧力的總和并且另一方面必須大于外彈 黃F2的彈黃力。
[0024] 圖4示出在調(diào)整位置III內(nèi)，也就是在中間位置內(nèi)的伺服缸系統(tǒng)1，其中，在這里， 本發(fā)明涉及到被稱為彈簧居中的位置?；钊?僅通過彈簧FI、F2的力保持在它的位置內(nèi)， 因為兩個壓力腔D1、D2被排氣，也就是說不加壓，這通過帶有向下指向的尖頭的箭頭P來表 明。由此可見，在調(diào)整位置III內(nèi)不需要從外面進行能量輸送。
[0025] 圖5示出在調(diào)整位置IV內(nèi)的，也就是在第二端部位置內(nèi)的伺服缸系統(tǒng)1 ;橫向軸 頸4c在殼體5的縱向凹槽15、16內(nèi)位于止擋部上。第一壓力腔D1被進氣，如向上指向的 箭頭P示出的那樣，而第二壓力腔D2被排氣，如向下指向的箭頭P示出的那樣。為了維持 穩(wěn)定的端部位置必須滿足下面的不等式：
[0026]FK1 >Ff1
[0027] 由此可見，作用在活塞面3a上的擠壓力必須大于內(nèi)彈簧F1的回位力。
[0028] 在圖2至5中，從第一缸體底部2a到活塞面3a增加的間距用SpSpSySs來標(biāo)記。
[0029] 附圖標(biāo)記
[0030]1 伺服缸系統(tǒng)
[0031] 2 缸體
[0032] 2a第一缸體底部
[0033] 3 活塞
[0034] 3a第一活塞面
[0035] 3b第二活塞面
[0036] 4 活塞桿
[0037] 4a中間區(qū)域
[0038] 4b端部區(qū)域
[0039] 4c橫向軸頸
[0040] 5 殼體
[0041] 5a 夾室
[0042] 6 第二缸體底部
[0043] 7 第一連通開口
[0044] 8 第二連通開口
[0045] 9 第一支座
[0046] 10第二支座
[0047] 11第一彈簧保持杯
[0048] 11a第一支座
[0049] 12第二彈簧保持杯
[0050] 12a第二支座
[0051] 13第一止擋件
[0052] 14第二止擋件
[0053] 15縱向凹槽
[0054] 16縱向凹槽
[0055]a 縱向軸線/活塞
[0056]D1第一壓力腔
[0057]D2第二壓力腔
[0058]F1第一壓縮彈簧
[0059] F2第二壓縮彈簧
[0060]P運行壓力，箭頭
[0061]VI第一閥
[0062] V2 第二閥
[0063] s〇,Sl,s2,s3活塞沖程
[0064] I、II、III、IV調(diào)整位置
【權(quán)利要求】
1. 一種用于四個調(diào)整位置（I、II、III、IV)的伺服缸系統(tǒng)（1)，所述伺服缸系統(tǒng)包括缸 體（2)，容納在所述缸體⑵內(nèi)、帶有從所述缸體（2)中伸出的活塞桿⑷的活塞（3)，能夠 分別用壓力介質(zhì)加載的第一壓力腔（D1)和第二壓力腔（D2)，以及兩個切換閥（VI、V2)，通 過所述切換閥能夠控制所述壓力介質(zhì)的進入和排出，還包括兩個儲力器（FI、F2)，通過所述 儲力器能夠使所述活塞（3)相對與所述缸體（2)連接的支座（9、10)得到支撐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述儲力器構(gòu)造為壓縮彈簧（F1、 F2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮彈簧構(gòu)造為螺旋彈簧 (F1、F2)并且相互同軸地布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一壓縮彈簧（F1)壓緊在第 一彈簧保持杯（11)和第二彈簧保持杯（12)之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二彈簧保持杯（11、 12)能夠通過第一和第二止擋件（13、14)相對所述活塞桿（4、4a)得到支撐。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一彈簧保持杯 (11) 具有用于支撐所述第一內(nèi)彈簧（F1)的第一支座（11a)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述第二彈簧保持杯 (12) 具有用于支撐所述第一內(nèi)彈簧和所述第二外彈簧（F1、F2)的第二支座（12a)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，為了支撐所述第一內(nèi) 彈簧和所述第二外彈簧（F1、F2)，所述支座（9、10)布置在殼體（5)內(nèi)，所述殼體容納有所 述帶有活塞（3)和活塞桿（4)的缸體（2)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述缸體（2)具有用 于引導(dǎo)所述活塞（3)的貫通的內(nèi)壁。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞⑶能夠 通過對所述彈簧（F1、F2)的力和在所述活塞（3)上的擠壓力進行平衡來固定在所述活塞的 調(diào)整位置II上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，其特征在于，所述活塞（3)能夠 只通過所述第一和第二壓縮彈簧（F1、F2)的力來固定在所述活塞的調(diào)整位置III上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的伺服缸系統(tǒng)，能夠用作用于機動車輛的自動 變速器的選擋缸。
【文檔編號】F15B15/24GK104235113SQ201410239221
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】西蒙·紹爾, 拉多耶·普里約維奇, 于爾根·黑格勒 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司