EP0072272B1 - Control mechanism for shifting change-speed gearings - Google Patents

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EP0072272B1
EP0072272B1 EP82401314A EP82401314A EP0072272B1 EP 0072272 B1 EP0072272 B1 EP 0072272B1 EP 82401314 A EP82401314 A EP 82401314A EP 82401314 A EP82401314 A EP 82401314A EP 0072272 B1 EP0072272 B1 EP 0072272B1
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EP
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servo drive
contact
threaded shaft
cam
fork
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Michel Sachot
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Centre dEtudes du Fraisage
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G19/00—Servo-mechanisms with follow-up action, e.g. occurring in steps

Definitions

  • relay D controls two closing contacts Da, Db
  • the relay G controls two closing contacts Ga, Gb.
  • the switch 24 opens the contact 2a and closes the contact 1a.
  • Relay D is supplied and motor 8 turns to drive part 9 to the right.
  • the 21st contact closes.
  • the contact 11 a opens.
  • the relay D is no longer supplied and the motor stops.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

1. A gear-change control device for a gear box comprising at least one block of sliding gears (1), the displacement of which is obtained by means of a rod or fork (3) actuated by a servo drive (8) driving a threaded shaft (7) on which is mounted a nut (6) whose displacements are simultaneously driving the fork (3) and a control member such as a finger, a lug or a notch (10) which actuates switches (11-14) controlling the servo drive (8), characterized in that the servo drive is also driving a rotary cam (19) having a single boss (20) cooperating with a switch (21) connected in parallel with the switches (11-14) placed on the control circuit of the servo drive (8).

Description

L'invention se rapporte aux boîtes de vitesse à engrenages comportant un ou plusieurs blocs d'engrenages baladeurs, dont le déplacement est obtenu par une tringle ou fourchette elle-même actionnée par tout moyen tel qu'une tringlerie pouvant comporter des crémaillères ou vis sans fin.The invention relates to gearboxes with one or more sliding gear blocks, the displacement of which is obtained by a rod or fork itself actuated by any means such as a linkage which may include racks or screws without end.

Pour la réalisation d'un mécanisme automatique de changement de vitesse, il est connu d'utiliser un servo-moteur entraînant un pignon qui entraîne une crémaillère assurant le déplacement de la fourchette et de munir l'arbre du pignon de came coopérant avec des micro- commutateurs pour obtenir l'arrêt du pignon en une position angulaire précise.For the production of an automatic speed change mechanism, it is known to use a servo motor driving a pinion which drives a rack ensuring the displacement of the fork and to provide the shaft of the cam pinion cooperating with micro - switches to stop the pinion in a precise angular position.

Il est également connu d'employer un servo-moteur qui entraîne une tige filetée ou vis tournant dans une noix dont les déplacements entraînent ceux de la fourchette. L'arrêt de la fourchette en toute position désirée étant obtenu au moyen de contacteurs (DE-A-2 255 992).It is also known to use a servo motor which drives a threaded rod or screw rotating in a nut whose movements cause those of the fork. The fork is stopped in any desired position by means of contactors (DE-A-2 255 992).

Cependant, ces dispositifs ne permettent pas un positionnement précis de la fourchette, en raison notamment de l'étendue de la plage d'action sur un micro-commutateur du doigt ou du bossage de came qui assure le déclenchement dudit micro-commutateur.However, these devices do not allow precise positioning of the fork, due in particular to the extent of the range of action on a micro-switch of the finger or of the cam boss which ensures the triggering of said micro-switch.

Pour résoudre cette difficulté, l'invention prévoit un dispositif de commande de changement de vitesse à engrenage dans lequel au moins un bloc d'engrenages baladeurs est commandé par le déplacement d'une tringle ou fourchette elle-même actionnée à partir d'un servo-moteur entraînant un arbre fileté sur lequel est montée une noix dont les déplacements entraînent à la fois ceux de la fourchette et ceux d'un organe tel que doigt, relief ou encoche commandant des commutateurs contrôlant le servo-moteur, caractérisé en ce que le servo-moteur entraîne également une came rotative à un seul bossage coopérant avec un commutateur monté en parallèle avec les précédents sur le circuit de commande du servo-moteur.To solve this difficulty, the invention provides a gear change control device in which at least one wandering gear block is controlled by the displacement of a rod or fork itself actuated from a servo. -motor driving a threaded shaft on which is mounted a nut whose displacements involve both those of the fork and those of a member such as finger, relief or notch controlling switches controlling the servo-motor, characterized in that the servo motor also drives a rotary cam with a single boss cooperating with a switch mounted in parallel with the previous ones on the servo motor control circuit.

De la sorte, l'arrêt du servo-moteur suppose à la fois l'actionnement du commutateur de position sélectionné et l'actionnement du commutateur commandé par la came, ce qui permet d'obtenir une très grande précision de positionnement du bloc de pignons baladeurs en chaque position d'arrêt.In this way, stopping the servo motor requires both actuation of the selected position switch and actuation of the switch controlled by the cam, which makes it possible to obtain very high positioning accuracy of the pinion block. Walkman in each stop position.

De préférence :

  • a) La came à bossage unique a même vitesse de rotation que l'arbre fileté.
  • b) La came à bossage unique est montée sur l'arbre fileté.
  • c) L'arbre fileté est l'arbre de sortie du servo-moteur.
  • d) L'étendue de la plage de commutation de l'organe de commande de commutateur entraîné par la noix filetée est inférieure au pas de vis de l'arbre fileté.
Preferably:
  • a) The single boss cam has the same speed of rotation as the threaded shaft.
  • b) The single boss cam is mounted on the threaded shaft.
  • c) The threaded shaft is the output shaft of the servo motor.
  • d) The extent of the switching range of the switch actuator driven by the threaded nut is less than the thread of the threaded shaft.

Avec ces dispositions, la précision de positionnement est donnée par la fraction du pas de vis de la tige filetée qui correspond à la fraction de tour complet sur laquelle s'étend la plage de commutation de la came à bossage unique.With these provisions, the positioning accuracy is given by the fraction of the thread of the threaded rod which corresponds to the fraction of full revolution over which the switching range of the single boss cam extends.

L'invention est décrite ci-après avec références au dessin annexé sur lequel :

  • la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue de détail de la came à bossage unique ;
  • la figure 3 est un exemple de schéma électrique applicable au dispositif des figures 1 et 2 ;
  • la figure 4 est une vue de détail de la noix munie d'une glissière avec encoche.
The invention is described below with reference to the attached drawing in which:
  • Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of the device of the invention;
  • Figure 2 is a detail view of the single boss cam;
  • Figure 3 is an example of an electrical diagram applicable to the device of Figures 1 and 2;
  • Figure 4 is a detail view of the nut provided with a slide with a notch.

En se reportant aux figures 1 et 2, on voit que le dispositif est destiné à une boîte de vitesse, non représentée, dont on a figuré un bloc de pignons baladeurs 1 qui coulissent sur un arbre 2 sous l'action d'une fourchette, tringle ou l'équivalent 3.Referring to FIGS. 1 and 2, it can be seen that the device is intended for a gearbox, not shown, of which there has been shown a block of sliding gears 1 which slide on a shaft 2 under the action of a fork, rod or equivalent 3.

Dans un exemple, la fourchette 3 coulisse elle-même sur une tige 4 liée au carter de boîte de vitesse par les cloisons 5.In one example, the fork 3 slides itself on a rod 4 linked to the gearbox casing by the partitions 5.

Conformément à l'invention, la fourchette 3 est entraînée par la noix filetée 6 dans laquelle tourne l'arbre fileté 7 entraîné par le servo-moteur 8 et cette noix entraîne également le bras 9 portant le doigt 10 qui commande les commutateurs 11, 12, 13, 14 dont les tiges de commande 15, 16, 17, 18, sont situées en des emplacements correspondant aux positions d'arrêt de la fourchette 3 que l'on recherche. Par ailleurs, l'arbre fileté 7 entraîne en rotation la came 19 pourvue d'un bossage unique 20 contrôlant le commutateur 21 par la tige 22.According to the invention, the fork 3 is driven by the threaded nut 6 in which rotates the threaded shaft 7 driven by the servo-motor 8 and this nut also drives the arm 9 carrying the finger 10 which controls the switches 11, 12 , 13, 14 including the control rods 15, 16, 17, 18, are located in locations corresponding to the stop positions of the fork 3 that one seeks. Furthermore, the threaded shaft 7 rotates the cam 19 provided with a single boss 20 controlling the switch 21 by the rod 22.

Le commutateur 21 est monté en parallèle avec les différents commutateurs 11 à 14.The switch 21 is mounted in parallel with the various switches 11 to 14.

Le servo-moteur est commandé par des circuits dans lequel à chaque commutateur 11 à 14 est associé un contact de sélection de position.The servo motor is controlled by circuits in which a position selection contact is associated with each switch 11 to 14.

Un contact de sélection de position étant manœuvré, le servo-moteur se met en route et ne s'arrête que lorsque sont simultanément actionnées celle des tiges 15 à 18 qui correspond à la position recherchée et la tige 22.A position selection contact being actuated, the servo motor starts and stops only when that of the rods 15 to 18 is actuated simultaneously which corresponds to the desired position and the rod 22.

La coopération du doigt 10 avec l'une des tiges 11 à 14 correspond donc à un arrêt approximatif, la came 19 opérant l'arrêt proprement dit avec précision ; l'arbre 7 agissant comme une vis micrométrique, on obtient ainsi un positionnement très précis.The cooperation of the finger 10 with one of the rods 11 to 14 therefore corresponds to an approximate stop, the cam 19 operating the actual stop with precision; the shaft 7 acting like a micrometric screw, a very precise positioning is thus obtained.

La plage de commutation du doigt 10 sur l'une des têtes de tiges 15 à 18 n'est pas supérieure au pas de l'arbre fileté 7, c'est-à-dire que la commutation opérée par la coopération du doigt 10 avec les commutateurs 11 à 14 est inférieure au pas de l'arbre 7.The switching range of the finger 10 on one of the rod heads 15 to 18 is not greater than the pitch of the threaded shaft 7, that is to say that the switching effected by the cooperation of the finger 10 with the switches 11 to 14 is less than the pitch of the shaft 7.

La came 19 à bossage unique 20 étant montée sur l'arbre 7, la précision de positionnement de l'arrêt sera donc d'une fraction du pas de l'arbre 7, cette fraction étant donnée par la fraction de tour de la came 19 qui correspond à la plage de commutation du bossage 20.The cam 19 with single boss 20 being mounted on the shaft 7, the positioning accuracy of the stop will therefore be a fraction of the pitch of the shaft 7, this fraction being given by the fraction of the turn of the cam 19 which corresponds to the switching range of the boss 20.

Si par exemple, cette fraction est de l'ordre de 1/10° de tour, la précision de positionnement de la fourchette 3 sera de 1/10 du pas de l'arbre 7. Sur la figure 1, la noix 6 porte un bras 9 muni d'un doigt 10 coopérant avec les doigts ou tiges 15 à 18 des commutateurs.If for example, this fraction is of the order of 1/10 ° turn, the positioning accuracy of the fork 3 will be 1/10 of the pitch of the shaft 7. In Figure 1, the nut 6 carries an arm 9 provided with a finger 10 cooperating with the fingers or rods 15 to 18 of the switches.

Il est équivalent, comme le montre la figure 4 de munir la noix 6 d'une glissière 9 portant une encoche 10 avec laquelle coopèrent les organes 15 à 18 de commande des commutateurs 11 à 14. L'encoche 10 pourrait être remplacée par un relief.It is equivalent, as shown in FIG. 4, to provide the nut 6 with a slide 9 carrying a notch 10 with which the members 15 to 18 for controlling the switches 11 to 14 cooperate. The notch 10 could be replaced by a relief .

Le schéma électrique de la figure 3 montre le servo-moteur 8 contrôlé par l'intermédiaire de deux relais D et G, respectivement prévus pour commander le déplacement de la pièce 9 vers la droite et vers la gauche. A cet effet, le relais D commande la rotation du moteur 8 dans un sens, et le relais G dans le sens inverse, selon une technique connue. Les deux relais D et G sont montés en parallèle entre les deux bornes de l'alimentation 23, de façon à être alimentés séparément et jamais simultanément. Quatre branches sont prévues en parallèle pour alimenter les deux relais D et G. Chacune de ces branches est munie d'un contact 1a, 2a, 3a, 4a. Ces contacts sont commandés par un commutateur 24 qui affiche la position recherchée 1, 2, 3 ou 4, correspondant respectivement aux micro-contacts 11, 12, 13 et 14.The electrical diagram of FIG. 3 shows the servo motor 8 controlled by means of two relays D and G, respectively provided for controlling the movement of the part 9 to the right and to the left. To this end, the relay D controls the rotation of the motor 8 in one direction, and the relay G in the opposite direction, according to a known technique. The two relays D and G are mounted in parallel between the two terminals of the power supply 23, so as to be supplied separately and never simultaneously. Four branches are provided in parallel to supply the two relays D and G. Each of these branches is provided with a contact 1a, 2a, 3a, 4a. These contacts are controlled by a switch 24 which displays the desired position 1, 2, 3 or 4, corresponding respectively to the micro-contacts 11, 12, 13 and 14.

Le micro-contact 11 commande un contact à ouverture 11 a et deux contacts à fermeture 11 b et 11c.The microswitch 11 controls an opening contact 11 a and two closing contacts 11 b and 11 c.

Le micro-contact 12 commande un contact à ouverture 12a et un contact à fermeture 12b.The microswitch 12 controls an opening contact 12a and a closing contact 12b.

Le micro-contact 13 commande un contact à fermeture 13a et un contact à ouverture 13b.The microswitch 13 controls a closing contact 13a and an opening contact 13b.

Le micro-contact 14 commande deux contacts à fermeture 14a, 14b et contact à ouverture 14c.The microswitch 14 controls two closing contacts 14a, 14b and opening contact 14c.

La came 19 entraînée par l'arbre fileté 7, porte un bossage 20 qui commande un micro-contact 21 qui commande lui-même quatre contacts à ouverture 21a, 21b, 21c, 21d.The cam 19 driven by the threaded shaft 7 carries a boss 20 which controls a microswitch 21 which itself controls four opening contacts 21a, 21b, 21c, 21d.

Chaque branche du réseau d'alimentation des relais D et G comporte un premier contact (1a ; 2a ; 3a ; 4a) dépendant du commutateur 24, en série avec au moins un contact (11a, 11b, 11c ; 12a, 12b ; 13a ; 13b ; 14a, 14b, 14c) dépendant de l'un des micro-contacts 11, 12, 13, 14. Les contacts (21a, 21b, 21c, 21d) dépendant de la came 19 sont montés en parallèle respectivement sur les contacts (11a, 12a, 13b, 14c) commandés par la pièce 9.Each branch of the supply network of relays D and G has a first contact (1a; 2a; 3a; 4a) depending on the switch 24, in series with at least one contact (11a, 11b, 11c; 12a, 12b; 13a; 13b; 14a, 14b, 14c) depending on one of the micro-contacts 11, 12, 13, 14. The contacts (21a, 21b, 21c, 21d) depending on the cam 19 are mounted in parallel respectively on the contacts ( 11a, 12a, 13b, 14c) controlled by part 9.

En outre, le relais D contrôle deux contacts à fermeture Da, Db, et le relais G contrôle deux contacts à fermeture Ga, Gb.In addition, the relay D controls two closing contacts Da, Db, and the relay G controls two closing contacts Ga, Gb.

La figure 3 représente l'ensemble arrêté en position 4, toutes les branches d'alimentation des relais D et G étant ouvertes, le moteur 8 étant arrêté.FIG. 3 represents the assembly stopped in position 4, all the supply branches of the relays D and G being open, the motor 8 being stopped.

Supposons que l'on veuille commander la position 3, on tourne le commutateur 24 vers la position 3. Le contact 4a s'ouvre et le contact 3a se ferme. Le relais D est alors alimenté par les contacts 3a, 13b et 14b. Il commande aussitôt la fermeture du contact Db (et celle de Da qui est sans influence) et la rotation du moteur 8 pour provoquer un déplacement vers la droite de la pièce 9 et une rotation de la came 19. Le bossage 20 libère le micro-contact 21 et provoque la fermeture du contact 21 c. Le déplacement de la pièce 9 repousse le micro-contact 14 et provoque l'ouverture du contact 14b, mais le relais D reste alimenté par les contacts 3a, 13b et Db. Lorsque l'encoche 10 de la pièce 9 se présente sous le micro-contact 13, le contact 13b s'ouvre mais le relais D reste alimenté par l'intermédiaire du contact 21 c, fermé jusqu'à ce que le bossage 20 de la came 19 provoque son ouverture. A l'ouverture du contact 21c, le relais D n'est plus alimenté, son contact Db s'ouvre et le moteur 8 s'arrête.Suppose that we want to control position 3, we turn the switch 24 to position 3. Contact 4a opens and contact 3a closes. Relay D is then supplied by contacts 3a, 13b and 14b. It immediately controls the closing of the contact Db (and that of Da which has no influence) and the rotation of the motor 8 to cause a displacement to the right of the part 9 and a rotation of the cam 19. The boss 20 releases the micro- contact 21 and causes contact 21 to close c. The movement of the part 9 pushes back the micro-contact 14 and causes the opening of the contact 14b, but the relay D remains supplied by the contacts 3a, 13b and Db. When the notch 10 of the part 9 is under the microswitch 13, the contact 13b opens but the relay D remains supplied by the contact 21c, closed until the boss 20 of the cam 19 causes it to open. When contact 21c opens, relay D is no longer supplied, its contact Db opens and motor 8 stops.

Si l'on commande alors la position 2, le commutateur 24 ouvre le contact 3a et ferme le contact 2a. Le relais D est alimenté par les contacts 2a, 12a et 13a. Il commande la fermeture du contact Da et la mise en marche du moteur 8 pour entraîner la pièce 9 vers la droite. Le contact 13a s'ouvre et le contact 21 b se ferme. Lorsque l'encoche 10 se présente sous le micro-contact 12, le contact 12a s'ouvre, puis le bossage 20 de la came 19 ouvre le contact 21 b et le relais D n'est plus alimenté. Son contact Da s'ouvre et le moteur 8 s'arrête.If position 2 is then controlled, the switch 24 opens the contact 3a and closes the contact 2a. Relay D is supplied by contacts 2a, 12a and 13a. It controls the closing of the contact Da and the starting of the motor 8 to drive the part 9 to the right. Contact 13a opens and contact 21b closes. When the notch 10 is under the microswitch 12, the contact 12a opens, then the boss 20 of the cam 19 opens the contact 21b and the relay D is no longer supplied. Its contact Da opens and the motor 8 stops.

Si l'on commande alors la position 1, le commutateur 24 ouvre le contact 2a et ferme le contact 1a. Le relais D est alimenté et le moteur 8 tourne pour entraîner la pièce 9 vers la droite. Le contact 21e se ferme. Lorsque l'encoche 10 arrive sous le micro-contact 11, le contact 11 a s'ouvre. Lorsque le bossage 20 commande l'ouverture du contact 21a, le relais D n'est plus alimenté et le moteur s'arrête.If position 1 is then controlled, the switch 24 opens the contact 2a and closes the contact 1a. Relay D is supplied and motor 8 turns to drive part 9 to the right. The 21st contact closes. When the notch 10 arrives under the microswitch 11, the contact 11 a opens. When the boss 20 controls the opening of the contact 21a, the relay D is no longer supplied and the motor stops.

Si l'on commande alors par exemple la position 4, le commutateur 24 ouvre le contact 1 a et ferme le contact 4a. Le relais G est alimenté par les contacts 4a et 14c. Il commande la mise en marche du moteur 8 pour un déplacement vers la gauche de la pièce 9. Lorsque l'encoche 10 arrive sous le micro-contact 14, le contact 14c s'ouvre, mais le relais G reste alimenté jusqu'à ce que le bossage 20 de la came 19 ouvre le contact 21 d. Le relais n'est plus alors alimenté et le moteur s'arrête.If position 4 is then controlled, for example, the switch 24 opens the contact 1a and closes the contact 4a. Relay G is supplied by contacts 4a and 14c. It controls the starting of the motor 8 for a movement to the left of the part 9. When the notch 10 arrives under the microswitch 14, the contact 14c opens, but the relay G remains energized until that the boss 20 of the cam 19 opens the contact 21 d. The relay is then no longer supplied and the motor stops.

Les autres éventualités de fonctionnement du dispositif se déduisent aisément de l'examen du circuit électrique de la figure 3.The other eventualities of operation of the device can easily be deduced from the examination of the electrical circuit of FIG. 3.

Claims (6)

1. A gear-change control device for a gear box comprising at least one block of sliding gears (1), the displacement of which is obtained by means of a rod or fork (3) actuated by a servo drive (8) driving a threaded shaft (7) on which is mounted a nut (6) whose displacements are simultaneously driving the fork (3) and a control member such as a finger, a lug or a notch (10) which actuates switches (11-14) controlling the servo drive (8), characterized in that the servo drive is also driving a rotary cam (19) having a single boss (20) cooperating with a switch (21) connected in parallel with the switches (11-14) placed on the control circuit of the servo drive (8).
2. A device according to claim 1, characterized in that the cam (19) having a single boss (20) has the same rotation speed as the threaded shaft (7).
3. A device according to claim 2, characterized in that the cam (19) having a single boss (20) is mounted on the threaded shaft (7).
4. A device according to any of the above claims, characterized in that the threaded shaft (7) is the output shaft of the servo drive (8).
5. A device according to any of the above claims, characterized in that the size of the switching range of the control member (10) of the switches (11-14) driven by the threaded nut (6) is less than the pitch of the threaded shaft (7).
6. A device according to any of the above claims, characterized in that a torque limiter (25) is provided on the transmission between the servo drive (8) and the threaded shaft (7).
EP82401314A 1981-08-07 1982-07-12 Control mechanism for shifting change-speed gearings Expired EP0072272B1 (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
AT82401314T ATE16648T1 (en) 1981-08-07 1982-07-12 CONTROL DEVICE FOR SHIFTING GEAR TRANSMISSIONS.

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FR8115334 1981-08-07
FR8115334A FR2511107A1 (en) 1981-08-07 1981-08-07 GEAR BOX SPEED CHANGE CONTROL DEVICE

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EP0072272A1 EP0072272A1 (en) 1983-02-16
EP0072272B1 true EP0072272B1 (en) 1985-11-21

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EP (1) EP0072272B1 (en)
AT (1) ATE16648T1 (en)
DE (1) DE3267576D1 (en)
ES (1) ES266693Y (en)
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