ES2223852T3

ES2223852T3 - Dispositivo de cambio de marchas para una caja de cambios de un vehiculo.

Info

Publication number: ES2223852T3
Application number: ES01936028T
Authority: ES
Inventors: Jorg Meyer
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 2000-05-04
Filing date: 2001-05-03
Publication date: 2005-03-01
Anticipated expiration: 2021-05-03
Also published as: WO2001084018A1; EP1190190A1; JP3657559B2; US6854354B2; US20040069088A1; EP1190190B1; JP2003531773A; DE10021461C1

Abstract

Dispositivo de cambio de marchas para una caja de cambios de un vehículo que presenta: - una palanca de cambio (1) para seleccionar las distintas posiciones de cambio (P, R, N, D, 3, 2, ...), que está alojada en una carcasa (3) de forma oscilante alrededor, al menos, de un eje (2), - un primer elemento de bloqueo (4) y, al menos, otro elemento de bloqueo (5), que bloquean el movimiento de la palanca de cambio (1) en distintas posiciones de cambio y que están alojados respectivamente en la carcasa (3) de forma oscilante alrededor de un eje de oscilación (8, 9), - un elemento de regulación (6), así como - un cuerpo de bloqueo (7) existente en la palanca de cambio (1), en el que se acopla uno de los elementos de bloqueo (4, 5) en las posiciones de cambio de la palanca de cambio que deben bloquearse, dependiendo de los parámetros predeterminados, caracterizado porque, los elementos de bloqueo (4, 5) están realizados como palancas acodadas, que presentan dos brazos (14, 15), respectivamente, queincluyen entre sí un ángulo de abertura (a), en el que 0°<a<180°, y en cuya sección de unión existe un soporte oscilante (16) y porque el elemento de regulación (6) está acoplado con los elementos de bloqueo (4, 5).

Description

Dispositivo de cambio de marchas para una caja de cambios de un vehículo.

La invención se refiere a un dispositivo de cambio de marchas según el preámbulo de la reivindicación 1.

Dispositivos de cambio de marchas de este tipo se montan cada vez más a menudo para cajas de cambios automáticas o cajas de cambios de vehículos automatizadas, debido al confort de conducción que puede obtenerse con ellos. No obstante, debido a su elevado equipamiento, los vehículos con las cajas de cambios mencionadas a menudo están sometidos al peligro de ser usados sin autorización. Por este motivo, se han llevado a cabo grandes esfuerzos para asegurar los vehículos. Esto puede suceder de distintas formas.

Una solución consiste en asegurar el dispositivo de cambio de marchas frente a un uso no autorizado mediante bloqueos de la palanca de cambio. De este modo, estos sirven, por un lado, para asegurar el vehículo frente a robo o uso no autorizado y, por otro lado, pueden activarse, también, para evitar usos indebidos por parte del conductor del vehículo, que conlleven peligro.

Se conocen bloqueos de la palanca de cambio para dispositivos de cambio de marchas denominados, por ejemplo, "Keylock" y/o "Shiftlock", en el que "Keylock" significa que la palanca de cambio se asegura contra un movimiento en la posición de aparcamiento "P" de la palanca de cambio y la llave de contacto para la puesta en marcha del vehículo sólo puede extraerse del contacto en esta posición de aparcamiento.

Por el contrario, "Shiftlock" significa que la palanca de cambio puede moverse desde la posición de aparcamiento "P" y desde una posición neutral "N" sólo al activar el freno y/o por debajo de una velocidad límite permitida, para cumplir una función de selección de otras posiciones del cambio. Esto se consigue mediante elementos de bloqueo que se activan, por ejemplo, individualmente o en una secuencia mediante electroimanes controlados por programa. De este modo, en bloqueos de la palanca de cambio de este tipo, el movimiento de cambio de marchas de la palanca de cambio es posible, únicamente, dependiendo de parámetros predeterminados.

Del documento DE 19601442 C2 se conoce un dispositivo de cambio marchas para una caja de cambios de un vehículo, en el que se montan ambos sistemas "Shiftlock" y "Keylock". El dispositivo de cambio de marchas se compone de una palanca de cambio para seleccionar distintas posiciones del cambio (P, R, N, D, 3, 2,...), que está alojada en una carcasa de forma oscilante alrededor de un eje. Un primer elemento de bloqueo y dos elementos adicionales de bloqueo bloquean el movimiento de la palanca de cambio en distintas posiciones del cambio dependiendo de parámetros predeterminados, es decir, por ejemplo, por debajo de una velocidad límite permitida para evitar, en este caso, una selección involuntaria de la marcha atrás en lugar de una marcha hacia delante. Para activar los elementos de bloqueo, se usa un elemento de regulación realizado como electroimán, en el que el electroimán presenta un anclaje, que puede salir a ambos lados de la carcasa del electroimán y, de este modo, forma un elemento de bloqueo a cada lado, que puede acoplarse en escotaduras de la palanca de cambio. Como cuerpo de bloqueo sirve, para ello, la misma palanca de cambio, en la que se introducen las escotaduras.

El sistema redundante descrito en el documento de un bloqueo de palanca de cambio está realizado de forma muy costosa como una realización para un caso de aplicación especial. Una desventaja de esta solución consiste, además, en que se usan tres elementos de bloqueo.

Además, el documento genérico EP0519208 A1 da a conocer un dispositivo de cambio de marchas para una caja de cambios de un vehículo con una palanca de cambio para seleccionar distintas posiciones del cambio (P, R, N, D, 3, 2, ...). Además, existe un elemento de bloqueo alojado de forma oscilante en la carcasa que puede acoplarse en distintas posiciones del cambio con un elemento de bloqueo asignado a la palanca de cambio, para bloquear el movimiento de la palanca de cambio. El elemento de bloqueo se activa desde un elemento de regulación, que se encuentra en contacto de roce mediante elementos intermedios configurados como rodillos con superficies de contacto adaptadas al elemento de bloqueo. En esta realización prevista para un caso especial de aplicación resulta desventajoso que el elemento de bloqueo se configure de forma costosa, así como la unión formada sencillamente por un contacto del elemento de bloqueo y del elemento de regulación, lo que puede conllevar ruidos no deseados en la conducción.

El planteamiento técnico del problema de la presente invención es crear un dispositivo de cambio de marchas con un bloqueo de la palanca de cambio formado por componentes de fabricación sencilla, en el que los componentes de fabricación sencilla deben poder montarse en múltiples dispositivos de cambio de marchas de forma variable.

El planteamiento técnico del problema se resuelve con las características identificadoras de la reivindicación 1.

A continuación, se propone realizar los elementos de bloqueo colocados en la carcasa de forma oscilante cada uno alrededor de un eje de oscilación como palancas acodadas.

Las palancas acodadas pueden fabricarse de forma sencilla, pueden realizarse estructuralmente de forma idéntica y fijarse a la carcasa con un coste de montaje escaso, de forma que puede proporcionarse una realización económica con un dispositivo de cambio de marchas según la invención.

Por tanto, dentro de la multiplicidad de variantes deseada de un dispositivo de cambios, según la presente invención resulta conveniente dotar a los elementos de bloqueo realizados como palancas acodadas con dos brazos, respectivamente, que incluyen un ángulo de abertura (\alpha) entre sí que puede ascender entre 0º y 180º. De este modo, los elementos de bloqueo pueden realizarse tanto como componentes rectos, es decir, en forma de barra así como, también, como palancas acodadas en el sentido propio de la palabra, en los que debido a las proporciones favorables de la palanca y la situación de montaje óptima se prefiere una realización, en la que el ángulo de abertura (\alpha) asciende a aprox. 90º. Preferiblemente, en la sección de unión de ambos brazos de la palanca acodada existe un soporte oscilante, alrededor de cuyo eje de oscilación está alojada la palanca acodada en la carcasa, en la que el soporte oscilante puede montarse, también, en la carcasa bajo una capa intermedia de una capa de amortiguación. Esta solución muy sencilla en su conjunto posibilita el uso de componentes unificados para numerosas variantes de cambios de marchas, de forma que puede conseguirse un sistema modular.

El elemento de regulación presenta, preferiblemente, un acoplamiento con los elementos de bloqueo, que forma una unión directa o indirecta con los elementos de bloqueo. De este modo, puede preverse, también por ejemplo, una mecánica de palanca que formaría así una unión indirecta del elemento de regulación con los elementos de bloqueo. El elemento de regulación en el dispositivo de cambio de marchas según la invención activa, al mismo tiempo, dos (o más) elementos de bloqueo mediante el acoplamiento, en el que se acopla, como máximo, un elemento de bloqueo con el cuerpo de bloqueo existente en la palanca de cambio.

En este punto debe remarcarse que, al menos, en una unión directa del elemento de regulación con los elementos de bloqueo, las secciones de los elementos de bloqueo que están unidos al elemento de regulación correspondiente, describen un arco en su movimiento oscilante, mientras el elemento de regulación realiza, preferentemente, movimientos rectilíneos. Para compensar el movimiento relativo existente son concebibles distintas soluciones. Así, la unión puede realizarse en forma de una articulación esférica o el elemento de regulación o los elementos de regulación, especialmente, se alojan con movimiento limitado.

Según otra configuración de la invención, los elementos de bloqueo presentan un perfil de acoplamiento en relieve en su lado contiguo al cuerpo de bloqueo. Este perfil de acoplamiento puede encajarse en una escotadura aprox. complementaria del cuerpo de bloqueo. Como realización de esta característica de la invención, podría ser posible un perfil de acoplamiento rectangular en sección, así como de tipo dentado o de cualquier otro tipo, que retenga un contra-perfil correspondiente del cuerpo de bloqueo o lo acople en éste.

Para facilitar los movimientos de entrada y salida de los elementos de bloqueo, se propone, además, prever superficies de deslizamiento en el cuerpo de bloqueo, sobre las que puedan deslizarse a lo largo los perfiles de acoplamiento en relieve de los elementos de bloqueo hasta su alojamiento en el cuerpo de bloqueo.

Una configuración especial de la invención consiste, además, en que la palanca de cambio presenta una sección en forma de cubo, sobre cuyo perfil exterior está fijado, al menos, en un lado, al menos, un cuerpo bloqueo. Una realización de palanca de cambio de este tipo supone un incremento adicional de la multiplicidad de variantes. Así, el cuerpo de bloqueo puede preverse de forma opcional a ambos lados de la palanca de cambio en la sección en forma de cubo, de forma que un dispositivo de cambio de marchas según la invención puede montarse tanto para vehículos de guía a la izquierda como de guía a la derecha, sin tener que modificar todo el dispositivo de cambio de marchas. Como continuación de esta idea principal se prevén medidas correspondientes en la carcasa para colocar los elementos de bloqueo así como para fijar el elemento de regulación, de forma que puedan colocarse los componentes individuales, por ejemplo, mediante uniones que pueden liberarse a uno u otro lado del dispositivo de cambio de marchas, lo que facilita considerablemente la puesta en práctica del proceso de montaje. En este sentido, los elementos de bloqueo deberían realizarse, también, como componentes idénticos, cuya fijación en la carcasa tenga lugar, sencillamente, en sentido opuesto. En consecuencia, el dispositivo de cambio de marchas es modular en conjunto, en forma de un sistema de unidades de montaje.

Como elemento de regulación pueden usarse componentes con distintos principios de actuación, por ejemplo, mecánicos, hidráulicos, neumáticos o eléctricos. Una posibilidad muy sencilla se contempla, en este caso, en el montaje de un electroimán como elemento de regulación con un anclaje pre-tensado mediante un muelle que puede extraerse en sentido axial por ambos lados de su carcasa.

Este electroimán debería presentar de forma ventajosa en estado inactivo un anclaje extraído por un lado, de forma que, por ejemplo, en la posición del cambio "P" del dispositivo de cambio de marchas, el elemento de bloqueo y el cuerpo de bloqueo se encuentren acoplados entre sí.

Un ejemplo de realización de la invención se explica en detalle a continuación en referencia a los dibujos. Se muestran:

Figura 1: una vista espacial de una realización representada de forma simplificada de un dispositivo de cambio de marchas según la invención;

Figura 2: una vista lateral, en la que la palanca de cambio se encuentra en posición del cambio "P" y

Figura 3: una vista lateral, en el que la palanca de cambio se encuentra en la posición del cambio "N".

La representación simplificada mostrada en las figuras de un dispositivo de cambio de marchas según la invención se compone de una palanca de cambio 1, que está alojada en una carcasa 3 de forma oscilante alrededor de un eje 2 que puede identificarse mejor en las figuras 2 y 3. Esta realización de un dispositivo de cambio de marchas presenta simplemente una vía de cambio y fue concebida como dispositivo de cambio automático, en la que las señales se registran y transmiten de forma electrónica. Para activar los bloqueos de la palanca de cambio que, en este caso, deben ser posibles en las posiciones de cambio "P" y "N", están fijados en un perfil exterior de la carcasa 3 dos elementos de bloqueo 4 y 5 de forma oscilante alrededor de un eje de oscilación 8 y 9 cada uno. Los ejes de oscilación 8, 9 están alojados, respectivamente, en un soporte oscilante 16 revestido de caucho. La palanca de cambio 1 presenta una sección 17 en forma de cubo, en cuya superficie exterior está fijado, por un lado, un cuerpo de bloqueo 7. Este presenta una escotadura 11, en la que puede encajarse el perfil de acoplamiento 10 adaptado a cada uno de los elementos de acoplamiento 4, 5. El cuerpo de bloqueo 7 está dotado, además, de superficies de deslizamiento 12, 13, que facilitan el movimiento de entrada y salida de los elementos de bloqueo 4, 5 y que, al mismo tiempo, deben conducirlos, al menos, por secciones. Los elementos de bloqueo 4 y 5 realizados de forma idéntica pero, sin embargo, colocados de manera opuesta entre sí en la carcasa disponen, respectivamente, de dos brazos 14, 15, que incluyen un ángulo de abertura (\alpha) entre sí que asciende aprox. a 90º. En los brazos 15 de los elementos de bloqueo 4, 5 dispuestos debajo del eje de oscilación 8, 9, estos están unidos con un elemento de regulación 6 que, en este caso, es un electroimán. Este se compone de una carcasa 6.1 y un anclaje 6.3 que puede moverse de forma axial, que sale por ambos lados de la carcasa y que esta pre-tensado dentro de la carcasa 6.1 mediante un muelle 6.2 no visible en las representaciones.

Un dispositivo de cambio de marchas de este tipo debe presentar en estado inactivo del electroimán 6 un anclaje 6.3 extraído por un lado e introducido de forma correspondiente en el lado opuesto de la carcasa 6.1, de forma que pueda realizarse el bloqueo de la palanca de cambio sin corriente mostrado en la figura 2. En caso de que el conductor del vehículo ponga en marcha el vehículo y, de este modo, suministre corriente, el anclaje no se mueve hasta que, adicionalmente, se emite una señal para el pedal de freno activado. El control y tratamiento de la señal tiene lugar de forma conocida mediante una unidad de control central (CPU), que aquí no se trata en detalle. Después de que el electroimán 6 ha oscilado la palanca acodada 5 alrededor del eje de oscilación 9 mediante el movimiento del anclaje, la palanca de cambio 1 se libera y puede seleccionarse una posición de conducción.

La posición de marcha atrás "R" colocada detrás de la posición del cambio "N" visto en sentido de marcha puede seleccionarse sólo de forma correspondiente, cuando el electroimán 6 sale del anclaje 6.3 en la posición del cambio "N", de forma que la posición mostrada en la fig. 3 del elemento de bloqueo 4 y del cuerpo de bloqueo 7 se coloca fuera del acoplamiento. La liberación de la palanca de cambio puede ligarse a condiciones o parámetros predeterminados como, por ejemplo, una velocidad inferior límite de 5 km/h. De esta forma pueden evitarse conexiones erróneas y con ello, desperfectos en la caja de cambios del vehícu-
lo.

Finalmente, un elemento de regulación 6 se activa en un dispositivo de cambio de marchas según la invención mediante un acoplamiento al mismo tiempo de dos (o más) elementos de bloqueo 4, 5 en el que como máximo un elemento de bloqueo 4 ó 5 se encuentra acoplado con el cuerpo de bloqueo 7 existente en la palanca de cambio 1.

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1. \+ Palanca de cambio\cr  2. \+ Eje\cr  3. \+ Carcasa\cr  4. \+
Primer elemento de bloqueo\cr  5. \+ Elemento de bloqueo
adicional\cr  6. \+ Elemento de regulación\cr  6.1. \+ Carcasa\cr 
6.2. \+ Muelle\cr  6.3. \+ Anclaje\cr  7. \+ Cuerpo de bloqueo\cr 
8. \+ Eje de oscilación\cr  9. \+ Eje de oscilación\cr  10. \+
Perfil de acoplamiento\cr  11. \+ Escotadura\cr  12. \+ Superficie
de deslizamiento\cr  13. \+ Superficie de deslizamiento\cr  14. \+
Brazo\cr  15. \+ Brazo\cr  16. \+ Soporte oscilante\cr  17. \+
Sección de la palanca de cambio en forma de\cr  \+
cubo\cr}

Claims

1. Dispositivo de cambio de marchas para una caja de cambios de un vehículo que presenta:

- una palanca de cambio (1) para seleccionar las distintas posiciones de cambio (P, R, N, D, 3, 2, ...), que está alojada en una carcasa (3) de forma oscilante alrededor, al menos, de un eje (2),

- un primer elemento de bloqueo (4) y, al menos, otro elemento de bloqueo (5), que bloquean el movimiento de la palanca de cambio (1) en distintas posiciones de cambio y que están alojados respectivamente en la carcasa (3) de forma oscilante alrededor de un eje de oscilación (8, 9),

- un elemento de regulación (6), así como

- un cuerpo de bloqueo (7) existente en la palanca de cambio (1), en el que se acopla uno de los elementos de bloqueo (4, 5) en las posiciones de cambio de la palanca de cambio que deben bloquearse, dependiendo de los parámetros predeterminados,

caracterizado porque,

los elementos de bloqueo (4, 5) están realizados como palancas acodadas, que presentan dos brazos (14, 15), respectivamente, que incluyen entre sí un ángulo de abertura (\alpha), en el que 0º<\alpha<180º, y en cuya sección de unión existe un soporte oscilante (16) y porque el elemento de regulación (6) está acoplado con los elementos de bloqueo (4, 5).

2. Dispositivo de cambio de marchas según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos de bloqueo (4, 5) presentan un perfil de acoplamiento (10) en relieve en su lado contiguo al cuerpo de bloqueo (7), que puede encajarse en una escotadura (11) aproximadamente complementaria del cuerpo de
bloqueo (7).

3. Dispositivo de cambio de marchas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el cuerpo de bloqueo (7) presenta superficies de deslizamiento (12, 13) para facilitar los movimientos de entrada y salida de los elementos de bloqueo (4, 5).

4. Dispositivo de cambio de marchas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la palanca de cambio (1) presenta una sección (17) en forma de cubo, en cuyo perfil exterior está fijado, al menos, en un lado, al menos, un cuerpo de bloqueo (7).

5. Dispositivo de cambio de marchas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos de bloqueo (4, 5) son componentes idénticos.

6. Dispositivo de cambio de marchas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de regulación (6) es un electroimán con un anclaje (6.3) pre-tensado mediante un muelle (6.2) que puede extraerse de su carcasa (6.1) en sentido axial por ambos lados.

7. Dispositivo de cambio de marchas según la reivindicación 6, caracterizado porque el electroimán (6) en estado inactivo presenta un anclaje (6.3) extraído por un lado, de forma que el elemento de bloqueo (5) y el cuerpo de bloqueo (7) se encuentran acoplados entre sí en la posición del cambio "P" del dispositivo de cambio de marchas.

8. Dispositivo de cambio de marchas según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo de cambio de marchas está estructurado en conjunto modularmente en forma de un sistema de unidades de montaje.