ES2239188T3 - Dispositivo de cambio de velocidad servoasistido. - Google Patents
Dispositivo de cambio de velocidad servoasistido.Info
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Abstract
Dispositivo de cambio de velocidad con un manguito fijo que está unido solidariamente en rotación con un árbol, un manguito corredizo que está dispuesto sobre el manguito fijo en forma solidaria en rotación y axialmente desplazable a lo largo de su eje longitudinal, un dispositivo de desplazamiento para desplazar axialmente el manguito corredizo y un actuador para maniobrar el dispositivo de desplazamiento, estando unido el actuador (21-23) con el dispositivo de desplazamiento (15-20) a través de al menos una articulación (30, 31; 34, 35), caracterizado porque el actuador (21, 23) está unido, a través de una primera articulación (30, 31), con un elemento intermedio (32, 33) dispuesto oblicuamente con respecto al eje longitudinal (4), y porque el elemento intermedio (32, 33) está unido con el dispositivo de desplazamiento (15-20) a través de una segunda articulación (34, 35).
Description
Dispositivo de cambio de velocidad
servoasistido.
La presente invención concierne a un dispositivo
de cambio de velocidad según el preámbulo de la reivindicación
1.
Un dispositivo de cambio de velocidad de esta
clase es conocido por el documento US 2 510 697.
Se conoce por el documento DE 39 39 274 C1 una
transmisión en la que una primera y una segunda rueda dentada
conmutable están montadas de forma giratoria sobre un árbol de
entrada. Entre las dos ruedas dentadas está dispuesto un manguito
fijo que está unido solidariamente en rotación con el árbol de
entrada. Sobre el manguito fijo está dispuesto en forma axialmente
desplazable un manguito corredizo que puede ocupar tres posiciones
de cambio, a saber, una posición central o neutra, así como una
primera o una segunda posición de cambio en la que la primera o la
segunda rueda dentada está unida solidariamente en rotación con el
árbol a través del manguito corredizo y el manguito fijo. Para
maniobrar el manguito corredizo está prevista en su perímetro
exterior una ranura en la que encaja un "dispositivo de
desplazamiento", es decir, una horquilla de cambio unida con una
barra de cambio y maniobrable por el conductor a través de una
palanca de cambio.
En engranajes de cambio sin conjuntos
planetarios, como el que se ha explicado, por ejemplo, en el
documento DE 39 39 274 C1 anteriormente citado, se conecta una
marcha en la que se establece una unión de ajuste de forma entre una
rueda dentada y el árbol asociado. Cuando está cerrada la unión
entre la rueda dentada y el árbol, se puede transmitir por esta
"vía" un par de giro. Este "elemento de unión" presenta
una parte interna o un manguito fijo con un dentado exterior dotado
de dientes dispuestos en dirección axial, así como una parte externa
axialmente desplazable o un manguito corredizo con un dentado
interior dotado de dientes orientados también en dirección axial. La
parte interna y la parte externa están siempre engranadas una con
otra. Mediante un desplazamiento axial del manguito corredizo se
puede conectar una rueda dentada, es decir que se puede unir ésta en
la dirección de giro con el árbol bajo ajuste de forma a través del
manguito fijo.
Al producirse una desviación hacia fuera de la
posición neutra, el manguito corredizo se mueve en dirección axial
en tal medida que, por un lado, sigue estando engranado todavía con
el manguito fijo, pero, por otro lado, penetra también con su
dentado interior en el dentado asociado del componente "a
acoplar".
La desviación del manguito corredizo hacia fuera
de su posición central o neutra se efectúa, por ejemplo, por medio
de un llamado "balancín de cambio". Un balancín de cambio
realiza un movimiento de pivotamiento alrededor de un eje que es
perpendicular al eje longitudinal del manguito corredizo, pero que
no se corta con el eje longitudinal. El balancín de cambio presenta
unos tacos deslizantes dispuestos en forma móvil que encajan en una
ranura anular que se extiende por el perímetro exterior del manguito
corredizo y que desplazan a este manguito corredizo en dirección
axial al producirse un movimiento de basculación o de pivotamiento
del balancín de cambio.
Como alternativa a un balancín de cambio, puede
estar prevista también una llamada "horquilla de cambio" para
maniobrar el manguito corredizo. La horquilla de cambio está
asentada con ajuste de forma sobre una barra de cambio que sirve
para su apoyo y guiado. La horquilla de cambio encaja en la ranura
anular que se extiende en el perímetro exterior del manguito
corredizo, lo que, al producirse un desplazamiento axial, conduce a
un "arrastre" del manguito corredizo.
Un árbol axialmente desplazable con un dedo de
arrastre asentado con ajuste de forma sobre el mismo, cuyo árbol se
conoce como el llamado "árbol de cambio", desvía usualmente el
balancín de cambio o la barra de cambio con su horquilla de cambio
hacia fuera de la posición neutra.
Se conoce por el estado de la técnica interno de
la solicitante un engranaje de cambio automatizado que se asienta
sobre un engranaje de cambio convencional, siendo el árbol de
cambio, por un lado, axialmente desplazable por medio de actuadores
hidráulicos y, por otro lado, giratorio para seleccionar el pasillo
de cambio.
El cometido de la invención consiste en crear un
dispositivo de cambio que presente una construcción compacta y una
funcionalidad ampliada.
Este problema se resuelve con las características
de la reivindicación 1. Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos
de la invención pueden deducirse de las reivindicaciones
subordinadas.
El principio básico de la invención consiste en
un dispositivo de cambio de velocidad con un "dispositivo de
desplazamiento" maniobrable por un actuador para desplazar
axialmente un manguito corredizo, estando unido el actuador o el
pistón del mismo con el dispositivo de desplazamiento a través de un
elemento intermedio y dos articulaciones. Esta "unión
articulada" entre el actuador y el "dispositivo de
desplazamiento" hace posible una mayor "libertad" respecto
de la disposición en el espacio del actuador y, por tanto, una
construcción muy compacta.
En una transmisión de vehículo automóvil están
yuxtapuestos usualmente varios pasillos de cambio a cada uno de los
cuales está asociado un balancín de cambio o una barra de cambio con
una horquilla de cambio. Preferiblemente, cada pasillo de cambio
lleva asociado un actuador propio, lo que hace posible un control
separado de los balancines de cambio o las barras de cambio y las
horquillas de cambio de los distintos pasillos de cambio. Esto tiene
la ventaja de que en determinadas situaciones de funcionamiento es
"sincronizable" al mismo tiempo más de una sola marcha. Otra
ventaja consiste en que se pueden saltar sin problemas varias
marchas y tiempos de cambio inaceptablemente prolongados. Asimismo,
la desaplicación de una marcha y la aplicación de otra marcha pueden
efectuarse con solapamiento en el tiempo, lo que hace posibles
tiempos de cambio más
cortos.
cortos.
Sin embargo, en las modernas transmisiones de
vehículos la incorporación de varios actuadores plantea
frecuentemente un problema de espacio de montaje. Las barras de
cambio de los distintos pasillos de cambio están generalmente muy
próximas una a otra o la distancia entre los balancines de cambio no
es suficiente para la incorporación de un actuador. El problema del
espacio de montaje se resuelve mediante la unión articulada
anteriormente explicada de los actuadores con su "dispositivo de
desplazamiento" asociado. En efecto, debido a la unión
articulada, los actuadores no necesitan estar dispuestos
coaxialmente con los distintos pasillos de cambio. Por tanto, varios
actuadores pueden estar yuxtapuestos sin problemas.
La unión articulada hace posible disposiciones
diferentes de los actuadores, y con dos articulaciones y un elemento
intermedio el actuador puede estar dispuesto en posición paralela y
decalada con respecto al pasillo de cambio.
En lo que sigue, se explica la invención con más
detalle haciendo referencia a ejemplos de ejecución que están
relacionados con el dibujo. Muestran:
las figuras 1 a 4, un dispositivo de cambio de
velocidad con un balancín de cambio;
las figuras 5 a 8, un dispositivo de cambio de
velocidad con una horquilla de cambio y una barra de cambio;
la figura 9, un dispositivo de cambio de
velocidad según la invención con dos articulaciones y un elemento
intermedio; y
la figura 10, un dispositivo de cambio de
velocidad no reivindicado con una articulación.
Las figuras 1 a 4 muestran un dispositivo de
cambio de velocidad en el que un manguito fijo 2 está dispuesto
solidariamente en rotación sobre un árbol 1. Un manguito corredizo 3
está dispuesto sobre el manguito fijo 2 en forma solidaria en
rotación y axialmente desplazable. El manguito corredizo 3 es
desplazable a lo largo de un eje de giro o eje longitudinal 4. En el
perímetro exterior del manguito corredizo 3 está prevista una ranura
periférica 5. En lados mutuamente opuestos del manguito corredizo 3
están previstos unos tacos deslizantes 6, 7 que encajan en la ranura
periférica 5. Los tacos deslizantes 6, 7 están montados en un
balancín de cambio 8 de forma de U que puede pivotar alrededor de un
eje de pivotamiento 9.
En las figuras 2 y 3 puede apreciarse que el
manguito corredizo 3 es desplazado axialmente por los tacos
corredizos 6, 7 mediante una basculación del balancín de cambio 8
hasta una posición pivotada a izquierda o derecha. Debido a este
desplazamiento axial del manguito corredizo 3, éste puede hacerse
engranar con una rueda dentada no representada aquí y ésta puede ser
unida así solidariamente en rotación con el manguito fijo 2 o el
árbol 1.
Las figuras 5 a 8 muestran un dispositivo de
cambio de velocidad con una horquilla de cambio y una barra de
cambio.
De manera correspondiente a las figuras 1 a 4, el
manguito fijo 2 está unido solidariamente en rotación con el árbol
1. Sobre el manguito fijo 2 está dispuesto en forma axialmente
desplazable el manguito corredizo 3, el cual está siempre en engrane
de giro con el manguito fijo 2. En la ranura 5 del manguito
corredizo 3 que se extiende por el perímetro exterior encaja aquí
una horquilla de cambio 10 que es desplazable a lo largo del eje
longitudinal 4. Para el desplazamiento axial de la horquilla de
cambio 10 está prevista una barra de cambio 11 que está unida
fijamente con la horquilla de cambio 10. Mediante un desplazamiento
axial se puede establecer una unión solidaria en rotación, a través
del manguito corredizo 3, entre la rueda dentada no representada
aquí y el manguito fijo 2 o el árbol 1.
La figura 9 muestra un dispositivo de cambio de
velocidad con tres pasillos de cambio 12, 13 y 14. Cada uno de los
pasillos de cambio 12-14 lleva asociada una barra de
cambio 15-17. Las barras de cambio
15-17 maniobran cada una de ellas una horquilla de
cambio asociada 18-20. A través de las horquillas de
cambio 18-20 se pueden maniobrar manguitos
corredizos asociados y conectar ruedas dentadas no representadas
aquí de los distintos pasillos de cambio 12-14.
Las barras de cambio 15-17 son
maniobrables aquí cada una de ellas por un actuador separado 21 ó
23. Los actuadores están constituidos cada uno de ellos por un
cilindro hidráulico 24-26 y un pistón hidráulico
27-29 que es desplazable axialmente con respecto a
dicho cilindro.
El "actuador central" 22 está dispuesto
coaxialmente con el pasillo de cambio central 13, estando el pistón
hidráulico 28 unido aquí directamente, es decir, de forma
"rígida", con la barra de cambio asociada 16. Por el contrario,
los dos actuadores exteriores 21, 23 están dispuestos en posición
paralela y decalada con respecto a los pasillos de cambio 12 y 14,
respectivamente. Para compensar el decalaje axial de los pistones
hidráulicos 27 y 29 respecto de las barras de cambio 15 y 17,
respectivamente, está prevista una unión articulada. Los pistones
hidráulicos 27 y 29 están unidos para ello a través de sendas
primeras articulaciones 30 y 31 con un elemento intermedio asociado
32 ó 33, respectivamente, el cual es aquí en cada caso una sencilla
barra. El elemento intermedio 32 ó 33 está unido con la respectiva
barra de cambio 15 ó 17 a través de una segunda articulación
asociada 34, 35.
Debido a la unión articulada de los actuadores 21
y 23 con las barras de cambio 15-17, los actuadores
21-23 pueden disponerse en forma yuxtapuesta
prácticamente con independencia de la distancia entre los pasillos
de cambio 12-14, con lo que se consigue una
construcción muy compacta.
La figura 10 muestra una variante no
reivindicada. Análogamente al ejemplo de ejecución de la figura 9,
se han previsto aquí también tres pasillos de cambio
12-14 a cada uno de los cuales están asociadas una
barra de cambio 15-17 y una horquilla de cambio
18-20.
La horquilla de cambio central 16 es maniobrable
por el actuador 22 dispuesto coaxialmente a ella, estando el pistón
hidráulico 28 unido rígidamente con la horquilla de cambio 16 de una
manera correspondiente a la figura 9.
A diferencia de la figura 9, los dos actuadores
exteriores 21 y 23 están dispuestos oblicuamente con respecto a los
pasillos de cambio 12-14. Asimismo, los pistones
hidráulicos asociados 27 y 29 están unidos solamente a través de
sendas articulaciones 34 y 35 con su horquilla de cambio asociada
15, 17.
Claims (11)
1. Dispositivo de cambio de velocidad con
un manguito fijo que está unido solidariamente en
rotación con un árbol,
un manguito corredizo que está dispuesto sobre el
manguito fijo en forma solidaria en rotación y axialmente
desplazable a lo largo de su eje longitu-
dinal,
dinal,
un dispositivo de desplazamiento para desplazar
axialmente el manguito corredizo y
un actuador para maniobrar el dispositivo de
desplazamiento, estando unido el actuador (21-23)
con el dispositivo de desplazamiento (15-20) a
través de al menos una articulación (30, 31; 34, 35),
caracterizado porque
el actuador (21, 23) está unido, a través de una
primera articulación (30, 31), con un elemento intermedio (32, 33)
dispuesto oblicuamente con respecto al eje longitudinal (4), y
porque el elemento intermedio (32, 33) está unido con el dispositivo
de desplazamiento (15-20) a través de una segunda
articulación (34, 35).
2. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 1, caracterizado porque el actuador
(21-23) presenta un pistón de actuador
longitudinalmente desplazable (27-29).
3. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el actuador (21,
23) está dispuesto en posición paralela y decalada con respecto al
eje longitudinal (4) del manguito corredizo
(18-20).
4. Dispositivo de cambio de velocidad según una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están
previstos tres pasillos de cambio (12-14) a cada uno
de los cuales están asociados un manguito fijo (2), un manguito
corredizo (3), un dispositivo de desplazamiento
(15-20) y un actuador (21-23).
5. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 4, caracterizado porque los actuadores
(21-23) de los tres pasillos de cambio
(12-14) están yuxtapuestos.
6. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque los dos actuadores
exteriores (21, 23) están dispuestos oblicuamente con respecto a los
ejes longitudinales (4) de los manguitos corredizos asociados (3), y
porque el actuador central (22) está dispuesto coaxialmente al eje
longitudinal de su manguito corredizo asociado (4) y está unido
rígidamente con su dispositivo de desplazamiento asociado (16,
19).
7. Dispositivo de cambio de velocidad según una
de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque están
dispuestos unos actuadores (21-23) en paralelo uno
con otro, estando dispuestos los dos actuadores exteriores (21, 23)
en posición paralela y decalada con respecto al eje longitudinal del
respectivo pasillo de cambio asociado (12, 14) y estando dispuesto
el actuador central (22) en posición coaxial al pasillo de cambio
central asociado (13).
8. Dispositivo de cambio de velocidad según una
de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el
actuador (21-23) es un pistón hidráulico
eléctricamente controlable.
9. Dispositivo de cambio de velocidad según una
de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en el
perímetro exterior del manguito corredizo (3) está prevista una
ranura (5) en la que encaja el dispositivo de desplazamiento
(15-20).
10. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo de
desplazamiento (15-20) está formado por una
horquilla de cambio (18-20) y una barra de cambio
(15-17) unida con ésta, encajando la horquilla de
cambio (18-20) en la ranura (5).
11. Dispositivo de cambio de velocidad según la
reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo de
desplazamiento está formado por un balancín de cambio (8) y tacos
deslizantes (6, 7) unidos articuladamente con éste, los cuales
encajan en la ranura (5).
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