ES2270105T3 - Conversor de movimiento para un sistema equidistante de sensores de cambio de marcha. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para convertir un movimiento de giro biaxial de una palanca (2) de cambios en un movimiento plano de un transmisor de la posición de la palanca de cambios con - un elemento (20, 27, 31, 32) de guiado para limitar el movimiento del transmisor de la posición de la palanca de cambios a un movimiento en un plano no curvado, - un elemento (19, 7a) de transmisión para transmitir un movimiento de giro de la palanca (2) de cambios alrededor de un primer eje (11) de giro en un movimiento de giro del transmisor de la posición de la palanca de cambios en el plano no curvado, y - una conexión articulada para transformar un movimiento de giro de la palanca (2) de cambios alrededor de un segundo eje (12) de giro en un movimiento lineal del transmisor de la posición de la palanca de cambios en el plano no curvado, de modo que las posiciones (15a) de la palanca de cambios de la palanca (2) de cambios pueden detectarse en el plano no curvado, caracterizado porque el primer eje (11) de giro de lapalanca de cambios está realizado como perno (3) de soporte con un extremo configurado como cabeza (7, 7a) articulada de la conexión articulada para el alojamiento en el transmisor de la posición de la palanca de cambios.
Description
Conversor de movimiento para un sistema
equidistante de sensores de cambio de marcha.
La invención se refiere a un sistema para la
activación electromecánica de la caja de cambios, especialmente a un
sistema para detectar las posiciones de la palanca de cambios.
Los sistemas de cambio de marcha
electromecánicos sirven para la transmisión del movimiento de ajuste
de una palanca de cambios a una posición de cambio correspondiente
de una caja de cambios. En lugar de la transmisión tradicional de
la posición de la palanca de cambios a través de cables y varillas
de mando a la caja de cambios, se utiliza un sistema de sensores
que detecta en cada caso, a partir de una cooperación con actuadotes
y sensores, la posición actual de la palanca de cambios. La
identidad de la posición de la palanca de cambios determinada se
transmite con medios eléctricos, electrónicos, electroópticos o
similares a una unidad de control de la caja de cambios y, desde
ésta, se transforma en un estado de cambio de marchas
correspondiente de la caja de cambios. Este tipo de sistemas de
cambio de marcha se conocen en la actualidad con la denominación de
"shift by-wire". Preferiblemente se aplican en
cajas de cambios automatizadas o con cambio automático. Las cajas de
cambio automatizadas pueden fabricarse de forma más económica,
sencilla y compacta que los cambios automáticos. Por ello, y
especialmente en conexión con el elevado rendimiento sujeto al
sistema, se concede una gran importancia a las cajas de cambio
automatizadas en el futuro desarrollo de los automóviles.
La posición de la palanca de cambios se detecta
en sistemas de cambio de marcha electromecánicos a menudo con
sensores que actúan de manera magnética u óptica, como por ejemplo
sensores de Hall, sensores ópticos reflectivos o similares. Durante
el movimiento de la palanca de cambios se distingue entre dos
espacios de movimiento que corresponden a las direcciones de giro
de la palanca de cambios alrededor de dos ejes de giro. El espacio
de movimiento "selección" comprende preferiblemente una
modificación de la posición de la palanca de cambios en una primera
dirección, el espacio de movimiento "cambio de marcha" es
transversal a esta dirección. En el caso de espacios de movimiento
ortogonales se disponen también los dos ejes de giro en
perpendicular uno al otro, pudiendo corresponder la primera
dirección, por ejemplo, a la dirección del vehículo. No obstante,
también es posible que la primera dirección discurra transversal a
la dirección del vehículo. La posición de una palanca de cambios se
detecta de forma correspondiente para ambos espacios de movimiento.
El cambio de marcha de la caja de cambios seleccionado con una
posición determinada de la palanca de cambios se produce por la
combinación de las proyecciones de esta posición en los espacios de
movimiento "selección" y "cambio de marcha".
Para mantener reducido el coste de producción de
un módulo de palanca de cambios electromecánico, los sensores para
los espacios de movimiento "selección" y "cambio de
marcha" se alojan en una única placa de circuitos impresos
plana, es decir plana y no curvada. El actuador está conectado a la
palanca de cambios de forma mecánica y está dispuesto frente a la
placa de circuitos impresos con los sensores. Puesto que una
modificación de la posición de la palanca de cambios se realiza
mediante el giro de la palanca de cambios, con este diseño varía la
ligera distancia ente el actuador y un sensor con la posición de
cambio de marcha de la palanca de cambios.
En general, el alcance de los actuadores está
muy estrechamente limitado espacialmente, de modo que en este caso
los sensores reaccionan de forma distinta. Si, por ejemplo, se
emplea un sistema de sensores magnético con un imán permanente como
actuador, el campo magnético de activación presenta una distribución
de Gauss del contorno del campo magnético. La amplitud y la magnitud
de la distribución varían con la distancia del imán. Los umbrales
de conexión y desconexión de los sensores sensibles al campo
magnético, como por ejemplo los sensores de Hall, son por tanto
distintos para cada posición de cambio de marcha.
Para contrarrestar este efecto, puede realizarse
una placa de circuitos impresos curvada de tal modo que las
distancias entre el actuador y cada uno de los sensores se mantengan
constantes con los diferentes estados de cambio de marcha. Esta
fabricación de una placa de circuitos impresos curvada de forma
correspondiente, es no obstante muy costosa y, por tanto, se asocia
a elevados costes de producción. De forma alternativa, puede
diseñarse individualmente un sensor para cada posición de cambio de
marcha. Sin embargo, esta solución también conlleva costes
adicionales considerables en la producción.
Con ayuda de un sistema deslizante llevado por
la palanca de cambios, puede realizarse un sistema de sensores
plano. Esta solución es muy costosa en cuanto a la construcción y,
en la producción, además de los costes adicionales originados por
ello, tiene la desventaja de que la cadena de tolerancia en la
detección de la posición de la palanca de cambios se prolonga
adicionalmente.
Una buena solución técnica ofrece una
disposición de dos placas de circuitos impresos planas ortogonales
entre sí. Cada una de las placas de circuitos impresos no curvadas
lleva, en este caso, el sistema de sensores plano para sólo uno de
los espacios de movimiento "selección" o "cambio de
marcha", respectivamente, de modo que las distancias de los
actuadores a los respectivos sensores no varían para las distintas
posiciones de la palanca de cambios. Puesto que cada posición de
cambio de marcha se compone de una posición de "selección"
combinada con una posición de "cambio de marcha", en esta
solución, además de dos actuadores, son necesarios también
considerablemente más sensores que en uno de los diseños de solución
anteriormente comentados. Además, las conexiones de las dos placas
deben reunirse de manera que la realización de esta solución se hace
extremadamente costosa y cara.
Por el documento WO99/11951 se conoce un
dispositivo para la conversión de un movimiento de giro biaxial de
una palanca de cambios en un movimiento plano de un transmisor de la
posición de la palanca de cambios con un elemento de guiado para
limitar el movimiento del transmisor de la posición de la palanca de
cambios a un movimiento en un plano no curvado, en el que un
elemento de transmisión sirve para transmitir un movimiento de giro
de la palanca de cambios alrededor de un primer eje de giro en un
movimiento de giro del transmisor de la posición de la palanca de
cambios en el plano no curvado, y una conexión articulada se usa
para transformar un movimiento de giro de la palanca de cambios
alrededor de un segundo eje de giro en un movimiento lineal del
transmisor de la posición de la palanca de cambios en el plano no
curvado, de modo que las posiciones de la palanca de cambios pueden
detectarse en el plano no curvado.
La invención se basa por tanto en el objetivo de
proporcionar una mecánica sencilla que permita con un mínimo de
tolerancia una detección de los espacios de movimiento
"selección" y "cambio de marcha" con ayuda de una
disposición plana de sensores de característica estándar.
Este objetivo se alcanza según la invención
mediante las características de la reivindicación 1
independiente.
El objetivo se alcanza, en particular, mediante
un dispositivo para convertir un movimiento de giro biaxial de una
palanca de cambios en un movimiento plano de un transmisor de la
posición de la palanca de cambios con un elemento de guiado para
limitar el movimiento del transmisor de la posición de la palanca de
cambios a un movimiento en un plano no curvado, un elemento de
transmisión para transmitir un movimiento de giro de la palanca de
cambios alrededor de un primer eje de giro a un movimiento de giro
del transmisor de la posición de la palanca de cambios en un plano
no curvado, y una conexión articulada para transformar un movimiento
de giro de la palanca de cambios alrededor de un segundo eje de giro
en un movimiento lineal del transmisor de la posición de la palanca
de cambios en un plano no curvado, de modo que las posiciones de la
palanca de cambios pueden detectarse en el plano no curvado. Para
la transmisión de los movimientos de giro de la palanca de cambios
al transmisor de la posición de la palanca de cambios, el primer eje
de giro de la palanca de cambios está realizado en este caso en
forma de un perno de soporte con un extremo configurado como cabeza
articulada para el alojamiento en el transmisor de la posición de la
palanca de cambios.
El objetivo anterior se alcanza además por un
sistema de cambio de marcha electromecánico con una palanca de
cambios alojada sobre dos ejes, un dispositivo según la invención
para la conversión de un movimiento de giro biaxial de una palanca
de cambios en un movimiento de un transmisor de la posición de la
palanca de cambios, y sensores que están dispuestos enfrentados al
transmisor de la posición de la palanca de cambios en paralelo al
plano no curvado para detectar determinadas posiciones de la palanca
de cambios.
El dispositivo según la invención permite el
empleo de un sistema de sensores según el estándar configurado de
forma plana en un sistema de palanca de cambios electromecánico con
un reducido coste constructivo.
Para una realización que ahorre espacio del
sistema de palanca de cambios electromecánico, la conexión
articulada se coloca ventajosamente lateralmente a la palanca de
cambios.
Para la transmisión de los movimientos de giro
de la palanca de cambios al transmisor de la posición de la palanca
de cambios, el primer eje de giro de la palanca de cambios está
realizado convenientemente en forma de un perno de soporte con un
extremo configurado como cabeza articulada para el alojamiento en el
transmisor de la posición de la palanca de cambios. El transmisor
de la posición de la palanca de cambios presenta, en este caso,
para el alojamiento de la cabeza articulada ventajosamente una
escotadura en forma longitudinal con una geometría en sección
transversal que reproduce esencialmente la geometría de la cabeza
articulada transversalmente al eje del perno de soporte con
dimensiones iguales o mayores, de modo que la cabeza articulada
puede deslizarse sin transmisión de fuerza a lo largo de la
escotadura, pero está garantizada una transmisión de fuerza segura
al menos en una dirección transversal a ésta.
Para una transmisión exclusiva del movimiento de
giro del primer eje de giro de la palanca de cambios al transmisor
de la posición de la palanca de cambios, la cabeza articulada está
configurada preferiblemente de forma esférica. Si se transmite
también un giro del primer eje de giro al transmisor de la posición
de la palanca de cambios, la cabeza articulada presenta
preferiblemente una geometría cilíndrica, estando dispuesto el eje
de simetría de la cabeza articulada de forma cilíndrica
esencialmente en perpendicular al primer eje de giro o eje del perno
de soporte. La cabeza articulada puede en este caso formar
ventajosamente el elemento de transmisión.
En una forma de realización preferida, el
elemento de transmisión rodea la palanca de cambios con una
separación respecto al primer eje de giro de la palanca de cambios.
De manera conveniente presenta para ello un elemento en forma de
abrazadera que comprende la palanca de cambios. Para la transmisión
segura del movimiento de giro deseado y, para excluir el otro
movimiento de giro, el elemento en forma de abrazadera rodea la
palanca de cambios, de modo que la palanca de cambios arrastra
consigo el elemento de transmisión con un giro alrededor de su
primer eje de giro y con un giro alrededor de su segundo eje de giro
gira libre en el elemento en forma de abrazadera.
Una detección segura de las posiciones de la
palanca de cambios se logra con la disposición del elemento de
guiado de forma definida con respecto a la carcasa de la palanca de
cambios.
El elemento de transmisión puede estar alojado
de forma giratoria alrededor de un pivote, de modo que un movimiento
de giro de la palanca de cambios alrededor del primer eje de giro
se convierte de forma sencilla en un movimiento de giro del
elemento de transmisión. La posición geométrica del eje del pivote
puede, en este sentido, estar dispuesta dentro de la alineación que
puede adoptar el primer eje de la palanca de cambios, para que un
movimiento de giro del pivote pueda transmitirse sin precauciones
especiales al transmisor de la posición de la palanca de
cambios.
Según un desarrollo ventajoso, el pivote puede
estar configurado para limitar un movimiento del elemento de
transmisión al plano no curvado y, con ello, representar una parte
del elemento de guiado. En caso necesario, también puede
configurarse un elemento de guiado en el elemento de transmisión. El
elemento de guiado puede estar formado en este caso por una
escotadura en el elemento de transmisión, en la que puede deslizarse
el transmisor de la posición de la palanca de cambios de forma
radial al eje de giro del elemento de transmisión.
En una forma de realización preferida, el
transmisor de la posición de la palanca de cambios presenta un
actuador en forma de un imán permanente. Los sensores están
configurados preferiblemente como sensores de Hall.
Un dispositivo según la invención o un sistema
de palanca de cambios electromecánico según la invención puede
emplearse, por ejemplo, en vehículos tales como turismos o vehículos
utilitarios industriales.
A continuación se explica la invención con ayuda
de ejemplos de realización con referencia a las figuras adjuntas en
las que:
la figura 1 muestra una mecánica de la palanca
de cambios para la aplicación de un conversor de movimiento según la
invención,
la figura 2 muestra una sección longitudinal a
través de una conexión articulada según la invención entre el primer
eje de giro de una palanca de cambios y la cabeza articulada,
la figura 3 muestra secciones transversales de
una conexión articulada según la invención según una primera forma
(a) de realización y una segunda forma de realización en un primer
ángulo (b) de giro o en un segundo ángulo (c) de giro del primer eje
de giro de la mecánica de la palanca de cambios,
la figura 4 muestra un módulo de palanca de
cambios electromecánico para una primera forma de realización de un
conversor de movimiento según la invención,
la figura 5 muestra el recorrido de
desplazamiento del actuador para una primera forma de realización de
un conversor de movimiento según la invención,
la figura 6 muestra la parte mecánica de un
módulo de palanca de cambios electromecánico con una segunda forma
de realización de un conversor de movimiento según la invención,
y
la figura 7 muestra el recorrido de
desplazamiento del actuador para una segunda forma de realización de
un conversor de movimiento según la invención.
En las figuras se ha dotado a los elementos con
el mismo valor funcional los mismos números de referencia.
La estructura principal de una mecánica 1 de
palanca de cambios, tal como la que se aplica para la construcción
de un sistema de cambio de marcha electromecánico en vehículos, se
representa en la figura 1. La palanca 2 de cambios, cuyo extremo
superior terminado la mayoría de las veces por un puño de cambio de
macha de vehículo no se representa en la figura 1, tiene en su
extremo inferior un elemento 9 de encastre que puede desplazarse a
lo largo del eje 10 de la palanca de cambios, cuya configuración
superficial permite un desplazamiento para el encastre en un
contorno de encastre. El desplazamiento del elemento 9 de encastre
en el contorno de encastre se provoca mediante el giro de la
palanca 2 de cambios alrededor de dos ejes 11 y 12 de giro, la
mayoría de las veces dispuestos en ángulo recto uno respecto al
otro. El contorno de encastre limita en este sentido el movimiento
de la palanca de cambios de modo que el elemento de encastre sólo
puede desplazarse a lo largo de un recorrido predeterminado. Las
líneas 15 discontinuas trazadas representan un ejemplo de un
desarrollo de recorrido de este tipo. Los círculos 15a sobre las
líneas 15 discontinuas indican a modo de ejemplo la situación de las
posiciones de encastre del contorno de encastre.
El primer eje 11 de giro de la palanca 2 de
cambios está formado por un perno 3 de soporte cuyo eje de simetría
está conducido preferiblemente por la palanca 2 de cambios en ángulo
recto a su eje 10 longitudinal. El perno 3 de soporte puede
alojarse, por ejemplo, en una perforación de paso de la palanca 2 de
cambios, aunque también puede colocarse en puntos opuestos de la
palanca de cambios, realizado en dos piezas. La sección transversal
del perno 3 de soporte puede estar configurada, al menos en la zona
del alojamiento a través de la palanca de cambios, con un perfil no
circular para una unión resistente al giro. Si embargo, el
aseguramiento frente al giro del perno de soporte también puede
lograrse mediante una espiga 6 de seguridad, tal como se representa
en la figura 1, o por una realización en una pieza de la palanca de
cambios y el perno de soporte.
La palanca 2 de cambios está colocada de manera
giratoria o en el perno 3 de soporte, o éste en un soporte 5, de
modo que la palanca 2 de cambios puede girar alrededor del eje 11 de
giro del perno 3 de soporte. En dos puntos opuestos del soporte 5
están colocados dos pernos 4 adicionales cuyos ejes de simetría
forman conjuntamente un segundo eje 12 de giro para la palanca de
cambios. El segundo eje 12 de giro está dispuesto preferiblemente
en ángulo recto con respecto al primer eje 11 de giro. El perfil de
sección transversal de los pernos 4 no es necesariamente circular.
Sin embargo, es adecuado para alojarse en un casquillo de cojinete,
por ejemplo de una carcasa de la palanca de cambios o de un
soporte, y para permitir un movimiento de giro en la zona angular
requerida alrededor del eje 12 de giro.
En cooperación, los dos ejes 11 y 12 de giro
forman una articulación en cruz o un tipo de soporte cardán. Un
movimiento del elemento 9 de encastre está limitado, por tanto, a un
movimiento en una superficie curvada, tal como se indica por las
flechas 13 y 14 en la figura 1. Si se coloca un actuador en el
elemento 9 de encastre o en un componente unido de forma rígida con
la palanca 2 de cambios, el actuador se mueve con el giro de la
palanca 2 de cambios también en un plano curvado dos veces. Los
sensores de un sistema de sensores de cambios de marcha deben estar
dispuestos para estos casos igualmente en un plano curvado de forma
correspondiente, o bien adaptarse individualmente en una
disposición plana en su comportamiento de repuesta a las distintas
separaciones del actuador.
Para conducir el actuador con el giro de la
palanca 2 de cambios en un plano de forma plana, es decir no
curvado, el actuador se une de forma móvil con la palanca 2 de
cambios. En este caso, deben convertirse dos movimientos de giro
independientes, es decir, alrededor del primer eje 11 de giro y el
segundo eje 12 de giro, en dos movimientos independientes del
actuador en un plano de forma plana.
Con el giro de la palanca 2 de cambios alrededor
del primer eje 11 de giro, la palanca de cambios describe un arco
en el plano extendido por el segundo eje 12 de giro y el eje 10 de
la palanca de cambios. Si el perno 3 de soporte está unido de forma
resistente al giro con la palanca 2 de cambios, este movimiento de
giro lleva también a un giro del perno de soporte alrededor de su
eje 11. Un giro de la palanca 2 de cambios alrededor del segundo
eje 12 de giro lleva, por el contrario, a una desviación o a un giro
del perno 3 de soporte alrededor de este segundo eje 12 de giro.
Dependiendo del tipo de conexión entre el perno
3 de soporte y la palanca 2 de cambios pueden, por tanto, adoptarse
uno o ambos movimientos de giro en el perno 3 de soporte. Para
transformar un giro del perno 3 de soporte en un movimiento de
desplazamiento lineal de un cuerpo 16 articulado, un extremo del
perno 3 de soporte está configurado como cabeza 7 ó 7a articulada.
La cabeza 7 articulada muestra en el plano extendido por el eje 10
de la palanca de cambios y el primer eje 11 de giro un perfil
preferiblemente circular. Tal como se representa en la sección
longitudinal de la figura 2, con ello puede empujarse una abertura
17 de soporte del cuerpo 16 articulado configurada como escotadura
en un cuerpo 16 articulado e inclinarse contra el eje 11 de
giro.
El cuerpo articulado tiene un alojamiento 22 de
montaje para colocar un actuador. Junto con el actuador, el cuerpo
articulado forma un transmisor de la posición de la palanca de
cambios.
Una guía no mostrada en la figura 2 mantiene el
cuerpo 16 articulado en un plano de desplazamiento determinado
espacialmente. Según los requisitos constructivos, este plano de
desplazamiento puede alinearse en paralelo o en un ángulo definido
con respecto al eje 10 de la palanca de cambios en la posición
neutral o básica de la palanca 2 de cambios.
Con el giro de la palanca 2 de cambios alrededor
del segundo eje 12 de giro, la cabeza 7 o 7a articulada se mueve en
un arco circular con el centro en el punto de corte del eje 10 de la
palanca de cambios y del segundo eje 12 de giro. Por tanto, no sólo
se modifica el ángulo entre el eje 11 del perno de soporte y el
plano de desplazamiento del cuerpo 16 articulado, sino que la
cabeza articulada se desliza además, dependiendo de la dirección de
giro, más abajo hacia la abertura 17 de soporte en forma
longitudinal o desde ésta hacia atrás. Las representaciones a) y b)
de la figura 2 ilustran esta operación. Para impedir una inclinación
transversal del perno 3 de soporte con el cuerpo 16 articulado,
puede seleccionarse el diámetro de la cabeza 7 o 7a articulada de
forma correspondientemente grande o, tal como puede observarse en
las figuras 1 y 2, puede configurarse un cuello 8 estrechado en la
prolongación de la cabeza articulada.
La abertura 17 de soporte puede configurarse en
forma de una escotadura de paso, aunque también como agujero ciego,
en el elemento 16 de desplazamiento. Si un movimiento de giro del
perno 3 de soporte no debe dividirse transversalmente a la
dirección 18 longitudinal del cuerpo 16 articulado en una parte de
movimiento a lo largo de la dirección 18 longitudinal y una parte
de movimiento transversal a ésta, la sección transversal de la
abertura de soporte corresponde esencialmente a la geometría del
perímetro de la cabeza 7 o 7a articulada, tal como se desprende de
la vista en la dirección del primer eje 11 de giro. Por otro lado,
la geometría de sección transversal de la abertura de soporte
corresponde a una geometría perimetral extendida transversalmente a
la dirección 18 longitudinal de la cabeza articulada. Con esto, la
cabeza articulada puede moverse libremente dentro de límites
determinados en la abertura de soporte transversalmente a la
dirección 18 longitudinal del cuerpo 16 articulado. Las fuerzas
sólo se transmiten por tanto en la dirección longitudinal del cuerpo
16 articulado. El ensanchamiento de la abertura longitudinal con
respecto a la geometría de la cabeza articulada resulta de los
ángulos de giro máximos alrededor del primer y del segundo eje de
giro. Con ángulos de giro pequeños es más insignificante.
En una primera forma de realización de la
presente invención, sólo se transmite el movimiento de giro del
perno 3 de soporte a través de la cabeza 7 articulada al cuerpo 16
articulado. Un giro eventual del perno 3 de soporte permanece
desaprovechado. La cabeza 7 articulada tiene en este caso por tanto
preferiblemente una forma esférica.
En una segunda forma de realización de la
presente invención, adicionalmente, el movimiento de giro del perno
3 de soporte se convierte en un giro del cuerpo 16 articulado
alrededor del primer eje 11 de giro. La geometría perimetral de la
cabeza 7a articulada perpendicular al primer eje 11 de giro se
desvía en este caso claramente de una geometría circular. Como
geometrías de la cabeza articulada se emplean preferiblemente
cuerpos que se desvían de la forma esférica, con simetría de
rotación, por lo que el eje de simetría de rotación discurre en
perpendicular al eje 11 de giro. Como geometrías perimetrales pueden
emplearse por ejemplo polígonos con números pares de aristas,
elipses o similares.
El principio de funcionamiento de la transmisión
del momento de giro se ilustra en las representaciones de la figura
3. En caso de la configuración en forma esférica de la cabeza 7
articulada, no se transmite un giro del perno 3 de soporte
alrededor de su eje 11 al cuerpo 16 articulado, de modo que la
dirección 18 longitudinal del cuerpo 16 articulado se mantiene
inalterada en su posición (figura 3a). Al emplear una cabeza 7a
articulada de forma no esférica, con simetría de rotación, tal como
la cabeza articulada de forma cilíndrica de las figuras 3b y c, el
movimiento de giro del perno de soporte se transforma por el
contrario en una desviación correspondiente del cuerpo 16
articulado. La desviación de la dirección 18 longitudinal de la
posición de inicio corresponde al ángulo de giro del perno 3 de
soporte.
La figura 4 reproduce una vista de un módulo 25
de palanca de cambios con un conversor de movimiento según una
primera forma de realización de la presente invención. La pieza
clave del módulo 25 es una palanca 2 de cambios, que está alojada,
al igual que con referencia a la figura 1, en una articulación en
cruz. El elemento 9 de encastre en el extremo inferior de la
palanca de cambios se engancha en un contorno 23 de encastre, de
modo que la palanca 2 de cambios sólo puede moverse entre posiciones
26 definidas. Una carcasa 24 de la palanca de cambios acoge la
mecánica de la palanca de cambios. En ella se configuran casquillos
de cojinete en los que se alojan de forma giratoria los pernos 4 de
la articulación en cruz. En la carcasa 24 de la palanca de cambios
se encuentran también el contorno 23 de encastre, el dispositivo
según la invención para la conversión del movimiento de la palanca
de cambios así como el sistema de sensores no representado en la
imagen.
El cuerpo 16 articulado está colocado, tal como
se representa en las figuras 2 y 3a, en la cabeza 7 articulada.
Tiene una forma constructiva longitudinal, con lo que la dirección
18 longitudinal está dispuesta de forma radial al primer eje de
giro de la palanca de cambios. El cuerpo 16 articulado está alojado
en una escotadura 20 de forma longitudinal de un elemento 19 de
transmisión que lo rodea. Puede ser desplazado a lo largo de la
dirección longitudinal de la escotadura 20.
El elemento 19 de transmisión está alojado de
forma giratoria con un pivote 27 en una pared de la carcasa 24 de
la palanca de cambios. La posición geométrica del eje del pivote 27
está dispuesta dentro de las alineaciones o posiciones que puede
adoptar el primer eje 11 de giro. El alojamiento del pivote 27, por
ejemplo en la carcasa 24 de la palanca de cambios, puede
configurarse de forma rígida o móvil linealmente. En el caso de la
movilidad lineal, la dirección de desplazamiento sigue el movimiento
de giro del perno 3 de soporte.
Una abertura en el elemento 19 de transmisión
frente al pivote 27 permite atravesar el perno 3 de soporte con la
cabeza 7 articulada. Las dimensiones de la abertura permiten un giro
no obstaculizado del perno 3 de soporte dentro de la zona
predeterminada por el contorno de encastre. Un giro del perno 3 de
soporte alrededor del segundo eje 12 de giro se transforma por esta
disposición en un desplazamiento lineal del cuerpo 16 articulado a
lo largo de la dirección longitudinal de la escotadura 20 en el
elemento 19 de transmisión. La dirección longitudinal de la
escotadura 20 coincide en este caso con la dirección 18 longitudinal
del cuerpo 16 articulado.
Con una separación respecto al eje del pivote 27
está dispuesta una abrazadera 21 en el elemento 19 de transmisión,
que rodea la palanca de cambios en su zona inferior. De forma
alternativa, la abrazadera 21 puede rodear la palanca de cambios
también en su zona superior. La abrazadera tiene un ojo
longitudinal, a través del que se conduce la palanca 2 de cambios.
La anchura del ojo de la abrazadera está orientada en paralelo al
segundo eje 12 de giro de la palanca 2 de cambios y corresponde
esencialmente al diámetro o a la anchura de la palanca de cambios.
La longitud del ojo de la abrazadera está orientada en paralelo al
primer eje 11 de giro de la palanca 2 de cambios y permite un giro
sin obstáculos de la palanca 2 de cambios alrededor del segundo eje
de giro para cualquier posición 26 determinada por el contorno 23 de
encastre.
Si la palanca 2 de cambios gira alrededor del
primer eje 11 de giro, ésta arrastra el elemento 19 de transmisión
en la abrazadera 21 y éste gira con ello alrededor del eje del
pivote 27. Un actuador dispuesto en un alojamiento 22 de montaje
del cuerpo 16 articulado describe de forma correspondiente un arco
en un plano de desplazamiento perpendicular al eje del pivote 27.
Un giro de la palanca 2 de cambios alrededor del segundo eje 12 de
giro provoca, por el contrario, un desplazamiento longitudinal del
cuerpo 16 articulado en la escotadura 20 del elemento 19 de
transmisión y, con ello, un desplazamiento del actuador radial al
eje del pivote 27. Puesto que el pivote 27 está dispuesto en el
elemento 19 de transmisión, el actuador no puede en este caso
salirse del plano de desplazamiento. Los recorridos 15 de cambio de
marcha, indicados en la figura 1 a rayas, se transforman por tanto
en los recorridos 29 de desplazamiento del actuador mostrados en la
figura 5. Los anillos 29a indican la posición del actuador en las
posiciones 15a de encastre de la palanca 2 de cambios. Si el
contorno 23 de encastre limita, tal como se representa en las
figuras 1 y 5, los movimientos de giro del perno 3 de soporte a una
desviación de la cabeza 7 articulada en la dirección de la
prolongación longitudinal de la escotadura 20 en el elemento 19 de
transmisión para la recepción del cuerpo 16 articulado, la sección
transversal de la abertura 17 de soporte puede adaptarse de forma
no extendida a la geometría perimetral de la cabeza 7 articulada,
porque no aparecen partes de movimiento transversal a la dirección
18 longitudinal.
La figura 6 muestra un módulo 30 de palanca de
cambios con un dispositivo para la conversión de un movimiento de
giro biaxial de una palanca 2 de cambios según una segunda forma de
realización de la presente invención. El cuerpo 16 articulado tiene
en un extremo una abertura 17 de soporte con diferentes dimensiones
transversal y longitudinalmente a su extensión 18 longitudinal. En
el ejemplo representado, la cabeza 7a articulada está configurada
de forma cilíndrica y está alojada con el eje de simetría de la
cabeza 7a articulada transversal a la dirección 18 longitudinal en
la abertura 17 de soporte. La sección transversal de la abertura 17
de soporte corresponde a la geometría perimetral de la cabeza 7a
articulada en su vista en dirección al primer eje 11 de giro.
El segundo extremo del cuerpo 16 articulado se
conduce en el ojo de una abrazadera 31, de manera que un movimiento
del cuerpo 16 articulado está limitado al plano de desplazamiento
determinado por la pared 32 longitudinal de la abrazadera. El perno
3 de soporte está unido fijamente a la palanca de cambios.
Un giro de la palanca 2 de cambios alrededor del
primer eje 11 de giro provoca un giro del cuerpo 16 articulado
alrededor de este eje 11 de giro en el plano de desplazamiento
determinado por la pared 32 longitudinal de la abrazadera. Un giro
de la palanca 2 de cambios alrededor del segundo eje 12 de giro
provoca un giro del perno de soporte alrededor de este eje 12. La
cabeza 7a articulada se mueve con esto en un arco circular con el
eje 12 de giro como centro. La parte de movimiento perpendicular al
plano de desplazamiento tiene como consecuencia un desplazamiento
de la cabeza 7a articulada en la abertura 17 de soporte
perpendicular al plano de desplazamiento y no cambia por tanto la
posición del cuerpo 16 articulado. La parte de movimiento paralela
al plano de desplazamiento provoca un desplazamiento vertical del
cuerpo articulado en este plano.
Los recorridos 15 de cambio de marcha indicados
a rayas en la figura 1 se transforman por tanto en los recorridos
28 de desplazamiento del actuador mostrados en la figura 7. Los
anillos 28a indican la posición del actuador en las posiciones 15a
de encastre de la palanca 2 de cambios. Al contrario que en la
primera forma de realización de la presente invención, las líneas
33 de unión indicadas a rayas de las posiciones del actuador están
alineadas en paralelo y no inclinadas una hacia otras con el mismo
ángulo de giro de la palanca 2 de cambios alrededor del primer eje
11 de giro pero con distintos ángulos de giro alrededor del segundo
eje 12 de giro.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1 \+ Mecánica de la palanca de cambios\cr 2 \+ Palanca de
cambios\cr 3 \+ Perno de soporte\cr 4 \+ Perno\cr 5 \+ Soporte\cr
6 \+ Espiga de seguridad\cr 7, 7a \+ Cabeza articulada\cr 8 \+
Cuello estrechado\cr 9 \+ Elemento de encastre\cr 10 \+ Eje de la
palanca de cambios\cr 11 \+ Primer eje de giro\cr 12 \+ Segundo
eje de giro\cr 13, 14 \+ Flecha\cr 15 \+ Desarrollo del
recorrido\cr 15a \+ Posiciones de encastre\cr 16 \+ Cuerpo
articulado\cr 17 \+ Abertura de soporte\cr 18 \+ Dirección
longitudinal\cr 19 \+ Elemento de transmisión\cr 20 \+
Escotadura\cr 21, 31 \+ Abrazadera\cr 22 \+ Abertura de montaje\cr
23 \+ Contorno de encastre\cr 24 \+ Carcasa de la palanca de
cambios\cr 25, 30 \+ Módulo de la palanca de cambios\cr 26 \+
Posiciones definidas\cr 27 \+ Pivote\cr 28, 29 \+ Recorridos de
desplazamiento del actuador\cr 28a, 29a \+ Posición del actuador\cr
32 \+ Pared longitudinal de la
abrazadera.\cr}
Claims (19)
1. Dispositivo para convertir un movimiento de
giro biaxial de una palanca (2) de cambios en un movimiento plano de
un transmisor de la posición de la palanca de cambios con
- un elemento (20, 27, 31, 32) de guiado para
limitar el movimiento del transmisor de la posición de la palanca de
cambios a un movimiento en un plano no curvado,
- un elemento (19, 7a) de transmisión para
transmitir un movimiento de giro de la palanca (2) de cambios
alrededor de un primer eje (11) de giro en un movimiento de giro
del transmisor de la posición de la palanca de cambios en el plano
no curvado, y
- una conexión articulada para transformar un
movimiento de giro de la palanca (2) de cambios alrededor de un
segundo eje (12) de giro en un movimiento lineal del transmisor de
la posición de la palanca de cambios en el plano no curvado, de
modo que las posiciones (15a) de la palanca de cambios de la palanca
(2) de cambios pueden detectarse en el plano no curvado,
caracterizado porque el primer eje (11)
de giro de la palanca de cambios está realizado como perno (3) de
soporte con un extremo configurado como cabeza (7, 7a) articulada de
la conexión articulada para el alojamiento en el transmisor de la
posición de la palanca de cambios.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque la conexión articulada está colocada
lateralmente a la palanca (2) de cambios.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el transmisor de la posición de la
palanca de cambios presenta una abertura (17) de soporte en forma
longitudinal para el alojamiento de la cabeza articulada con una
geometría en sección transversal que reproduce esencialmente la
geometría de la cabeza (7, 7a) articulada transversalmente al eje
del perno (3) de soporte con dimensiones iguales o mayores.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la cabeza (7) articulada
está configurada de forma esférica.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque la cabeza (7a) articulada
está configurada de forma cilíndrica.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque el eje de simetría de la cabeza (7a)
articulada de forma cilíndrica está dispuesto esencialmente en
perpendicular al eje (11) del perno (3) de soporte.
7. Dispositivo según la reivindicación 6,
caracterizado porque la cabeza (7a) articulada forma el
elemento de transmisión.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque el elemento (19) de transmisión
rodea la palanca (2) de cambios con una separación con respecto al
primer eje (11) de giro de la palanca (2) de cambios.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque el elemento (19) de transmisión presenta
un elemento (21) en forma de abrazadera para rodear la palanca (2)
de cambios.
10. Dispositivo según la reivindicación 9,
caracterizado porque el elemento (21) en forma de abrazadera
rodea la palanca (2) de cambios de tal manera que, con el giro
alrededor de su primer eje (11) de giro, la palanca (2) de cambios
arrastra el elemento (19) de transmisión y, con el giro alrededor de
su segundo eje (12) de giro, se mueve libremente en el elemento (21)
en forma de abrazadera.
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento
(20, 27, 31, 32) de guiado está dispuesto de forma definida con
respecto a una carcasa (24) de la palanca de cambios.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el elemento
(19) de transmisión está alojado de forma giratoria alrededor de un
pivote (27).
13. Dispositivo según la reivindicación 12,
caracterizado porque la posición geométrica del eje del
pivote (27) está dispuesta dentro de las alineaciones que puede
adoptar el primer eje (11) de giro de la palanca (2) de cambios.
14. Dispositivo según la reivindicación 12 ó 13,
caracterizado porque el pivote (27) está configurado para
limitar un movimiento del elemento (19) de transmisión al plano no
curvado.
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque en el elemento (19) de transmisión está
configurado un elemento de guiado.
16. Dispositivo según la reivindicación 15,
caracterizado porque el elemento de guiado está formado por
una escotadura (20) en el elemento (19) de transmisión, en la que
el transmisor de la posición de la palanca de cambios puede
desplazarse de forma radial al eje de giro del elemento (19) de
transmisión.
17. Sistema de palanca de cambios
electromecánico con
- una palanca (2) de cambios alojada sobre dos
ejes,
- un dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 16, y
- sensores, que están dispuestos con respecto al
transmisor de la posición de la palanca de cambios en paralelo al
plano no curvado para detectar determinadas posiciones (15a) de la
palanca de cambios de la palanca (2) de cambios.
18. Sistema de palanca de cambios
electromecánico según la reivindicación 17, caracterizado
porque el transmisor de la posición de la palanca de cambios
presenta un actuador en forma de un imán permanente.
19. Sistema de palanca de cambios
electromecánico según la reivindicación 17 ó 18,
caracterizado porque los sensores están realizados como
sensores de Hall.
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2002
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