ITMI20010118A1 - Meccanismo di impegno di ingranaggi in particolare per sistemi di trasmissione automatici o semiautomatici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un meccanismo di impegno di ingranaggi e, in particolare, il meccanismo di impegno a ingranaggi per un sistema di trasmissione automatica o semiautomatica, includente un cambio multirapporti in cui rapporti di trasmissione sono impegnati impiegando attuatori sotto il controllo di un'unità di controllo elettronica.

Prima d'ora, sistemi di trasmissioni automatiche o semiautomatiche di questo tipo, ad esempio come descritto nelle domande di brevetto internazionali W097/05410 o W097/40300, le cui descrizioni sono qui incorporate a titolo di riferimento, utilizzavano un convenzionale meccanismo di selezione di ingranaggi a marce, come quello impiegato con un cambio manuale, movimento dei mezzi selettori essendo controllato da una coppia di attuatori a doppio effetto per controllare movimento dei mezzi selettori nel primo senso per selezionare una coppia di rapporti di trasmissione e in un secondo senso per impegnare uno della coppia selezionata di rapporti di trasmissione.

Uno scopo dell'invenzione è quello di fornire il meccanismo di impegno di ingranaggi o marce per l'impiego in un sistema di trasmissione automatica o semiautomatica, di costruzione e funzionamento semplificati.

Secondo un aspetto della presente invenzione, un meccanismo di impegno di ingranaggi per un sistema di trasmissione automatica comprende una scatola a ingranaggi o cambio con una pluralità di rapporti di trasmissione distinti, il meccanismo di impegno degli ingranaggi comprendendo: un elemento selettore di una pluralità di rotaie o binari di spostamento, ciascuna rotaia di spostamento essendo atta ad essere spostata assialmente, una coppia differente di rapporti di trasmissione essendo associata con ciascuna delle rotaie di spostamento, movimento assiale della rotaia di spostamento in un senso provocando impegno di uno di detti rapporti di trasmissione associati e movimento assiale della rotaia di spostamento nel senso opposto provocando impegno dell'altro di detti rapporti di trasmissione associati; essendo previsti mezzi per spostare l'elemento selettore lungo un asse trasversale agli assi longitudinali delle rotaie di spostamento, per cui l'elemento selettore può essere spostato di moto intermittente con e impegnare una selezionata delle rotaie di spostamento; l'elemento selettore avendo una formazione per l'impegno di una pista, la pista definendo due percorsi, impegno della formazione sull'elemento selettore della pista in seguito a movimento dell'elemento selettore lungo l'asse trasversale facendo sì che l'elemento selettore sia ruotato in un senso o nell'altro attorno all'asse trasversale in dipendenza dal percorso seguito, quando l'elemento selettore si sposta per impegnare ciascuna delle rotaie di spostamento, provocando così movimento assiale di una rotaia di spostamento impegnata per impegnare un ingranaggio associato con essa; ed essendo previsti mezzi per commutare selettivamente tra un percorso e l'altro in conformità con il rapporto di trasmissione che deve essere selezionato.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell'invenzione, la formazione sull'elemento selettore è sagomata per impegnare formazioni sulla pista, mediante le quali essa viene deflessa per seguire un percorso oppure l'altro, la formazione essendo commutabile tra il primo orientamento in cui essa sarà deflessa lungo un primo percorso ed un secondo orientamento in cui essa sarà deflessa lungo un secondo percorso.

Preferibilmente, la formazione dell'elemento selettore è sollecita al primo orientamento, essendo previsti mezzi per commutare la formazione al suo secondo orientamento, come richiesto.

Una forma di realizzazione dell'invenzione sarà ora descritta, solamente a titolo esemplificativo, facendo riferimento ai disegni acclusi, nei quali:

la figura 1 illustra schematicamente un sistema di trasmissione semiautomatica secondo la presente invenzione;

la figura 2 illustra una saracinesca selettrice di rapporti di trasmissione e rotaie di spostamento o cambiamento di marcia associate impiegate nel meccanismo di impegno di ingranaggi della presente invenzione; la figura 3 illustra una vista isometrica in sezione del meccanismo di impegno di ingranaggi della presente invenzione;

la figura 4 illustra una vista in pianta in sezione del meccanismo illustrato in figura 2;

la figura 5 illustra una vista in alzato laterale in sezione del meccanismo illustrato in figura 2;

la figura 6 illustra una vista in alzato di estremità parziale del meccanismo illustrato in figura 2;

le figure da 7A a 7F illustrano in pianta e in vista in alzato laterale le differenti posizioni del meccanismo illustrato nelle figure da 3 a 6, per la selezione di ciascun rapporto di trasmissione o marcia; e la figura 8 illustra schematicamente un circuito di controllo elettroidraulico per il meccanismo di impegno di ingranaggi illustrato in figura 3.

La figura 1 dei disegni acclusi illustra un motore a combustione interna 10 con un elemento avviatore e circuito di avviamento associato IOa che è accoppiato attraverso la frizione di trasmissione principale 14 ad un cambio 12 del tipo ad albero o esteso sincronizzato multivelocità o multi-marce attraverso un albero di ingresso 15 del cambio. Combustibile è alimentato al motore mediante un dispositivo di alimentazione a farfalla 16 che include una valvola a farfalla 18 azionata mediante il pedale dell'acceleratore 19. L'invenzione è pure applicabile ad un motore a benzina ad iniezione di combustibile meccanica o ad un motore diesel.

La frizione 14 è azionata mediante una forcella di rilascio 20 che è attivata mediante un cilindro idraulico asservito 22, sotto il controllo di mezzi 38 di controllo dell'azionamento o dell'attuatore della frizione.

Una leva 24 selettrice di ingranaggi opera in un elemento a saracinesca o a porta 50 avente due lembi 51 e 52 uniti mediante una pista trasversale 53 estendentesi tra l'estremità del lembo 52 e in posizione intermedia alle estremità del lembo 51. L'elemento a saracinesca o a porta 50 definisce cinque posizioni "R" in corrispondenza della estremità del lembo 52; "N" intermedia tra le estremità della pista trasversale 53; ''S" in corrispondenza della giunzione del lembo 51 con la pista trasversale 53 e "+" e in corrispondenza delle estremità del lembo 51. Nel lembo 51, la leva 24 è sollecitata verso la posizione centrale "S". La posizione "N della leva selettrice 24 corrisponde a neutro o folle; "R" corrisponde a selezione di retromarcia; "S" corrisponde a selezione di un modo di marcia in avanti; movimento momentaneo della leva alla posizione "+" fornisce un comando per far sì che il cambio abbia ad attuare spostamento o cambiamento di marcia di un rapporto di trasmissione o marcia; e movimento momentaneo della leva del cambio 24 alla posizione fornendo un comando per far sì che il cambio abbia a scalare di una marcia.

Le posizioni della leva 24 sono rilevate mediante una serie di sensori, ad esempio microinterruttori o sensori ottici, posizionati attorno all'elemento a saracinesca 50. Segnali dai sensori sono alimentati ad un'unità di controllo elettronico 36. Un'uscita dall'unità di controllo 36 controlla un meccanismo 25 di impegno di ingranaggi, che impegna i rapporti di trasmissione o marce del cambio 12, in conformità con il movimento della leva di selezione del cambio 24 da parte del guidatore del veicolo.

In aggiunta a segnali dalla leva 24 di cambio delle marce o di selezione degli ingranaggi-marce, l'unità di controllo riceve segnali da: sensore 19a indicativo del grado di schiacciamento del pedale dell'acceleratore 19;

sensore 34 indicativo del grado di apertura della valvola di controllo a farfalla 18;

sensore 26 indicativo della velocità del motore;

sensore 42 indicativo della velocità del disco azionato dalla frizione;

sensore 34 indicativo della posizione del cilindro asservito della frizione; e

sensore 32 indicativo del rapporto di trasmissione o marcia selezionato.

L'unità di controllo 36 utilizza i segnali da questi sensori per controllare l'azionamento della frizione 14 durante la partenza da riposo e cambiamenti di marcia ad esempio come descritto nelle descrizioni brevettuali EP0038113, ΕΡ0043660, ΕΡ0059035, EP0101220 e WO92/13208 i cui insegnamenti sono qui incorporati a titolo di riferimento.

In aggiunta ai summenzionati sensori, l'unità di controllo 36 riceve pure segnali da un sensore 52 di velocità del veicolo, da un interruttore d'accensione 54 e da un interruttore 56 dei freni associato con l'impianto frenante principale, ad esempio il freno a pedale 58 del veicolo.

Un ronzatore 50 è collegato all'unità di controllo 36 per segnalare/indicare al guidatore del veicolo quando si verificano talune condizioni operative. In aggiunta al o al posto del ronzatore o cicalino 50 possono essere impiegati una lampada di segnalazione a lampeggiante o altri mezzi indicatori. Un indicatore 60 di marcia è pure previsto per indicare il rapporto di trasmissione o marcia selezionato/a.

Come è illustrato nelle figure da 2 a 7, il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi o delle marce comprende tre rotaie di spostamento o cambiamento di marcia 111, 112, 113 montate in parallelo l'una all'altra per muoversi in una direzione assiale. Ciascuna rotaia di spostamento o cambiamento di marcia 111, 112, 113 è associata con due dei rapporti di trasmissione del cambio 12, attraverso una forcella selettrice e un'unità sincrona di ingranamento in maniera convenzionale, per cui il movimento delle rotaie di spostamento 111, 112, 113 in una direzione assiale provocherà impegno di uno dei rapporti di trasmissione associati e movimento assiale della rotaia di spostamento 111, 112, 113 nella direzione assiale opposta provocherà impegno dell'altro rapporto di trasmissione associato.

Come è illustrato in figura 2, tipicamente, un primo e secondo e rapporti di trasmissione sono associati con la rotaia di spostamento 111, per cui movimento della rotaia di spostamento 111 in una prima direzione o primo senso impegnerà la prima marcia o movimento della rotaia di spostamento 111 in una seconda direzione o secondo senso impegnerà la seconda marcia; un terzo e quarto rapporti di trasmissione sono associati con la rotaia di spostamento 112 per cui movimento della rotella di spostamento 112 nella prima direzione impegnerà la terza marcia o movimento della rotella di spostamento 112 in una seconda direzione impegnerà la quarta marcia e un quinto rapporto di trasmissione ed un rapporto di trasmissione di retromarcia sono associati con la rotaia di spostamento 113, per cui movimento della rotaia di spostamento 113 nella prima direzione impegnerà una quinta marcia mentre movimento della rotaia di spostamento 113 nella seconda direzione impegnerà la retromarcia.

Come è illustrato nelle figure da 3 a 8, un elemento selettore 110 è montato sull'albero 120 per muoversi con l'albero 120 lungo un asse trasversale all'asse longitudinale delle rotaie di spostamento 111, 112, 113, l'albero 120 essendo posizionato scorrevolmente girevolmente in formazioni a cuscinetti in piastre ad estremità 122 di un alloggiamento 124. L'elemento selettore 110 ha configurazione generalmente cilindrica avente una formazione ad aggetto estendentesi assialmente 126. Formazioni a collare 128 montate sulle rotaie di spostamento 111, 112, 113 definiscono ciascuna una coppia di sporgenze separate assialmente 130 tra le quali la formazione ad aggetto 126 sull'elemento selettore 110 è atta ad impegnarsi, quando l'elemento selettore 110 è spostato trasversalmente sulle rotaie di spostamento 111, 112, 113.

L'alloggiamento 124 include una piastra arcuata 132 che si estende concentricamente all'albero 120 in una relazione giustapposta rispetto al percorso dell'elemento selettore 110. La piastra arcuata 132 ha un'apertura 133 che definisce una pista 134. La pista 134 si dirama ad entrambe le estremità, rami 136 e 138 ad un'estremità corrispondendo alla rotaia di spostamento 111 e rami 140 e 142 all'altra estremità corrispondendo alla rotaia di spostamento 113. La pista 134 ha generalmente larghezza uniforme avendo una porzione di larghezza ingrandita 144 corrispondente alla rotaia di spostamento 112. Una guida 146 è montata sulla piastra arcuata 132, la guida 146 estendendosi coassialmente all'albero 120 centralmente alla pista 134. La guida 146 ha una sporgenza sagomata a losanga 148 che si estende in giù nella porzione di larghezza ingrandita 144 della pista 134, per dividere la pista 134 in due percorsi 150 e 152 di larghezza uguale a quella delle altre porzioni della pista 134. La guida 146 definisce pure una formazione a rotaia 154 che si estende longitudinalmente alla pista 134, tra la sporgenza 148 e l'estremità ramificata della pista 134 corrispondente alla rotaia di spostamento 113.

Un elemento cedente o inseguitore di sagoma romboidale 160 è montato girevolmente sull'elemento selettore 110 per l'impegno della pista 134. L'elemento cedente 160 è montato in una rientranza 162 nell'elemento selettore 110, per cui movimento girevole dell'elemento cedente 160 è limitato tra la prima posizione in cui lati paralleli opposti dell'elemento cedente 160 sono paralleli ai lati della pista 134, gli altri lati estendendosi in avanti e verso lati opposti della pista 134 rispetto a direzioni di movimento opposte dell'elemento selettore 110; ed una seconda posizione in cui detti altri lati sono paralleli ai lati della pista 134 e detti lati paralleli opposti si estendono in avanti e verso lati opposti della pista 134 rispetto a direzioni di movimento opposte dell'elemento selettore 110; i lati estendentesi in avanti dell'elemento cedente, rispetto al movimento nelle direzioni opposte, estendendosi verso lati opposti della pista nella prima e seconda posizioni. L'elemento cedente 160 è sollecitato alla sua prima posizione mediante una molla torsionale 163. Una sporgenza 164 si estende dalla superficie superiore dell'elemento cedente 160, da un'estremità anteriore di esso, rispetto al movimento dell'elemento selettore 110 in una direzione. La sporgenza 164 si estende oltre la superficie esterna della piastra arcuata 132 in modo tale che essa impegnerà la formazione a rotaia 154 della guida 146.

Un solenoide 170 è posizionato in posizione intermedia tra i rami 136, 138 corrispondenti alla rotaia di spostamento 111 ed i percorsi 150, 152 corrispondenti alla rotaia di spostamento o cambiamento di marcia 112. Uno stantuffo 172 è controllato mediante il solenoide 170. Lo stantuffo 172 è disposto in modo tale che, quando il solenoide 170 è diseccitato, lo stantuffo 172 impegnerà la sporgenza 164 quando l'elemento cedente 160 si trova nella sua prima posizione e in seguito ad eccitazione del solenoide 170 lo stantuffo 172 agirà sulla sporgenza 164 per commutare l’elemento cedente 160 alla sua seconda posizione contro la forza di sollecitazione della molla 163.

Un attuatore idraulico 214 a doppio effetto, come è illustrato in figura 8, agisce sull'albero 120 per spostare l'albero 120 e l'elemento selettore 110 montato su esso assialmente. Una connessione ruotante 180 è prevista nell'albero 120 in modo da consentire movimento rotazionale libero dell'elemento selettore 110 quando esso viene spostato assialmente mediante l'attuatore 214. Alternativamente, l'elemento selettore 110 può essere fissato assialmente rispetto all'albero 120 ma girevole rispetto ad esso, oppure l'albero 120 può essere fisso, l'elemento selettore 110 essendo montato su esso per compire movimento assiale rotazionale rispetto ad esso, l'attuatore 214 agendo direttamente sull'elemento selettore 110 impiegando un meccanismo a leveraggio adatto.

Partendo dalla posizione illustrata in figura 4, con il solenoide 170 diseccitato, movimento dell'elemento selettore 110 verso sinistra (come è illustrato in figura 8), farà sì che il bordo anteriore 182 dell'elemento cedente 160 abbia a impegnare il ramo 136, quando l'aggetto 126 si impegna tra le sporgenze 130 sulla formazione a collare 128 montata sulla rotaia di spostamento o cambiamento di marcia 111. Impegno dell'elemento cedente 160 nel ramo 136 farà sì che l'elemento selettore 110 abbia a ruotare in senso antiorario spostando la rotaia di spostamento o cambiamento di marcia 111 assialmente verso destra (come è illustrato in figura 3) ed impegnando il secondo ingranaggio o seconda marcia come è illustrato in figura 7Β .

Spostamento dell'elemento selettore 110 verso destra, con il solenoide diseccitato, farà sì che il bordo anteriore 184 dell'elemento cedente 160 abbia ad impegnare il percorso 152, quando l'aggetto 126 si impegna tra sporgenze 130 della formazione a collare 128 montata sulla rotaia di spostamento 112. Impegno dell'elemento cedente 160 con il percorso 152 farà sì che l'elemento selettore 110 abbia a ruotare in senso orario spostando la rotaia di spostamento 112 verso sinistra ed impegnando il terzo ingranaggio, come è illustrato in figura 7C.

Ulteriore movimento dell'elemento selettore 110 verso destra farà quindi sì che l'elemento cedente 160 abbia a seguire un percorso 152 in modo tale che l'elemento selettore 110 è fatto ruotare in senso antiorario per riportare la formazione ad aggetto 126 indietro ad un piano neutro. Movimento continuato verso destra farà quindi sì che la sporgenza 164 abbia a impegnare la rotaia 154 commutando l'elemento cedente 160 in modo tale che quando l'aggetto 126 si impegna tra sporgenze 130 della formazione a collare 128 montata sulla rotaia di spostamento 113, il bordo anteriore 184 dell'elemento cedente 160 impegnerà il ramo 140 facendo sì che l'elemento selettore 110 abbia ad essere ruotato in senso antiorario e che la rotaia di spostamento 113 abbia ad essere spostata verso destra per impegnare l'ingranaggio di retromarcia, come è illustrato in figura 7F.

Partendo dalla posizione illustrata in figura 4, eccitazione del solenoide 170 commuterà l'elemento cedente 160 alla sua seconda posizione. Movimento dell'elemento selettore 110 verso sinistra (come è illustrato in figura 8) farà ora sì che il bordo anteriore 182 dell'elemento cedente 160, abbia ad impegnare il ramo 138 quando l'aggetto 126 si impegna tra le sporgenze 130 della formazione a collare 128 montata sulla rotaia di spostamento 111 facendo sì che l'elemento selettore 110 abbia a ruotare in senso orario, spostando la rotaia di spostamento 111 verso sinistra ed impegnando la prima marcia o il primo ingranaggio, come è illustrato in figura 7A.

Movimento dell'elemento selettore verso destra con il solenoide 170 eccitato, farà sì che il bordo anteriore 184 dell'elemento cedente 160 abbia a impegnare il percorso 150 quando l'aggetto 126 si impegna tra le sporgenze 13 della formazione a collare 128 montata sulla rotaia di spostamento 112. Impegno dell'elemento cedente 160 nel percorso 150 farà sì che l'elemento selettore 110 abbia a ruotare in senso antiorario, spostando la rotaia di spostamento 112 verso destra per impegnare il quarto ingranaggio o quarta marcia, come è illustrato in figura 7D.

Non appena la formazione 164 lascia lo stantuffo 172, la molla 163 farà sì che l'elemento cedente 160 abbia a ritornare alla sua prima posizione. Ulteriore movimento dell'elemento selettore 110 verso destra, farà dapprima sì che l'elemento selettore 110 abbia a ruotare in senso orario per cui la formazione ad aggetto 126 è riportata al piano neutro. Quindi, quando la formazione ad aggetto 126 si impegna tra le sporgenze 130 sulla formazione a collare 128 sulla rotaia di spostamento 113, il bordo anteriore 184 dell'elemento cedente 160 impegna il ramo 142. Impegno dell'elemento cedente 160 nel ramo 142 farà ruotare l'elemento selettore in senso orario, spostando la rotaia di spostamento 113 verso sinistra ed impegnando il quinto ingranaggio o quinta marcia, come è illustrato in figura 7E.

Conseguentemente, per attuare cambiamento di marcia tramite il cambio, partendo dalla posizione folle illustrata in figura 4:

a) per impegnare la prima marcia o il primo ingranaggio, il solenoide 170 è eccitato e l'attuatore 214 è controllato per spostare l'elemento selettore verso sinistra, ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 111;

b) per passare dalla prima alla seconda marce, il solenoide 170 è disimpegnato e l'attuatore 214 è controllato per spostare l'elemento selettore 110 verso destra indietro alla posizione neutra folle illustrata in figura 4, l'attuatore 214 essendo quindi controllato per spostare l'elemento selettore 110 verso sinistra, ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 111;

c) per passare dalla seconda alla terza marcia, l'attuatore 214 è comandato per spostare l'elemento selettore 110 verso destra, attraverso la posizione folle illustrata in figura 4, ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 112;

d) per passare dalla terza alla quarta marcia, l'attuatore 214 è controllato per spostare l'elemento selettore 110 verso sinistra indietro la posizione folle illustrata in figura 4, ed il solenoide 170 è eccitato per commutare o spostare l'elemento cedente 160 alla sua seconda posizione, l'attuatore 214 è quindi comandato o controllato per spostare l'elemento selettore 110 verso destra indietro ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 112;

e) da ultimo, per passare dalla quarta alla quinta marcia, l'attuatore 214 è controllato o comandato per spostare l'elemento selettore 110 verso destra ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 113.

Per impegnare l'ingranaggio di retromarcia dalla posizione folle illustrata in figura 3, il solenoide 117 è diseccitato e l'attuatore 214 è controllato o comandato per spostare l'elemento selettore 110 verso destra, ad una posizione corrispondente alla rotaia di spostamento 113.

Si noterà che altri spostamenti, ad esempio dalla prima alla terza o dalla seconda alla quarta marcia possono essere realizzati mediante adatto controllo del solenoide 170 e dell'attuatore 214, l'elemento selettore 110 essendo portato indietro alla posizione neutra illustrata in figura 4 quando è necessario cambiare il percorso seguito dall'elemento cedente 160.

Mezzi sensori sono previsti per indicare quando l'elemento selettore 110 si trova nella posizione neutra illustrata in figura 4 per cui il solenoide 170 può essere eccitato quando richiesto per spostare l'elemento cedente 160 dalla sua prima alla sua seconda posizione. Questi mezzi sensori possono comprendere un reostato 227 che rileva la posizione dell'attuatore 214, come è illustrato in figura 8. Alternativamente, un interruttore di prossimità o mezzo simile può essere previsto azionato dall'elemento selettore 110 quando esso si trova nella posizione folle o neutra illustrata in figura 4.

Come è illustrato in figura 8, un circuito idraulico per il controllo o comando della frizione 14 e del meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi del sistema di trasmissione descritto precedentemente comprende una valvola 220 di controllo di flusso azionata da solenoide principale per collegare selettivamente il cilindro asservito 22 della frizione e/o l'attuatore 214 di impegno dell'ingranaggio idraulico all'accumulatore 224 di pressione idraulica o ad un serbatoio 226. L'accumulatore 224 è caricato ad una pressione predeterminata ed è mantenuto al di sopra di una pressione operativa minima quando il sistema viene eccitato, mediante una pompa azionata elettricamente 223 tramite una valvola di non-ritorno 224a. Un trasduttore 260 di pressione monitora la pressione nell'accumulatore 224 e la pompa 223 controllata mediante l'unità di controllo elettronica 36 per mantenere pressioni nell'accumulatore 224 al di sopra della pressione operativa minima predeterminata.

La valvola di controllo principale 220 ha un rocchetto 250 che è spostato contro la molla 251, mediante un solenoide 220a. Il rocchetto 250 è spostato mediante il solenoide 220a sotto il controllo dell'unità di controllo 36, ad una di tre posizioni.

In una prima posizione della valvola di controllo principale 220, come è illustrato in figura 8, la camera di lavoro del cilindro asservito 22 della frizione è sfogata al serbatoio 226 attorno alla costolatura 225 del rocchetto 250, attraverso il percorso di flusso Z e la linea di alimentazione 265 è collegata al serbatoio 226 tra le costolature 257 e 258.

In una seconda posizione della valvola di controllo 220, il rocchetto 250 è spostato verso destra per cui la camera di lavoro del cilindro asservito 22 della frizione rimane sfogata al serbatoio 226 attraverso il percorso di flusso Z mentre la costolatura 265 è isolata dal serbatoio 226 mediante la costolatura 258 ed è collegata all'accumulatore di pressione 224 tra le costolature 257 e 258.

In una terza posizione della valvola di controllo 220, il rocchetto 250 è ulteriormente spostato verso destra per cui il percorso di flusso Z viene chiuso e la camera di lavoro del cilindro asservito 22 della frizione viene collegata all'accumulatore di pressione 224 tra le costolature 256 e 257 mentre la linea 265 rimane collegata all'accumulatore 224.

La linea 265 collega il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi all'accumulatore 224 di pressione idraulica o al serbatoio 226, in dipendenza dalla posizione della valvola di controllo principale 220.

L'elemento selettore 110 è mobile trasversalmente alle rotaie di spostamento 111, 112, 113 mediante l'attuatore 214 a pressione fluidica per allineare l'elemento selettore 110 con una delle rotaie di spostamento 111, 112, 113 e selezionare così la coppia di ingranaggi associati con ciascuna rotaia selettrice.

L'attuatore 214 comprende uno stantuffo a doppio effetto con uno stelo di azionamento 214a che è operativamente collegato all'albero 120 su cui è montato l'elemento selettore 110, con una connessione girevole 180 tra essi. Lo stelo di azionamento 214a si estende da un lato di un pistone 216 dell'attuatore 214, per cui la superficie di lavoro dell'estremità dello stelo del pistone 216 è più piccola di quella sull'estremità della testa opposta. In vista delle aree differenziali sui lati del pistone 216, quando entrambi i lati del pistone 216 sono collegati all'accumulatore 224, il pistone 216 sarà spostato lungo l'attuatore 214 per estendere lo stelo di azionamento associato 214a. Se, tuttavia, il lato dell'estremità della testa del pistone 216 è collegato al serbatoio 226, mentre il lato dell'estremità dello stelo è collegato all'accumulatore 224, il differenziale di pressione attraverso il pistone 216 farà sì che esso abbia ad essere spostato lungo l'attuatore 214 per contrarre lo stelo di azionamento associato 214a.

L'alimentazione di fluido idraulico alla estremità dello stelo del pistone 216 è controllata direttamente dalla valvola di controllo principale 220. L'alimentazione di fluido idraulico alla estremità di testa del pistone 216 è controllata dalla valvola di controllo principale 220 mediante un ulteriore valvola di controllo di flusso proporzionale 221 azionata da solenoide. La valvola 221 collega il lato dell'estremità di testa del pistone 216 alla valvola di controllo principale 220 o al serbatoio 226.

Le valvole 220 e 221 di controllo di flusso proporzionali sono controllate mediante l'unità di controllo elettronica 36, per applicare pressioni appropriate a lati opposti del pistone 216 per controllare il movimento del pistone 216 e lo stelo di azionamento associato 214a, per selezionare la richiesta rotaia di spostamento 111, 112 o 113, come descritto in W097/05410 o W097/40300, i cui insegnamenti sono qui incorporati a titolo di riferimento.

Un potenziometro 127 è collegato allo stelo di azionamento 214a per fornire un segnale indicativo della posizione dello stelo di azionamento e dell'elemento selettore 110 collegato ad esso. Segnali dal potenziometro 227 sono alimentati all'unità di controllo 36 per fornire un'indicazione della posizione dello stelo di azionamento 214a e dell'elemento selettore 110. Il sistema di trasmissione può così essere calibrato in modo tale che segnali di posizione predeterminati dal potenziometro 127 corrispondano l’impegno dell’elemento selettore 110 con ciascuna delle rotaie di spostamento 111, 112 e 113.

Misurazioni dal potenziometro 127 possono quindi essere impiegate nel sistema di controllo ad anello chiuso per controllare le valvole 220 e 221 per spostare l'elemento selettore 110 alle posizioni predeterminate per impegnare le desiderate rotaie di spostamento 111, 112 e 113.

Con la valvola di controllo principale 220 nella posizione illustrata in figura 8, che rappresenta la condizione diseccitata del solenoide 220a, sia il cilindro asservito 22 della frizione che il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi attraverso la linea 265 saranno collegati al serbatoio 226. Il cilindro 22 asservito dalla frizione e l'attuatore 214 saranno così depressurizzati.

In seguito a movimento della valvola di controllo 220 alla sua seconda posizione, l'attutore 22 della frizione rimane depressurizzato ma il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi è pressurizzato. Appropriato controllo del solenoide 221 mediante l'unità di controllo 36 come descritta in W097/05410 o W097/40300 può quindi far sì che l'attuatore 214 abbia a selezionare una rotaia di spostamento appropriata 111, 112 o 113. L'unità di controllo 36 azionerà pure selettivamente il solenoide 170 per spostare l'elemento cedente 160 al percorso appropriato, in modo tale da selezionare 1'ingranaggio-marcia appropriato/a.

Movimento della valvola di controllo principale 220 alla sua terza posizione collega la camera di lavoro del cilindro asservito 22 della frizione l'accumulatore 224, disimpegnando così la frizione 14.

Il cilindro asservito 22 della frizione ed il meccanismo 25 di impegno degli ingranaggi possono qui così essere controllati mediante appropriata manipolazione dei solenoidi 220a, 221a e 170, mediante l'unità di controllo 36 per effettuare cambiamenti di ingranaggi o marce in corrispondenza della partenza da stato fermo, mentre il veicolo è in procinto di avviarsi o quando il veicolo sta per arrestarsi.

Varie modifiche possono essere apportate senza allontanarsi dall'invenzione. Ad esempio, benché l'invenzione sia stata descritta con riferimento ad un sistema di trasmissione semiautomatica in cui sia la frizione che il meccanismo di impegno degli ingranaggi sono azionati idraulicamente, l'invenzione può pure essere impiegata con sistemi di trasmissione completamente automatizzati o automatici.

Secondo ancora un'altra forma di realizzazione, il solenoide 170 può essere montato per muoversi con l'elemento selettore 110 in modo tale che l'elemento cedente 160 può essere commutato in una di due posizioni; una prima posizione intermedia tra la prima e seconda rotaia di spostamento 111, 112 come è illustrato in figura 4; ed una seconda posizione intermedia tra la seconda e terza rotaia di spostamento 112, 113.

Inoltre, benché nella precedente forma di realizzazione siano impiegati mezzi idraulici per l'azionamento della frizione e spostamento dell'elemento selettore di ingranaggi 110, possono essere impiegati attuatori idraulici, pneumatici e/o elettrici ad esempio motori elettrici o solenoidi come ad esempio descritto in DE19504847; WO97/01456 o DE19734023, i cui insegnamenti sono qui incorporati a titolo di riferimento.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Meccanismo di impegno di ingranaggi per un sistema di trasmissione automatica comprendente una scatola a ingranaggi o cambio con una pluralità di rapporti di trasmissione distinti, il meccanismo di impegno degli ingranaggi comprendendo: un elemento selettore di una pluralità di rotaie o binari di spostamento, ciascuna rotaia di spostamento essendo atta ad essere spostata assialmente, una coppia differente di rapporti di trasmissione essendo associata con ciascuna delle rotaie di spostamento, movimento assiale della rotaia di spostamento in un senso provocando impegno di uno di detti rapporti di trasmissione associati e movimento assiale della rotaia di spostamento nel senso opposto provocando impegno dell'altro di detti rapporti di trasmissione associati; essendo previsti mezzi per spostare l'elemento selettore lungo un asse trasversale agli assi longitudinali delle rotaie di spostamento, per cui l'elemento selettore può essere spostato di moto graduato con e impegnare una selezionata delle rotaie di spostamento; l'elemento selettore avendo una formazione per l'impegno di una pista, la pista definendo due percorsi, impegno della formazione sull'elemento selettore nella pista, in seguito a movimento dell'elemento selettore lungo l'asse trasversale, facendo sì che l'elemento selettore sia ruotato in un senso o nell'altro attorno all'asse trasversale, in dipendenza dal percorso seguito, quando l'elemento selettore si sposta per impegnare ciascuna delle rotaie di spostamento, provocando così movimento assiale di una rotaia di spostamento impegnata per impegnare un ingranaggio associato con essa; ed essendo previsti mezzi per commutare selettivamente tra un percorso e l'altro in conformità con il rapporto di trasmissione che deve essere selezionato.
2. 2. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 1 in cui la formazione dell'elemento selettore è sagomata per impegnare formazioni sulla pista, per cui la formazione è diretta a seguire un percorso della pista o l'altro percorso della pista, in dipendenza dall'orientamento della formazione.
3. 3. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui la formazione sull'elemento selettore è sollecitata ad un primo orientamento, essendo previsti mezzi per spostare la formazione dal primo orientamento ad un secondo orientamento.
4. 4. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 3, in cui è previsto un solenoide per spostare o commutare la formazione dell 'elemento selettore dal suo primo orientamento al suo secondo orientamento .
5. 5. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui la formazione sull'elemento selettore comprende un elemento cedente di sagoma romboidale avente due coppie di lati paralleli e spigoli acuti diagonalmente opposti, l'elemento cedente essendo fissato girevolmente all'elemento selettore e mobile tra un primo orientamento in cui una coppia di lati paralleli sono disposti paralleli alle pareti della pista e un secondo orientamento in cui l'altra coppia di lati paralleli sono disposti paralleli alle pareti della pista, gli spigoli acuti dell'elemento cedente formando il bordo anteriore dell'elemento cedente, in dipendenza dalla direzione o senso di movimento dell'elemento selettore, nel primo orientamento dell'elemento cedente, i bordi anteriori dell'elemento cedente essendo disposti su lati opposti della pista rispetto ai bordi anteriori dell'elemento cedente quando l'elemento cedente si trova nel suo secondo orientamento; la pista essendo divisa in percorsi differenti, la pista essendo divisa centralmente ad essa per cui il percorso seguito dall'elemento cedente dipenderà dal lato della pista su cui sono disposti bordi anteriori dell'elemento cedente.
6. 6. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 5 in cui l'elemento cedente è montato girevolmente sull'elemento selettore in una rientranza, la rientrando limitando il movimento dell'elemento cedente tra il suo primo orientamento e il suo secondo orientamento.
7. 7 . Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 4 o 5 in cui i mezzi a molla sollecitano l'elemento cedente al suo primo orientamento .
8. 8. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, in cui una sporgenza si estende dall'estremità superiore dell'elemento cedente adiacentemente a uno dei bordi anteriori di esso, la sporgenza essendo atta ad essere impegnata da uno stantuffo azionato da solenoide, lo stantuffo azionato da solenoide agendo quando eccitato per spostare o commutare l'elemento cedente dal suo primo orientamento al suo secondo orientamento.
9. 9 . Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 8 in cui la sporgenza sull'elemento cedente è atta ad impegnare una rotaia di guida mediante la quale l'elemento cedente può essere spostato o commutato dal suo primo orientamento al suo secondo orientamento.
10. 10. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 8 in cui lo stantuffo azionato dal solenoide è montato per muoversi con l'elemento selettore ed è atto a spostare o commutare l'elemento cedente dal suo primo orientamento al suo secondo orientamento in corrispondenza di punti differenti lungo la pista.
11. 11. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per l'impiego con un cambio a cinque marce, il meccanismo di impegno degli ingranaggi includendo tre rotaie di spostamento o cambiamento di marcia, la pista estendendosi coassialmente all'asse trasversale di movimento dell'elemento selettore e avendo una coppia di rami a ciascuna estremità corrispondenti ad una prima e terza rotaia di spostamento, la pista essendo divisa in posizioni intermedie alle sue estremità in una posizione corrispondente ad una seconda rotaia di spostamento .
12. 12. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 11 in cui la pista è formata da un'apertura in un percorso arcuato che è disposto in relazione giustapposta rispetto al percorso di movimento dell'elemento selettore, l'apertura definendo le estremità ramificate della pista ed una porzione centrale di larghezza ingrandita, una guida essendo montata sulla piastra arcuata, la guida avendo una sporgenza di sagoma a losanga che sporge in giù nella porzione di larghezza ingrandita della pista per dividere la pista in due percorsi.
13. 13. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 12, in cui la guida è montata coassialmente all'apertura nella piastra arcuata e definisce una rotaia di guida che si estende tra la sporgenza sagomata a losanga e l'estremità ramificata corrispondente alla terza rotaia di spostamento, la rotaia di guida essendo disimpegnata dalla pista ma essendo atta ad essere impegnata dalla formazione sull'elemento selettore per effettuare commutazione del percorso seguito da essa.
14. 14. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui uno stantuffo azionato da solenoide è disposto tra l'estremità ramificata della pista corrispondente alla prima rotaia di spostamento e la divisione intermedia della pista corrispondente alla seconda rotaia di spostamento, lo stantuffo azionato dal solenoide essendo atto, in seguito ad azionamento del solenoide, a commutare o spostare la formazione sull'elemento selettore tra un primo orientamento ed un secondo orientamento, quando l'elemento selettore è posizionato tra la prima e seconda rotaia dì spostamento.
15. 15. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui l'elemento selettore è montato su un albero per muoversi lungo un asse traversale all'asse longitudinale delle rotaie di spostamento, l'albero consentendo movimento rotazionale libero dell'elemento selettore quando esso viene spostato assialmente.
16. 16. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 15, in cui i mezzi attuatori sono montati per compiere movimento rotazionale rispetto all'albero, l'elemento selettore muovendosi assialmente con l'albero.
17. 17. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo la rivendicazione 15, in cui l'elemento selettore è mobile assialmente e girevolmente rispetto all'albero, un attuatore agendo sull'elemento selettore per spostare l'elemento selettore assialmente all'albero.
18. 18. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui l'elemento selettore è spostato lungo un asse trasversale ad un asse longitudinale delle rotaie di spostamento mediante un attuatore idraulico o pneumatico a doppio effetto o un attuatore elettrico.
19. 19. Meccanismo di impegno di ingranaggi secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui un'unità di controllo elettronica è prevista per controllare il movimento dell'elemento selettore lungo un asse trasversale all'asse longitudinale delle rotaie di spostamento e per commutare il percorso seguito dalla formazione sull'elemento selettore, per effettuare i richiesti cambiamenti di rapporti di trasmissione o marce.
20. 20. Meccanismo di impegno di ingranaggi sostanzialmente come qui descritto e facendo riferimento alle e come è rappresentato nelle figure da 1 a 8 dei disegni acclusi.