ITTO960367A1 - Dispositivo di rilevamento della posizione di un albero di comando per l'esecuzione di una manovra di selezione ed una manovra di innesto mar - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
del brevetto per invenzione industriale
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo di rilevamento della posizione di un albero di comando per l'esecuzione di una manovra di selezione ed una manovra di innesto marcia in un cambio di velocità di un veicolo.
Sono noti cambi di velocità per veicoli, in particolare autoveicoli, in cui un albero di comando è atto a compiere un movimento traslatorio assiale ed un movimento rotatorio angolare per realizzare la selezione del rango delle marce del cambio ed il loro innesto/disinnesto .
Sono inoltre noti dispositivi di rilevamento della posizione dell'albero di comando comprendenti due sensori di posizione accoppiati all'albero e generanti rispettivi segnali d'uscita correlati alla posizione assiale ed alla posizione angolare dell'albero di comando stesso. Tali segnali sono convenientemente alimentati ad un circuito elettronico di elaborazione generante in uscita un unico segnale di informazione indicativo della posizione assiale ed angolare dell'albero di comando.
Tali dispositivi presentano tuttavia gli inconvenienti di essere alquanto complessi e costosi e di effettuare misure di posizione di tipo indiretto.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo di rilevamento della posizione assiale ed angolare di un albero di comando che sia semplice, affidabile e che consenta una misura diretta della posizione assiale ed angolare dell'albero di comando.
Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo di rilevamento della posizione di un albero di comando per l'esecuzione di una manovra di selezione rango marce ed una manovra di innesto/disinnesto della marcia selezionata in un cambio di velocità di un veicolo, detto albero essendo atto a compiere un movimento di traslazione assiale per l'esecuzione di una di dette manovre ed un movimento di rotazione angolare attorno ad un proprio asse longitudinale per l'esecuzione di un'altra di dette manovre, detto albero di comando essendo inoltre atto ad assumere, per ciascun rango marce, una posizione di folle e due posizioni di innesto marcia, detto dispositivo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi sensori provvisti di un organo di comando angolarmente mobile ed atti a generare in uscita un segnale S correlato alla posizione angolare dell'organo di comando e mezzi di conversione del moto interposti tra detto albero di comando e detto organo di comando ,.ed atti a trasformare ciascuno di detti movimenti di traslazione assiale e di rotazione angolare di detto albero di comando in un unico movimento rotatorio di detto organo di comando.
Per una migliore comprensione della presente invenzione viene ora descritta una forma di realizzazione preferita, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali :
- la figura 1 illustra in vista prospettica un dispositivo di rilevamento della posizione di un albero di comando realizzato secondo la presente invenzione;
la figura 2 illustra uno schema semplificato delle posizioni di innesto e selezione assunte da un albero di comando; e
- la figura 3 illustra un segnale S generato dal dispositivo di rilevamento in funzione del rango selezionato e della marcia innestata.
Nella figura 1 è indicato con 1, nel suo complesso, un dispositivo di rilevamento della posizione assiale ed angolare di un albero di comando 2 di un cambio di velocità (non illustrato).
L'albero di comando 2 è atto a compiere, nell'esempio di realizzazione descritto, un movimento di traslazione lungo un proprio asse longitudinale A per la selezione del rango della marcia ed un movimento di rotazione angolare attorno all'asse A di un angolo a prefissato per l'innesto/il disinnesto della marcia selezionata. In particolare, per ciascun rango, l'albero di comando 2 è atto ad assumere una posizione centrale di folle e due posizioni laterali opposte di innesto marcia angolarmente equispaziate dalla posizione centrale.
Come esempio chiarificatore, in figura 2 è riportato uno schema semplificato delle posizioni di innesto e selezione assunte dall'albero di comando; in tale schema sono indicati con le lettere F1, F2, F3 le posizioni centrali di folle dei ranghi selezionabili mediante il movimento di traslazione dell'albero di comando 2, e con M1, M2, M3, M4, M5, RM le posizioni laterali di innesto marcia ottenute mediante il movimento di rotazione angolare dell'albero di comando 2 attorno all'asse A.
Analogamente l'albero di comando 2 potrebbe compiere un movimento di rotazione angolare attorno all'asse A per la selezione del rango della marcia e un movimento di traslazione lungo l'asse A per l'innesto/il disinnesto della marcia selezionata.
Il dispositivo di rilevamento 1 comprende (figura 1) un sensore rotativo 3, ad esempio un potenziometro, provvisto di un organo di comando 4 ed atto a generare in uscita un segnale elettrico correlato alla posizione angolare β dell'organo di comando 4, ed un dispositivo di conversione del moto 5 interposto tra l'organo di comando 4 e l'albero di comando 2 ed atto a trasformare ciascuno dei suddetti movimenti di traslazione e di rotazione dell'albero di comando 2 in un movimento rotatorio dell'organo di comando 4.
In particolare, il dispositivo di conversione del moto 5 comprende un primo ed un secondo elemento di riscontro 6, 7 cooperanti a scorrimento tra loro e solidalmente collegati rispettivamente all'albero di comando 2 e all'organo di comando 4.
Il primo elemento di riscontro 6 comprende un elemento di supporto 8 calettato sull'albero di comando 2 e presentante una camma 9, mentre il secondo elemento di riscontro 7 è costituito da un puntale accoppiato in modo scorrevole alla camma 9. In particolare, la camma 9 è definita da una superficie di riscontro P sviluppantesi lungo un tratto di elica presentante un angolo di avvolgimento y prefissato, ed il puntale 7 è accoppiato in modo scorrevole alla camma 9 lungo la suddetta superficie di riscontro P.
L'elemento di supporto 8 comprende una porzione principale 11 presentante forma sostanzialmente cilindrica e calettata sull'albero di comando 2 e una porzione secondaria integrale 12 che si estende radialmente dalla porzione principale 11 e presenta forma sostanzialmente parallelepipeda con spigoli arrotondati.
La porzione secondaria 12 è accoppiata con un albero di azionamento 13 (rappresentato con il tratteggio) estendentesi trasversalmente all'albero di comando 2 e mobile assialmente in opposte direzioni per esercitare sulla porzione secondaria 12 una azione di spinta o di trazione in modo da provocare una rotazione angolare in versi opposti dell'angolo a dell'albero di comando 2 attorno all'asse A.
Secondo la presente invenzione, la camma 9 è realizzata mediante un corpo che si estende a sbalzo dalla superficie laterale della porzione principale 11 e che presenta in pianta forma sostanzialmente triangolare .
Il puntale 7 comprende una porzione allungata di collegamento 14 estendentesi radialmente dall'organo di comando 4 e presentante una prima porzione di estremità 14a calettata sull'organo di comando 4 ed una seconda porzione di estremità 14b da cui si estende integralmente un dente 15 presentante una porzione di contatto 15a scorrevole lungo la superficie di riscontro P. In particolare, ad ogni movimento del dente 15 lungo la superficie di riscontro P, causato da un movimento assiale o angolare dell'albero di comando 2, corrisponde un movimento rotatorio dell'organo di comando 4 di un angolo β correlato all'angolo di avvolgimento y del tratto di elica sul quale si sviluppa la superficie di riscontro P.
Il valore dell'angolo di avvolgimento γ è determinato in modo da ottenere un andamento del segnale S generato dal sensore rotativo 3 in funzione della posizione angolare β dell'organo di comando 4 del sensore 3 stesso come quello riportato in figura 3; in tale figura sono riportate inoltre le stesse lettere di figura 2 indicanti il rango selezionato e la marcia innestata corrispondenti al valore della posizione angolare β.
In particolare, l'angolo di avvolgimento y del tratto d:·. elica sul quale si sviluppa la superficie di riscontro P definisce una legge di conversione in cui tra due posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza di rispettive posizioni di folle dell'albero di comando 2 appartenenti a ranghi contigui, ad esempio F1 ed F2 oppure F2 ed F3, sono comprese due posizioni angolari intermedie β assunte dall'orgeino di comando 4 in corrispondenza di rispettive posizioni di innesto marcia dell'albero di comando 2 appartenenti, ciascuna, ad un relativo dei suddetti ranghi contigui, nell'esempio considerato M2 ed M3 oppure, rispettivamente, ed M5. Inoltre, secondo tale legge di conversione, alle suddette posizioni di innesto marcia corrispondono marce tra loro consecutive e ciascuna delle posizioni angolari intermedie β è sostanzialmente equidistante dalle posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza della posizione di folle appartenente al relativo rango e, rispettivamente, della posizione di innesto marcia adiacente appartenente al rango contiguo.
Più precisamente, come illustrato in figura 3, l'angolo di avvolgimento γ del tratto di elica sul quale si sviluppa la superficie di riscontro P definisce una legge di conversione in cui prime differenze D, calcolate, ciascuna, tra due posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza di rispettive posizioni di folle dell'albero di comando 2 appartenenti a ranghi contigui, ad esempio F1 ed F2 oppure F2 ed F3, sono tra loro sostanzialmente uguali e seconde differenze d, calcolate, ciascuna, tra due posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza di rispettive posizioni di innesto marcia dell'albero di comando 2 appartenenti ad uno stesso rango, .nell'esempio considerato Μ1 ed M2 oppure, rispettivamente, M3 ed M4, sono sostanzialmente i due terzi di ciascuna delle prime differenze D.
Inoltre, ciascuna differenza calcolata tra due posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza di rispettive posizioni di innesto marcia dell'albero di comando 2 appartenenti a ranghi contigui ed indicate con pedici numericamente consecutivi in figura 2, ad esempio M2 ed M3, è sostanzialmente pari a metà di ciascuna delle seconde differenze d e ciascuna differenza calcolata tra due posizioni angolari β assunte dall'organo di comando 4 in corrispondenza rispettivamente di una posizione di folle e di una posizione di innesto marcia dell'albero di comando 2 appartenenti ad uno stesso rango, ad esempio F1 ed M2 oppure F1 ed M1, è anch'essa sostanzialmente pari a metà di ciascuna delle seconde differenze d.
Pertanto, la relazione geometrica tra D e d fa sì che i punti indicati con lettere in figura 3 sono tra loro equispaziati e ciascuno di essi dista dal punto immediatamente contiguo di una quantità pari a d/2. In tal modo, l'andamento del segnale S risulta essere monotono crescente e quindi consente di determinare univocamente il rango selezionato e la marcia innestata.
Il dispositivo di rilevamento 1 comprende, inoltre, (figura..1) elementi di contrasto 16 (rappresentati schematicamente) accoppiati al puntale 7 per mantenere la porzione di contatto 15a del dente 15 premuta contro la superficie di riscontro P; tali elementi di contrasto 16 possono ad esempio essere di tipo elastico ed in particolare, come mostrato in figura 1, realizzati mediante una molla torsionale ad elica.
In uso, a ciascun movimento di traslazione dell'albero di comando 2, provocato dall'esecuzione di una manovra di selezione marcia, corrisponde una traslazione della superficie di riscontro P parallelamente all'asse A. La traslazione della superficie P provoca, di conseguenza, il movimento del puntale 7 accoppiato scorrevolmente alla superficie P stessa e la rotazione dell'organo di comando 4.
Analogamente, a ciascun movimento di rotazione angolare dell'albero di comando 2, provocato dall'esecuzione di una manovra di innesto/disinnesto marcia, corrisponde una rotazione della superficie di riscontro P attorno all'asse A. La rotazione della superficie P provoca, di conseguenza, il movimento del puntale 7 e la rotazione dell'organo di comando 4.
La conformazione della camma 9 sopra descritta consente di associare in modo univoco una posizione assiale ed angolare dell'albero di comando 2 ad una posizione angolare dell'organo di comando 4. Il movimento rotatorio dell'organo di comando 4 produce una variazione del valore del segnale d'uscita S generato dal sensore rotativo 3, il quale, quindi, può essere utilizzato per determinare univocamente la posizione assiale ed angolare dell'albero di comando 2.
I vantaggi del presente dispositivo di rilevamento 1 sono i seguenti. Innanzitutto esso consente di generare direttamente un unico segnale elettrico correlato univocamente alla posizione angolare e assiale dell'albero di comando 2. Inoltre, il dispositivo di rilevamento 1 è semplice, affidabile e presenta costi realizzativi ed occupazione di spazio ridotti.
Risulta infine chiaro che al dispositivo di rilevamento 1 sopra descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Ad esempio, la camma 9 potrebbe essere realizzata mediante una scanalatura (non illustrata) ricavata sulla superficie laterale della porzione principale 11.
Claims (1)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Dispositivo di rilevamento (1) della posizione di un albero di comando (2) per l'esecuzione di una manovra di selezione rango marce ed una manovra di innesto/disinnesto della marcia selezionata in un cambio di velocità di un veicolo, detto albero (2) essendo atto a compiere un movimento di traslazione assiale per l'esecuzione di una di dette manovre ed un movimento di rotazione angolare attorno ad un proprio asse longitudinale (A) per l'esecuzione di un'altra di dette manovre, detto albero di comando (2) essendo inoltre atto ad assumere,'per ciascun rango marce, una posizione di folle e due posizioni di innesto marcia, detto dispositivo (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi sensori (3) provvisti di un organo di comando (4) angolarmente mobile ed atti a generare in uscita un segnale S correlato alla posizione angolare (β) dell'organo di comando (4) e mezzi di conversione del moto (5) interposti tra detto albero di comando (2) e detto organo di comando (4) ed atti a trasformare ciascuno di detti movimenti di traslazione assiale e di rotazione angolare di detto albero di comando (2) in un unico movimento rotatorio di detto organo di comando (4). 2.- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di conversione del moto (5) comprendono primi e secondi mezzi di riscontro (6, 7) atti a cooperare a scorrimento tra loro; detti primi mezzi di riscontro (6) essendo accoppiati al detto albero (2) e detti secondi mezzi di riscontro (7) essendo accoppiati al detto organo di comando (4). 3.- Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto detti primi e secondi mezzi di riscontro (6, 7) comprendono un elemento di supporto (8) presentante una camma (9), ed un puntale (7) accoppiato in modo scorrevole a detta camma (9). 4.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta camma è definita da una superficie di riscontro (P) sviluppantesi lungo un tratto di elica presentante un angolo di avvolgimento (γ) prefissato e detto puntale (7) è accoppiato in modo scorrevole a detta camma (9) lungo detta superficie di riscontro (P). 5.- Dispositivo secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto (8) è solidalmente collegato a detto albero di comando (2). 6.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, caratterizzato dal fatto che detto elemento di supporto (8) comprende una porzione principale (11) di forma sostanzialmente cilindrica solidalmente collegata al detto albero di comando (2) e detta camma (9) comprende un corpo estendentesi a sbalzo dalla superficie laterale di detta porzione principale (11). 7.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, caratterizzato dal fatto che detto puntale (7) è solidalmente collegato a detto organo di comando (4). 8.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 7, caratterizzato dal fatto che detto puntale (7) comprende una porzione allungata di collegamento (14) estendentesi radialmente da detto organo di comando (4) e presentante una prima porzione di estremità (14a) fissata sull'organo comando (4) stesso ed una seconda porzione di estremità (14b) da cui si estende un .dente (15) presentante una porzione di contatto (15a) scorrevole lungo detta superficie di riscontro (P). 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di contrasto (16) accoppiati a detto puntale (7) per mantenere detta porzione di contatto (15a) di detto dente (15) premuta contro detta superficie di riscontro (P)· 10.-- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di conversione del moto definiscono una legge di conversione in cui tra due posizioni angolari (β) assunte dall'organo di comando (4) in corrispondenza di rispettive posizioni di folle (F1, F2, F3) dell'albero di comando (2) appartenenti a ranghi contigui sono comprese due posizioni angolari intermedie (β) assunte dall'orga.no di comando (4) in corrispondenza di rispettive posizioni di innesto marcia (M1, M2, M3, M4) dell'albero di comando (2) appartenenti, ciascuna, ad un relativo di detti ranghi contigui; le marce corrispondenti a dette rispettive posizioni di innesto marcia (M1, M2, M3, M4) essendo tra loro consecutive e ciascuna di dette posizioni angolari intermedie (β) essendo sostanzialmente equidistante dalle posizioni angolari (β) .assunte dall'organo di comando (4) in corrispondenza della posizione di folle (F1, F2, F3) appartenente al relativo rango e, rispettivamente, della posizione di innesto marcia adiacente (M1 M2, M3, M4) appartenente al rango contiguo. 11.- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di conversione del moto definiscono una legge di conversione in cui prime differenze (D), calcolate, ciascuna, tra due posizioni angolari (β) assunte dall'organo di comando (4) in corrispondenza di rispettive posizioni di folle (F1, F2, F3) dell'albero di comando (2) appartenenti a ranghi contigui, sono tra loro sostanzialmente uguali e seconde differenze (d), calcolate, ciascuna, tra due posizioni angolari (β) assunte dall'organo di comando (4) in corrispondenza di rispettive posizioni di innesto marcia (M1, M2, M3, M4) dell'albero di comando (2) appartenenti ad uno stesso rango, sono sostanzialmente i due terzi di ciascuna di dette prime differenze (D). 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che ciascuna differenza calcolata tra due posizioni angolari (β) assunte dall'organo di comando (4) in corrispondenza, rispettivamente, di una posizione di folle e di una posizione di innesto marcia dell'albero di comando (2) appartenenti ad uno stesso rango è sostanzialmente pari a metà di ciascuna di dette seconde differenze (d). 13.- Dispositivo di rilevamento della posizione di un albero di comando per l'esecuzione di una manovra di selezione ed una manovra di innesto marcia in un cambio di velocità di un veicolo.
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