NO171426B - Girskifteanordning - Google Patents

Description

Girskifteanordning for girkasser for kjøretøyer, omfattende minst ett par av dobbeltvirkende hydraulikksylindre, hvor paret består av en dobbeltvirkende hydraulikkhovedsylinder, hvis stempel kan beveges ved hjelp av en girspak, og en dobbeltvirkende hydraulikkarbeidssylinder med et stempel som via en mekanisme står i forbindelse med vekselmedbringere i girkassen, hvor sylinderrommene i hvert endeparti av hovedsylinderen er forbundet med de respektive sylinderromrom av arbeidssylinderen via rørledninger, det i hvert endeparti av hovedsylinderens stempel er tildannet en boring hvis første ende munner ut i stempelveggen, og hvis annen ende munner ut i den nærliggende endeflate av stempelet, og det i hvert endeparti av hovedsylinderens sylinderdel er tildannet en boring hvis første ende munner ut i sylinderveggen og hvis annen ende kommuniserer med et fluidreservoar, samt at det i hovedsylinderen er anordnet tilbakeslagsventiler som tillater fluidstrømning fra reservoaret til de respektive hovedsylinderrom.

Fra DK 5 3279 er det kjent et system av den ovennevnte type hvor tilbakeføring av den drevne del av systemet til en midt- eller nøytralstilling som tilsvarer en nøytralstilling av den drivende del av systemet, dvs. den del som betjenes direkte av girspaken, er søkt løst ved at et drivende sylinderpar omfatter returfjærer som er kombinert med tvangsstyrte, fjærbelastede tilbakeslagsventiler.

Funksjonen av dette system er påvirket av den friksjon som utøves mellom bestanddelene, noe som er ufordelaktig fordi det medfører hysterese. I tillegg omfatter ventilanordningen mange bestanddeler og er komplisert, noe som er fordyrende.

Videre er det fra US 2,178,061 kjent et system hvor tilbakefør-ing av systemets bestanddeler til en nøytralposisjon oppnås ved hjelp av mottrykksfjærer på begge sylindrene, og fra US 2,242542 er det kjent et system som omfatter en ventil som tvangsåpnes for oppnåelse av kommunikasjon mellom ' sylinderrommene og tanken bare når anordningens bestanddeler befinner seg i en nøytralposisjon.

Hensikten med oppfinnelsen er å skaffe et system som ikke er beheftet med de ovennevnte ulemper.

Det karakteristiske ved systemet ifølge oppfinnelsen fremgår av de i kravet angitte, kjennetegnende trekk.

Systemet skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen som viser et utførelseseksempel på en girskifteanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser et skjematisk, vertikalt lengdesnitt gjennom en dobbeltvirkende hydraulikk-hovedsylinder og en dobbeltvirkende hydraulikk-arbeidssylinder. Fig. 2 er et skjematisk riss av banen av det parti av en tannhjuls- eller tannakselarm som er innrettet til inngrep; med vekslingsmedbringere av en girkasse.

i

Som vist på fig. 1 omfatter girskiftesystemet en hydraulikkk-hovedsylinder 1 som kan være montert f.eks. under gulvet av et førerhus av et kjøretøy (ikke vist), og en tilhørende, dobbeltvirkende hudraulikk-arbeidssylinder 21, som er montert på f.eks. kjøretøyets girkasse (ikke vist).

Hovedsylinderen omfatter en sylinder 2 og et i en boring 3 i denne anordnet stempel 4. En girspak 6 som kan svinges om en akse 7, står med et første, nedre, gaffelformet endeparti '8 i inngrep med en tapp 9 av et stempelparti som strekker seg > gjennom et utspart parti 5 av sylinderen 2. Ved betjening 'av et annet, øvre endeparti 11 av girspaken, kan girspaken svinges om aksen 7 og stempelet 4 forskyves i sylinderen 2 i retningen for dobbeltpilen P.

Fra venstre og høyre sylinderrom 41 resp. 42 som befinner seg ved hver sin ende av sylinderen 2, og som er avgrenset av stempelet 4, forløper det kanaler 12 resp. 13 som forløper i sylinderens 4 tverretning, og som via rør (ikke vist) er i

i i

forbundet med en tank som inneholder det hydraulikkfluid som er benyttet i systemet. Diameteren av disse kanaler kan være meget liten, f.eks. 0,6 mm.

I hvert endeparti av stempelet 4 er det utformet en L-formet kanal 52, 5 3 hvis ene ben forløper i stempelets lengderetning, og munner ut i de respektive stempelrom 41, 42 og hvis andre ben forløper i stempelets tverretning og munner ut mellom respektive aksialt ytre og indre stempeltetningsringer 54,55 resp. 56,57, idet de ytre tetningsringer er anordnet nær de respektive stempleender og de indre er anordnet mellom de ytre stempleringer, dvs. aksialt innenfor disse. Kanalene 52, 53 kommuniserer med sylinderkanalene 12,13 når disse befinner seg overfor de respektive stempelpartier som er avgrenset av den ytre og den indre stempelring 54,56 resp. 55,57. I hver stempelkanal 52, 5 3 er det anordnet en tilbakeslagsventil 50 resp. 51 som tillater fluidstrømning fra tanken til sylinderrommene 41, 42 via sylinderkanalene 12, 13, men ikke i den motsatte retning.

Den innbyrdes avstand av de åpninger av kanalene 12, 13 som vender mot boringen 3, er mindre enn mellomrommet mellom de ytre tetningsringer 54 og 55, men større enn mellomrommet mellom de indre tetningsringer. Når girspaken 6 og stempelet 4 står i en midtre eller nøytral stilling, vil åpningene av kanalene 12, 13 således befinne seg mellom de tilhørende ytre og indre tetningsringer 54,56 resp. 55,57. Hydraulikkfluid fra tanken kan da fylle klaringen mellom sylinderen og stempelet mellom disse tetningsringer.

Ved kjøretøyets girkasse er det montert en dobbeltvirkende hydraulikkarbeidssylinder 21 hvis stempel 24 kan beveges i retningen for dobbeltpilen R i en boring 23 i arbeidssylinderens sylinder 22. Et sentralt parti av stempelet 24 strekker seg gjennom et utspart parti 25 av sylinderen 22 og er utformet som en tannstang som står i inngrep med et tannhjul 26, som er dreibart opplagret slik at det kan rotere om en akse 40. Tannhjulet 26 er fast forbundet med en en radialt for-løpende arm 27 som står i inngrep med en vekslingsmedbringer; (ikke vist) i girkassen, idet bevegelse av armen 27 kan bevirke et girskifte ved bevegelse av f.eks. i og for seg kjente skiftegafler.

Fra hver ende av boringen 3 av hovedsylinderen forløper det en kanal 14 resp. 15 som via rør og fleksible slanger 30 resp. 31 er forbundet med tilsvarende kanaler 34 resp. 3 5 som er tilknyttet de respektive syilinderrom 61 og 62 i arbeidssylinderen 21.

i Virkemåten av det ovenfor beskrevne hydrauliske girskiftesystem er som følger.

I nøytralstillingen står girspaken 6 i den med N" angitte stilling. I denne stilling av girspaken befinner endene av stempelet 4 seg i den med N resp. M angitte stilling, og endene av stempelet 24 befinner seg i den med N' resp. M' angitte stilling.

Dersom det ønskes et girskifte, beveges girspaken til den med A" viste stilling. Stempelet 4 av hovedsylinderen 1 vil herunder bli beveget mot venstre på figuren, og fordi tilbakeslagsventilen 50 herunder blir stengt, vil det fluid som befinner seg i det venstre hovedsylinderrom 41, bli presset mot arbeidssylinderens sylinderrom 61 via kanalene 14, 34 og røret/slangene 30, noe som i sin tur bevirker at stempelet 24 av arbeidssylinderen 21 vil bli beveget mot høyre på figuren og at tannhjulet 26 blir dreiet.

Samtidig blir fluid fra arbeidssylinderens sylinderrom 62

i presset til hovedsylinderens sylinderrom 3 via kanalene 35 og 15 og rørene/slangene 31. Denne bevegelse pågår inntil arbeidssylinderstempelet 24 stoppes av girskiftemekanismen fordi girskiftet er fullført.

Endene av stempelet 4 vil nå befinne seg ved A resp. C, idet den ytre høyre tetningsring 55 ikke er beveget lengre mot venstre enn at den fremdeles danner en tetning mellom hoved-sylinderrommet 42 og kanalen 13, mens endene av stempelet 24 vil befinne seg ved A' resp. C. Ved hjelp av f. eks. en fjærbelastet låseinnretning vil det ønskede gir av girboksen bli opprettholdt inntil girspaken blir beveget i den motsatte retning.

Kanalen 13 vil således ved ilagt gir normalt fremdeles befinne seg mellom stempelringene, og arbeidssylinderens stempel 24 vil bli beveget på grunn av den hydraulisk stive forbindelse eller "låsing" mellom stemplene 4 og 24 på grunn av at tilbakeslagsventilen 50 er stengt.

Dersom arbeidssylinderens stempel 24 eller hovedsylinderens stempel 4 innledningsvis skulle befinne seg til venstre for den nøytrale eller midtre posisjon som er vist på fig. 1 når hovedsylinderens stempel 4 resp. arbeidssylinderens stempel 24 befinner seg i sin nøytralposisjon f.eks. ved en første innbyrdes innstilling eller samordning av stemplene, kan hovedsylinderens stempel 4 måtte forskyves ytterligere f.eks. inntil stempelendene befinner seg ved B resp. D ved at girspaken føres til B" eller enda lenger før arbeidssylinderstempelet 24 stoppes og et girskifte har funnet sted. Hovedsylinderstempelets 4 venstre kanal 52 vil da fremdeles kommunisere med hovedsylinderens venstre kanal 12, men den ytre høyre tetningsring 5 5 vil befinne seg til.venstre for kanal-åpningen 13, slik at det finnes kommunikasjon mellom den ovennevnte tank og det høyre sylinderrom 42 av hovedsylinderen 1 og fluid kan strømme fra tanken til dette sylinderrom eller vice versa ved f.eks. volumforandringer som følge av en temperaturforandring, lekkasje i denne del av systemet eller under innledningsvis innstilling av systemet som nevnt ovenfor.

Sluttposisjonen for endene av arbeidssylinderens stempel 24 kan være A' og C som tidligere, idet dette er de posisjon det inntar når girskiftet er fullført.

Dersom den nøytrale girposisjon ønskes, beveges girspaken innledningsvis fra B" til A", hvorved endene av stempelet 4 blir beveget fra B til A resp. fra D til C. Det vil nå bli transportert fluid ut av kanalen 13 til tanken (ikke vist) fra det høyre sylinderrom 42, samtidig som det vil dannes et lité undertrykk i fluidet i det venstre sylinderrom 41, noe som vil bevirke at fluid blir suget til dette fra tanken via tilbakeslagsventilen (50) . Fluidtransporten via kanalen 13 opphører når den høyre tetningsring 5 5 av stempelet 4 dekker denne kanal, hvorved det foreligger en hydraulisk låsing mellom hovedsylinderens stempel og arbeidssylinderens stempel. Da det kan være anordnet slik at den ytre høyre tetningsring 5 5 såvidt tetter åpningen av kanalen 13 når den høyre ende av hoved- j sylinderstempelet 4 befinner seg ved C, vil arbeidssylinder-; stempelet under hele denne sistnevnte bevegelse av hovedsylinderstempelet være i ro. Hvis girspaken deretter beveges fra A" til N" vil derfor stempelet 4 bevege seg ytterligere mot høyre og dets ender bli forskjøvet fra A til N resp. fra C til M. Under denne bevegelse vil stempelet 24 bli beveget så langt til venstre at nøytralposisjonen igjen oppnås.

Ved denne bevegelse av girspaken oppnås det således en føring av begge stempler til de respektive nøytralstillinger, selv om

i hovedsylinderstempelet 4 eller arbeidssylinderstempelet 24 innledningsvis ikke befant seg i denne stilling.

Et tilsvarende forløp fås ved bevegelse av girspaken i motsatt retning.

Dersom girspaken er ført til sin posisjon B" vil således en lekkasje i den høyre hydraulikkrets, dvs. f.eks. i røret 31, bli kompensert ved tilstrømning av fluid fra den høyereliggende tank, idet det er direkte forbindelse mellom hovedsylinderens høyre sylinderrom 3 og tanken.

Ved lekkasje i den venstre hydraulikkrets, dvs. f.eks. i røret 30, vil denne lekkasje bli kompensert ved at fluid strømmer fra tanken til denne krets via tilbakeslagsventilen 50. Arbeidssylinderstempelet vil derfor automatisk bli ført til sin nøytralposisjon hver gang hovedsylinderstempelet 4 bringes til sin nøytralposisjon. Dette vil inntreffe også ved første gangs innstilling av systemet.

Videre vil den samme nøytralposisjon oppnås også om girspaken føres bare til posisjonen A" og det skulle ha forekommet en liten fluidlekkasje i systemet, fordi sylinderrommene da vil bli etterfylt med hydraulikkfluid fra tanken via tilbake-slagsventilene.

Dersom det ønskes en girskifteanordning for en girkasse med flere enn to gir, f.eks. seks gir, kan det være anordnet et annet hoved- og arbeidssylinderpar som er av den samme type, men hvor lengdeaksen av hovedsylindrene resp. arbeidssylindrene forløper vinkelrett på hverandre.

Herunder kan lengdeaksen av hovedsylindrene forløpe i det samme plan, idet midtpartiet av disse har f.eks. har en utsparing

eller at dette parti er avdelt og sylinderdelene er forbundet ved hjelp av en ramme e.l., eller den ene hovedsylinder kan være anordnet under den andre.

Videre kan det istedet for et tannhjul 26 være anordnet en tann- eller rilleaksel som er felles for begge arbeidssylindre, og hvor aksial bevegelse av denne bevirker at armen 27 kan bringes i inngrep med vekselglideskinner for girparene 3 og 4 resp 5 og 6, hvor disse vekselglideskinner forløper parallelt med vekselglideskinnen for det første og det annet gir, idet det ene arbeidssylinderstempel bevirker bevegelse av mekanismen for skifting av gir tilhørende samme girpar, og det annet arbeidssylinderstempel bevirker bevegelse av mekanismen for sammenkobling av denne med de respektive girpar.

Det nedre endeparti av girspaken er på i og for seg kjent måte utformet og forbundet med hovedsylindrene, slik at bevegelse av girspaken vinkelrett på tegningsplanet bevirker forskyvning av stempelet av den annen hovedsylinder samtidig som bevegelse av girspaken i tegningsplanet bevirker bevegelse av hovedsylinderen 1 som beskrevet tidligere.

Fig. 2 viser et eksempel på en bane som tilbakelegges av endepartiet av armen 27 av tannakselen ved giring med en anordning med seks gir. Ved bevegelse av girspakhåndtaket i et tilsvarende mønster vil det oppnås girskifting for en girkasse med seks gir. Posisjoner langs den horisontale linje 7 0 representerer det overnevnte endepartis 27 posisjoner mellom girparenes glideskinner ved bevegelse av girspakehåndtaket vinkelrett på tegningsplanet, og endepunktene 71,72,73,74,75 og 7 6 representerer endeposisjoner av endepartiet 27 ved bevegelse av dette i de respektive girpars glideskinner ved bevegelse av girspakehåndtaket i tegningsplanet, idet avstanden fra bevegelseslinjen 7 0 som vist, kan være av ulik lengde for de ulike gir.

Claims (1)

1. Girskifteanordning for girkasser for kjøretøyer, omfattende minst ett par av dobbeltvirkende hydraulikksylindre (1,21), hvor paret består av en dobbeltvirkende hydraulikk-hovedsylinder (1), hvis stempel (4) kan beveges ved hjelp av en girspak (6), og en dobbeltvirkende hydraulikkarbeidssylinder (21) med et stempel (24) som via en mekanisme (26,27) står i forbindelse med vekselmedbringere i girkassen, hvor sylinderrommene (41,42) i hvert endeparti av hovedsylinderen (1) er forbundet med de respektive sylinderromrom (61,62) av arbeidssylinderen (21) via rørledninger (30,31), det i hvert endeparti av hovedsylinderens (1) stempel er tildannet en boring (52 resp. 53) hvis første ende munner ut i stempelveggen, og hvis annen ende munner ut i den nærliggende endeflate av stempelet (4), og det i hvert endeparti av hovedsylinderens (1) sylinderdel (2) er tildannet en boring (12 resp. 13) hvis første ende munner ut i sylinderveggen og hvis annen ende kommuniserer med et fluidreservoar, samt at det i hovedsylinderen (1) er anordnet tilbakeslagsventiler (50,51) som tillater fluidstrøm-ning fra reservoaret til de respektive hovedsylinderrom, karakterisert ved- at hvert endeparti av hovedsylinderens (1) stempel (4) på i og for seg kjent måte har en ytre (54 resp. 55) og en indre (56 resp. 57) stempeltetningsring som er anordnet med mellomrom, regnet i stempelets lengderetning, - at den første ende av boringene (52 resp. 53) i hovedsylinderens (1) stempel (4) munner ut i stempeloverflaten mellom de respektive endepartiers ytre og indre tetningsringer (54, 56 resp. 55, 57), - at den første ende av boringene (12, 13) i hovedsylinderens (1) sy Underdel (2) munner ut i sylinderveggen på et sted mellom den ytre (54 resp 55) og den indre (56 resp 57) tetningsring, når stempelet befinner seg i en midt- eller nøytralstilling i sylinderen (2), - at hovedsylinderstempelet (1) er innrettet til å bli beveget lengre enn den strekning som tilsvarer strekningen fra dets nøytralposisjon til den posisjon det har når arbeidssylinderstempelet er i en stilling hvori et gir er ilagt, - og at den ytre stempeltetningsring (54,55) ved et hovedsylinderrom (41,42) hvis volum under en slik lengre bevegelse blir øket, blir beveget forbi den tilhørende kanal (12,13) og kommunikasjon derved skaffes mellom reservoaret og det nærliggende sylinderrom (61,62).