PL202971B1 - Urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, zestaw do modyfikacji sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych oraz pojazd silnikowy posiadający skrzynię biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, zestaw do modyfikacji sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych oraz pojazd silnikowy posiadający skrzynię biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów, zwłaszcza urządzenie, które umożliwia kierowcy pojazdu silnikowego sterowanie sekwencyjnie skrzynią biegów tradycyjnego typu, to jest ręcznie obsługiwanym doborem i sprzężeniem biegów.

Skrzynia biegów tego typu, określona jako napęd zasuwowy, jest ogólnie napędzana poprzez dźwignię nastawczą, która, przy pomocy obrotów z kolejnymi poprzecznicami, jest w stanie wybierać i sprzęgać wskazany bieg poprzez zmianę odpowiadających kół zębatych przy pomocy zaczepu.

Z opisu patentowego EP 0 616 153 znane jest urządzenie sterujące, w którym zastosowano promieniowe pozytywne krzywki będące w stanie sprzęgać koła zębate odpowiadające wybranemu biegowi dzięki obrotowi wału krzywkowego; wybierak dźwigniowy steruje stopniowym obrotem wspomnianego wału w kierunku wyższego lub bliższego biegu zgodnie z decyzją podjętą przez obsługującego używającego dźwigni sterowania biegami. To rozwiązanie przedstawia znaczącą mechaniczną kompleksowość, obejmuje jednoczesne użycie wszystkich krzywek i wymaga dodatkowych połączeń aby umożliwić krzywkom wybór i sprzężenie z pożądanym biegiem.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO 96/23995 znane jest urządzenie, które steruje dwiema dźwigniami tradycyjnego napędu zasuwowego, w którym pręty połączone ze wspomnianymi dźwigniami poruszane są przez ramiona, które z kolei połączone są bębnem obrotowym posiadającym parę osiowych krzywek, z którymi sprzęgają się kołki na wspomnianych ramionach. Stopniowy obrót bębna, uzyskany w tym przypadku również przy pomocy wybieraka zapadkowego, umożliwia każdej z dwóch krzywek stałe kontrolowanie położenia jednej z dźwigni i stąd położenia grupy kół zębatych napędu połączonego z nią. To rozwiązanie również odznacza się niedogodnością znaczącej mechanicznej złożoności, w której zakłada się użycie uzupełniających organów mechanicznych dodanych do istniejącego układu sterowania. Ponadto, może być zastosowane tylko do skrzyń biegów kontrolowanych przy pomocy podwójnej dźwigni, chyba że wprowadzona jest dodatkowa mechaniczna skrzynia biegów aby połączyć ruchy różnych uruchamiających organów. Co więcej, przedział silnika jest obarczony połączeniami i obudową bębna podtrzymującego krzywkę, która musi być umieszczona na zewnątrz i oddzielnie od samej skrzyni biegów.

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do sekwencyjnego sterowania zasuwową skrzynią biegów, które jest strukturalnie proste i łatwe w produkcji, które składa się z niewielu komponentów i które może być obsługiwane albo w całkowicie automatycznym trybie lub z możliwością zmiany pomiędzy automatycznym i manualnym trybem.

Urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, przy czym skrzynia biegów zawiera zespół widełek do uruchamiania odpowiadających grup kół zębatych, a urządzenie zawiera bęben obrotowy mający co najmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym o osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna oraz środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany z odpowiednimi widełkami powodując, że każde widełki przenoszą się osiowo szybko z odpowiednim kołkiem gwintowanym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy i drugi osiowo ruchome elementy, w których każdy pierwszy ruchomy element jest dla przenoszenia przymocowany do pręta połączonego z odpowiednimi widełkami, a każdy drugi ruchomy element jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego, a bęben ma pojedynczą krzywkę, w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych.

Korzystnie, drugie ruchome elementy zawierają kursory i podobne do widełek elementy ślizgające się na kołkach równoległych do osi bębna.

Korzystnie, drugie elementy ruchome zawierają pierwszy kursor i pierwszy podobny do widełek element ślizgający się na pierwszym osiowym kołku i drugi kursor drugi podobny do widełek element ślizgający się na drugim osiowym kołku.

Korzystnie, podobne do widełek elementy są zewnętrzne względem kursorów.

PL 202 971 B1

Korzystnie, każdy pierwszy ruchomy element jest połączony z odpowiednim drugim ruchomym elementem poprzez końcowy palec zapewniony przez drugi ruchomy element i sprzęgający otwór ukształtowany w pierwszym ruchomym elemencie.

Korzystnie, pierwsze ruchome elementy są połączone z odpowiednimi prętami poprzez osiowo elastyczny element.

Zestaw do modyfikacji sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, zawierający urządzenie do sterowania sekwencyjnego skrzynią biegów, zawierającą bęben obrotowy mający przynajmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym do osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna, środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany z odpowiednimi widełkami do szybkiego przenoszenia się osiowo każdych widełek z odpowiednim kołkiem gwintowanym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy i drugi osiowo ruchome elementy, w których każdy pierwszy ruchomy element jest dla przenoszenia przymocowany do pręta połączonego z odpowiednimi widełkami, a każdy drugi ruchomy element jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego, a bęben ma pojedynczą krzywkę, w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych.

Pojazd silnikowy posiadający skrzynię biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów oraz urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów, która zawiera bęben obrotowy mający co najmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym do osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna, środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany z odpowiednimi widełkami do szybkiego przenoszenia się osiowo każdych widełek z odpowiednim kołkiem gwintowanym, według wynalazku charakteryzuje się tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy i drugi osiowo ruchome elementy, w których każ dy pierwszy ruchomy element jest dla przenoszenia przymocowany do pręta połączonego z odpowiednimi widełkami, a każdy drugi ruchomy element jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego, a bęben ma pojedynczą krzywkę, w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych.

Zaletą wynalazku jest to, że przestrzeń zajmująca przedział silnika jest ograniczona do minimum. Działanie mechaniczne jest zoptymalizowane. Widełki zespołów kół zębatych napędu mogą być napędzane bezpośrednio, zaś obsługa może być łatwo zautomatyzowana.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 jest częściowym perspektywicznym widokiem urządzenia do sekwencyjnego sterowania napędem zasuwowym, fig. 2 jest widokiem podobnym do tego z fig. 1 wziętym z innego punktu widzenia, na którym jedne z zewnętrznych widełek i jeden z zewnętrznych podobnych do widełek elementów nie są pokazane, fig. 3 jest widokiem urządzenia sterującego z fig. 1 przeciętego wzdłuż średnicy w stronę bębna wzdłuż osiowej krzywki, fig. 4 jest widokiem wzdłuż częściowo przeciętej osiowej płaszczyzny bębnowego selektora kątowego urządzenia sterującego z fig. 1, fig. 5 jest perspektywicznym widokiem urządzenia sterującego, w którym bęben jest poruszany przez elektrycznie obsługiwany silnik z biegami, fig. 6 jest perspektywicznym widokiem urzą dzenia uruchamiają cego do obracania bę bna urządzenia sterującego, fig. 7 jest perspektywicznym widokiem mechanizmu zapadkowego umieszczonego w bębnie urządzenia sterującego zgodnie z wynalazkiem i fig. 8 jest perspektywicznym widokiem bębna do urządzenia sterującego, zaopatrzonego w zespół krzywek, z których każda jest ułożona tak, aby poruszać pojedynczy kursor, a w ten sposób sterować odpowiednimi widełkami skrzyni biegów.

Ze szczególnym odniesieniem do fig. 1 i 2 do 4, widełki 1, przeznaczone do tego by zmieniać odpowiadającą grupę kół zębatych napędu zasuwowego, są sztywno połączone do osiowego pręta 2. Wspomniany kołek, po to by być integralny z ruchem osiowej poprzecznicy (gdzie termin „axial” „osiowo” będzie odtąd wskazywał kierunek równoległy do osi obrotu obrotowego bębna), pręt jest połączony z zewnętrzną płytką zębatą 3 do przekazywania ruchu osiowego do odpowiednich widełek 1. Zębate płytki, wewnętrzne względem płytek 3, są połączone z analogicznymi osiowymi prętami i widełkami (nie pokazane tutaj są znane w dotychczasowym stanie techniki). W płytkach 3 i 4 są otwory 5 do sprzęgania się z palcami 6 i 8 zewnętrznych podobnych do widełek elementów 7 i kursorów 9, odpowiednio. Para osiowych kołków, wzdłuż których elementy podobne do widełek 7 i kursory 9 są przesuwnie zamontowane jest oznaczona przez 10. Obrotowy bęben selekcyjny 11 jest wyposażony w osiową krzywkę 12, z którą sprzęga się zespół kołków gwintowanych 13 (w tym przypadku

PL 202 971 B1 czterech, jeden na każdy podobny do widełek element lub kursor) przez co kołki gwintowane są osiowo poruszane jako wynik obrotu bębna. Jeden koniec bębna 11 posiada wypusty 15 sprzęgające się ze sprężynowym zaczepem 16, aby pozwolić na wybór położenia kątowego bębna, która to pozycja może być wykryta przy pomocy czujnika 17. Przeciwny koniec 18 bębna 11 otrzymuje zewnętrzne sygnały sterujące przesyłane przez obsługującego poprzez dźwignię wyboru typu sekwencyjnego.

W przykładzie wykonania zilustrowanym na fig. 5, zewnętrzna obudowa 19 urządzenia sterującego jest zaopatrzona w pokrywę 20, na której jest zamontowany zespół redukcyjny 21. W tym zilustrowanym na fig. 6, zewnętrzna obudowa 22 urządzenia sterującego wspiera dźwignię 23 uruchamiającą bęben 11. Dźwignia 23 połączona jest z prętem 24 elektromechanicznego urządzenia uruchamiającego 25, które przy każdym cyklu, zaczynającym się od położenia środkowego, zmienia się do i z wzdłuż prostej ścieżki, zasadniczo prostopadłej do osi bębna. Fig. 7, w szczególności, przedstawia bęben 26 zaopatrzony wewnętrznie w dwukierunkowy mechanizm zapadkowy 27 znanego typu, przeznaczony do przywracania dźwigni 23 do położenia środkowego po każdej czynności wyboru. Część końcowa mechanizmu zapadkowego 27 jest oznaczona jako 28.

W końcu, w odniesieniu do fig. 8, bęben 29 jest zaopatrzony w zespół krzywek 30, w tym przypadku czterech, tak ułożonych, by sterować kursorami 31 i 33, odpowiednio przy pomocy odpowiadających kołków gwintowanych, jak w przypadku bębna 11 zaopatrzonego w pojedynczą krzywkę 12 i opisanego w odniesieniu do fig. 1 i 2 oraz 4. Oznaczenie 32 wskazuje palec kursorów 31 i 33, które są korzystnie umieszczone obok siebie w parach na tym samym osiowym kołku 10. Pośredni człon zatrzymujący 34 w formie występu jest umieszczony pomiędzy podobnymi do piast częściami płytek 3 i 4 (tylko ta odnosząca się do jednej z płytek 3 jest zilustrowana), pomiędzy którymi przesuwa się odpowiedni pręt 2. Osiowo elastyczny element 35 jest umieszczona pomiędzy członem zatrzymującym 34 i wspomnianymi piastami, by zapewnić elastyczne połączenie pomiędzy odpowiednią płytką i odpowiadającym zespołem zawierającym pręt 2 i widełki 1.

Obsługa urządzenia sterującego według niniejszego wynalazku zostanie teraz opisana, w odniesieniu do powyższego pierwszego przykładu wykonania (fig. 1 do 6). Użytkownik obsługuje sekwencyjnie dźwignię wyboru skrzyni biegów (nie zilustrowana) i, przy pomocy układu łączącego znanego typu, działa na dźwignię 23 lub na mikroprzełączniki sterowania silnikiem z zespołem redukcyjnym 21 lub elektromechanicznego urządzenia uruchamiającego 25. Zarówno manualne, jak i automatyczne działanie powoduje, że bęben 11 obraca się przez jeden stopień tak, że jeden z kołków gwintowanych 13 sprzężony w krzywce osiowej 12 jest osiowo poruszony i, w swojej kolei, powoduje osiowy ruch pręta 2 i odpowiednich widełek 1 przy pomocy zespołu składającego się z odpowiedniego kursora 9 lub podobnego do widełek elementu i odpowiedniej płytki 3 lub 4, przez co widełki 1 sprzęgają się z grupą kół zębatych skrzyni biegów opowiadających wybranemu biegowi. Inne obwodowe ułożenie czterech kołków gwintowanych 13, które sprzęgają się z pojedynczą osiową krzywką 12 bębna 11 zapewnia, że wspomniane kołki gwintowane są sterowane pojedynczo, redukując w ten sposób znacząco całkowite wymiary mechanizmu. Wybierak kątowy 15, 16 wyznacza precyzyjny obrót, który ma być nadany bębnowi 11, 29 w celu wyboru biegów we wcześniej ustalonej sekwencji. Czujnik kątowy 17 odczytuje obrót bębna, aby zweryfikować to, czy obrót zadany mu przy pomocy albo komendy manualnej lub elektromechanicznego urządzenia uruchamiającego 25 jest wystarczający, by zagwarantować sprzężenie wybranego biegu.

W przypadku, w którym urządzenie sterujące jest zaopatrzone w zespół redukcyjny 21 lub w elektromechaniczne urządzenie uruchamiające 25, jego funkcjonowanie może odbywać się całkowicie automatycznie umożliwiając w tym samym czasie interwencję manualną. W przypadku sterowania przy pomocy silnika przekładniowego, obsługa musi być zawsze elektryczna i może być dokonywana albo manualnie, przy pomocy pary guzików (do zmiany w dół i w górę, odpowiednio) lub automatycznie, przy pomocy zespołu sterującego będącej w stanie ustalać, na podstawie parametrów operacyjnych pojazdu, który bieg sprzęgnąć.

W końcu, elastyczne osiowe połączenie zapewnione przez osiowo elastyczny element 35 i przez człon zatrzymujący 34 umieszczony pomiędzy prętami 2 i piastami płytek 3, 4 zapewnia sprawniejsze działanie grup kół zębatych napędu.

Zaletą niniejszego wynalazku jest to, że jest ono skrajnie kompaktowe i może być wkładane w miejsce dźwigni zaczepowej i układów łączących ogólnie używanych w skrzyniach biegów tego typu. Może być ono także dopasowane do zasuwowych skrzyń biegów już zamontowanych w pojeździe przy użyciu zestawu składników wymiennych, aby umożliwić skrzyni biegów modyfikację z tradycyjnej do sekwencyjnej; jest to szczególnie korzystne w masowej produkcji, ponieważ eliminuje koPL 202 971 B1 nieczność projektowania nowych skrzyń biegów bezpośrednio ze sterowaniem sekwencyjnym i oferuje nabywcy szansę posiadania pojazdu już zaopatrzonego w sekwencyjne urządzenie sterujące w krótszym czasie. Ma ono bardziej bezpośrednie działanie w porównaniu do znanych rozwiązań, ponieważ pojedyncza część krzywki jest zawsze sprzężona bez zwiększania całkowitego wymiaru; pozostała część krzywki może łatwo umieścić odpowiedni kursor w pozycji neutralnej, w ten sposób błędów lub neutralnej, unikając w ten sposób błędów lub nieprawidłowego funkcjonowania grup kół zębatych napędu.

Naturalnie, zasady wynalazku pozostają nie zmienione, przykłady wykonania i szczegóły wykonania mogą zmieniać się szeroko z tych opisanych i zilustrowanych wyłącznie poprzez przykład.

Claims (8)

1. Urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, przy czym skrzynia biegów zawiera zespół wideł ek do uruchamiania odpowiadających grup kół zębatych, a urządzenie zawiera bęben obrotowy mający co najmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym do osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna oraz środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany z odpowiednimi widełkami powodując, że każde widełki przenoszą się osiowo szybko z odpowiednim kołkiem gwintowanym, znamienne tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy (3, 4) i drugi (7, 9) osiowo ruchome elementy, w których każdy pierwszy ruchomy element (3, 4) jest dla przenoszenia przymocowany do pręta (2) połączonego z odpowiednimi widełkami (1), a każdy drugi ruchomy element (7, 9) jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego (13) i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego (3, 4), a bęben ma pojedynczą krzywkę (12), w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych (13).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że drugie ruchome elementy zawierają kursory (9) i podobne do widełek elementy (7) ślizgające się na kołkach (10) równoległych do osi bębna (11, 26).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że drugie elementy ruchome zawierają pierwszy kursor (9) i pierwszy podobny do widełek element (7) ślizgający się na pierwszym osiowym kołku (10) i drugi kursor (9) i drugi podobny do widełek element (7) ślizgający się na drugim osiowym kołku (10).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że podobne widełek elementy (7) są zewnętrzne względem kursorów (9).

5. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienne tym, że każdy pierwszy ruchomy element (3, 4) jest połączony z odpowiednim drugim ruchomym elementem (7, 9) poprzez końcowy palec (6, 8) zapewniony przez drugi ruchomy element (7, 9) i sprzęgający otwór (5) ukształtowany w pierwszym ruchomym elemencie (3, 4).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwsze ruchome elementy (3, 4) są połączone z odpowiednimi prętami (2) poprzez osiowo elastyczny element (35).

7. Zestaw do modyfikacji sterowania skrzynią biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów do pojazdów silnikowych, zawierający urządzenie do sterowania sekwencyjnego skrzynią biegów, zawierającą bęben obrotowy mający przynajmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym do osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna, środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany z odpowiednimi widełkami do szybkiego przenoszenia się osiowo każdych widełek z odpowiednim kołkiem gwintowanym, znamienne tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy (3, 4) i drugi (7, 9) osiowo ruchome elementy, w których każdy pierwszy ruchomy element (3, 4) jest dla przenoszenia przymocowany do pręta (2) połączonego z odpowiednimi widełkami (1), a każdy drugi ruchomy element (7, 9) jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego (13) i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego (3, 4), a bęben ma pojedynczą krzywkę (12), w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych (13).

8. Pojazd silnikowy posiadający skrzynię biegów z ręcznie obsługiwanym wyborem i sprzężeniem biegów oraz urządzenie do sekwencyjnego sterowania skrzynią biegów, która zawiera bęben obrotowy mający co najmniej jedną krzywkę, zespół kołków gwintowanych sprzężonych z co najmniej jedną krzywką do przemieszczania z ruchem osiowym w kierunku równoległym do osi bębna, wybierak kątowy do sterowania obrotem bębna, środki uruchamiające każdy łączący kołek gwintowany

PL 202 971 B1 z odpowiednimi widełkami do szybkiego przenoszenia osiowo każ dych widełek z odpowiednim kołkiem gwintowanym, znamienne tym, że środki uruchamiające zawierają pierwszy (3, 4) i drugi (7, 9) osiowo ruchome elementy, w których każdy pierwszy ruchomy element (3, 4) jest dla przenoszenia przymocowany do pręta (2) połączonego z odpowiednimi widełkami (1), a każdy drugi ruchomy element (7, 9) jest dla przenoszenia się przymocowany do odpowiedniego kołka gwintowanego (13) i odpowiedniego pierwszego elementu ruchomego (3, 4), a bęben ma pojedynczą krzywkę (12), w której sprzęga się zespół kołków gwintowanych (13).