RO133729A2 - Cutie de viteze cu comandă de picior - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o cutie de viteze cu comandă de picior, destinată echipării oricărui tip de vehicul. Cutia conform invenţiei este constituită dintr-un set de cuplaje (A) dinţate pentru cinci viteze şi marşalier, acţionat de la un arbore (1) motor şi cuplat, prin intermediul unor semicuplaje (24), solidare cu nişte arbori (17, 18, 19, 20, 21 şi 22) secundari care se sprijină într-o placă (23) de ghidare şi a altor semicuplaje (30), la un subansamblu (B) multicuplaj cuprins între nişte suporturi (25 şi 26) de ghidare, subansamblul (B) multicuplaj fiind racordat, cu ajutorul unor cuplaje (2) cardanice şi al unor axe (31), la un cuplaj (C) dinţat multiplu ce are în centru un arbore (3) dinţat, iar prin intermediul unor racorduri (4) flexibile, este legat la un distribuitor (D) hidraulic având un cilindru (43) rotitor care este comandat, prin intermediul unui cuplaj dinţat, de o pedală (44) a unui subansamblu (E) schimbător de viteze.

Description

OFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI

Cerere de brevet de invenție

Nr 9P 3>3<f

Data depozit

CUTIE DE VITEZE CU COMANDĂ DE PICIOR

Prezenta invenție se referă la o cutie de viteze cu comandă de picior, utilizată la transmiterea mișcării și a momentului de la arborele motor la roțile motoare, cutie destinată echipării oricărui tip de vehicul și care permite schimbarea treptelor de viteză prin acționarea unei pedale.

în scopul măririi numărului de rapoarte de transmisie, a obținerii unui randament și a unei fiabilități sporite a cutiilor de viteze sunt cunoscute diverse soluții constructive. Astfel este cunoscută o „Cutie de viteze cu 5 trepte”, brevet de invenție RO 114278 Bl, la care, unei cutii de viteze cu patru trepte, i-au fost atașate un modul pentru viteza a cincea și o cutie de distrubuție.

Dezavantajele acestei soluții constau în dificultățile mari pe care le ridică atât prelucrarea arborilor cât și montajul acesteia.

în scopul creșterii fiabilității cutiilor de viteze este cunoscută o „Cutie de viteze”, brevet RO 94362, în al cărui carter i-a fost adăugat un arbore intermediar plasat la 180° față de cel existent.

Dezavantajele acestei soluții constructive constau în creșterea numărului de prelucrări mecanice, a greutății și a volumului cutiei de viteze.

în afara acestora mai sus enumerate dar și a multor alte soluții tehnice brevetate toate cutiile de viteze transmit momentul și mișcarea de rotație prin acționarea unei pedale de picior pentru eliberarea contactului dintre discurile unui cuplaj și abia apoi, cu ajutorul unei manete, se poate schimba treapta de viteză.

Dezavantajul acestor soluții constă în efectuarea unei comenzi suplimentare, anterioare operației de schimbare manuală a vitezelor, de decuplare a prizei de putere.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenție este realizarea unei cutii de viteze cu comandă de picior care să permită simplificarea constructivă a acesteia printr-o comandă mecano-hidraulică a schimbării treptelor de viteză.

Cutia de viteze cu comandă de picior, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că, este alcătuită dintr-un set de cuplaje dințate acționat de la un arbore motor și cuplat prin intermediul unor semicuplaje - solidare cu niște arbori secundari care se sprijină într-o placă de ghidare - și a unor semicuplaje ale unui subansamblu multicuplaj, cuprins între niște suporturi de ghidare, subansamblul multicuplaj fiind racordat, cu ajutorul unor cuplaje cardanice și a unor axe la un cuplaj dințat multiplu care are în centru un arbore dințat, iar prin intermediul unor racorduri flexibile este legat la un distribuitor hidraulic comandat de o pedală dublă a unui subansamblu schimbător de viteze. Setul de cuplaje dințate este prevăzut cu niște cuplaje dințate, din care rezultă marșarierul și cele 5 viteze în ordine crescătoare, mișcarea de rotație a pinioanelor transmițându-se, prin intermediul arborilor secundari, semicuplajelor lăgăruite în prima placă de ghidare.

a 2018 00335

14/05/2018

Subansamblul multicuplaj este prevăzut cu niște cilindri hidraulici, în număr egal cu numărul treptelor de viteză plus marșarierul cilindri care sunt racordați prin racordurilor flexibile la distribuitorul hidrauluic, niște tije ale cilindrilor hidraulici putând fi acționate, rând pe rând, prin comanda pedalei duble în urma căreia semicuplajele celor două subansambluri vor intra în contact, și vor transmite mișcare de rotație și cuplul mecanic corespunzător marșarierului și fiecărei viteze, niște arcuri elicoidale readucând în poziția „decuplat” viteza anterior schimbată. Cuplajul dințat multiplu este prevăzut cu niște pinioane care sunt cuplate permanent cu arborele dințat de ieșire, arbore care intră în starea de mișcare, prin cuplarea pedalei în marșarier sau în viteza dorită pe traseul: orificiile pereche ale distribuitorului hidraulic, cilindrul hidraulic corespunzător, apoi prin cuplarea perechilor de semicuplaje, cuplajul cardanic și axul pinionului astfel selectat, mișcarea de rotație și cuplul motor ajungând în final la arborele dințat de ieșire iar de aici la ultimul cuplaj. Distribuitorului hidraulic este alcătuit dintr-o carcasă cilindrică și dintrun cilindru rotitor, în peretele carcasei cilindrice fiind practicate niște orificii iar pe o elice a cilindrului rotitor alte orificii, acționarea cilindrului rotitor realizându-se de la subansamblul schimbător de viteze prin intermediul unei tije tubulare, iar transmiterea comenzii vitezei respective spre subansamblul multicuplaj având loc prin perechea de orificii care se suprapune și printr-unul din racordurile flexibile. Subansamblul schimbător de viteze este prevăzut cu un sector dințat conic care face corp comun cu pedala cu dublă acționare, sector care acționează o roată dințată conică, montată solidar pe o tije tubulară care, la rândul ei, face corp comun cu menționatul cilindru rotitor al distribuitorului hidraulic. Pedala cu dublă acționare se află în contact de alunecare cu un sector de indexare cu poziție fixă și dotat cu niște orificii sau repere, nepoziționate, în număr egal cu numărul treptelor de viteză plus marșarierul, orificii în care pedala poate sacada cu precizie cu ajutorul unor proieminețe nepoziționate.

In urma aplicării invenției se obțin următoarele avantaje:

- permite extinderea numărului de trepte de viteze:

- simplificarea tehnologiei de obținere a elementelor componente ale cutiei de viteze;

- simplificarea acționării la schimbarea vitezelor;

- siguranță în exploatare.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu figurile de la 1 la 4 care reprezintă:

-fig.l, vedere de ansamblu, simplificată, a cutiei de viteze cu comandă de picior, conform invenției;

- fig.2, vedere din direcția I din fig.l;

- fig.3, Secțiune cu un plan II - II din fig.l;

- fig.4, secțiune cu un plan III - III din fig. 1;

Cutia de viteze cu comandă de picior, conform invenției, este alcătuită dintr-un set de cuplaje dințate A acționat de un arbore motor 1 și cuplat cu un subansamblu multicuplaj B, acesta fiind racordat, cu ajutorul unor cuplaje cardanice 2 la un cuplaj dințat multiplu C care are în centru un arbore dințat 3 și, prin intermediul unor racorduri flexibile 4, la un distribuitor hidraulic D comandat de la un subansamblu schimbător de viteze E.

a 2018 00335

14/05/2018

Setul de cuplaje dințate A este format din niște roți dințate 5, 6, 7, 8, 9 și 10 montate solidar și într-o serie descrescătoare ca diametru pe arborele motor 1, fiecare dintre ele reprezentând o viteză distinctă - începând cu marșarierul și continuând cu celelalte cinci viteze și care sunt cuplate cinematic cu niște pinioane 11, 12,13, 14, 15 și 16, toate șase având același diametru. Așa cum se poate observa acest subansamblu A este, în sine, o simplă cutie de viteze. Pinioanele 11,12,13,14,15 și 16 sunt solidare cu niște arbori secundari 17,18,19,20, 21 și 22 care sunt lăgăruiți într-o placă de ghidare 23 și fac corp comun cu niște semicuplaje 24 plasate în partea opusă a pinioanelor 11,12,13,14,15 și 16 față de placa 23.

Subansamblul multicuplaj B este compus din niște suporturi de ghidare 25 și 26 între care se află niște cilindri hidraulici 27, solidari cu suportul de ghidare 26 iar niște tije 28 ale acestor cilindri 27, pe care există și niște arcuri elicoidale 29, ghidează în suportul 25 și fac corp comun, la capătul opus cilindrilor, cu niște semicuplaje 30 care sunt orientate axial și față în față cu semicuplajele 24 ale setului de cuplaje dințate A.

Aceleași tije 28 pătrund, în partea opusă, prin suportul 26 și sunt legate cinematic de cuplajele cardanice 2 iar acestea la niște axe 31 ale unor pinioane 32, 33, 34, 35 și 36 ale cuplajului dințat multiplu C. Pinioanele 32, 33, 34, 35 și 36 sunt egale în diametru și în contact cinematic permanent cu arborele dințat 3 iar acesta, printr-un alt cuplaj 37, este cuplat la subansamblurile de rulare nefigurate ale autovehicolului.

Pinionul 11, destinat marșarierului, transmite mișcarea de rotație și cuplul preluat de la arborele motor 1 prin arborele secundar 17, printr-unul din semicuplajele 24, apoi printr-unul din semicuplajele 30 la o tijă 28i pe care este solidar un alt pinion 38. Acest ultim pinion 38 se află în angrenare cu o roată dințată 39 ce face corp comun cu un arbore 40 pe al cărui capăt opus este fixat un ultim pinion 41 în angrenare permanentă cu arborele dințat 3, anterior menționat, arbore de ieșire din cutia de viteze, conform invenției.

Cilindrii hidraulici 27, mai sus amintiți, sunt racordați prin racordurile flexibile 4 la distribuitorul hidraulic D care este constituit dintr-o carcasă cilindrică 42 prevăzută cu niște orificii a, într-un număr egal cu cel al treptelor de viteză, plus marșarierul, și care comunică cu numitele racorduri flexibile 4. în interiorul carcasei cilindrice 42 este poziționat un cilindru rotitor 43, dotat la rândul său cu niște orificii b, în număr egal cu numărul de trepte de viteză, plus marșarierul, și practicate pe o elice, astfel încât, la rotirea acestuia orificiile b să ajungă, rând pe rând, în dreptul orificiilor a corespunzător marșarierului și, respectiv, celor cinci trepte de viteză.

Subansamblul schimbător de viteze E este prevăzut cu o pedală cu dublă acționare 44 care acționează, prin intermediul unui sector dințat conic 45 cu care face corp comun, o roată dințată conică 46, montată solidar pe o tije tubulară 47 care, la rândul ei, face corp comun cu cilindrul rotitor 43. Prin tija tubulară 47 este adus ulei sub presiune, sau aer comprimat, spre cilindrul rotitor 43.

în apropierea pedalei 44 și în contact de alunecare, se află un sector de indexare 48, cu poziție fixă, dotat cu niște orificii sau repere, nepoziționate, în număr egal cu numărul treptelor de viteză plus marșarierul, orificii/repere în care pedala 44 poate sacada cu precizie cu ajutorul unor proieminețe nepoziționate cu care este prevăzută.

a 2018 00335

14/05/2018

Modul de acționare al cutiei de viteze, conform invenției, inclusiv de pornire a autovehicolului, este următorul: se pornește motorul în modul obișnuit introducând cheia în contact și răsucind-o. Se apasă pedala de accelerație, poziționată ca deobicei, pe podea, în dreapta șoferului, pentru a tura puțin motorul. Cu piciorul stâng se apasă spre înainte pe pedala cu dublă acționare 44, care este plasată în stânga, acolo unde de obicei se afla pedala ambreiajului, până la cuplarea pe prima treaptă de viteză, acțiune resimțită și în talpa piciorulu printr-un mic șoc, dar care poate fi evidențiată printr-un contact electric pe ecranul de la bordul autovehiculului.

De menționat că între cele două pedale menționate mai sus se află, în modul cunoscut, pedala de frânare.

Odată cu deplasarea pedalei 44 pe un arc de cerc, se rotește și sectorul dințat conic 45 cu care aceasta face corp comun și care acționează roata dințată conică 46 rotind-o cu un număr de grade și, odată cu ea, tija tubulară 47 care este solidară, la rândul ei, cu cilindrul rotitor 43 al distribuitorului hidraulic D.

Odată cu pornirea motorului o pompă de ulei, nereprezentată și care a intrat automat în funcțiune, trimite uleiul sub presiune prin tija tubulară 47 spre cilindrul rotitor 43 care, odată cu introducerea în viteza întâia, se rotește aducând un orificiu bi al său, în dreptul unui alt orificiu ai al carcasei cilindrice 42.

Desigur că acționarea distribuitorului D poate fi realizată și cu aer comprimat ca variantă a prezentei invenții. De asemenea, este posibil ca în alte variante constructive, transmiterea mișcării pedalei 44 către cilindrii hidraulici 27 ai subansamblului B se poate face prin impulsuri electrice sau electronic, înlocuind dispozitivele de execuție hidraulice cu unele electromagnetice, în funcție de varianta aleasă de proiectant sau de constructor.

Deoarece subansamblul distribuitor hidraulic D este legat prin racordurile flexibile 4 cu cilindrii hidraulici 27 ai subansamblului B, uleiul sub presiune care curge printr-un orificiu ai va ajunge printr-un racord flexibil 4i la un cilindru hidraulic 27i, o tijă 28i a acestuia va fi împinsă afară din cilindru iar un semicuplaj 30i va intra în contact cu semicuplajul 24i al subansamblului A. Odată realizată această cuplare, mișcarea de rotație și momentul roții dințate 6, care rotește odată cu pornirea motorului, și pinionul 12, iar prin acesta arborele secundar 18, mișcarea ajunge la tija 28i și de aici, printr-un cuplaj cardanic 2i la un ax 31i și la pinionul 32. Acesta fiind în angrenare cu arborele dințat 3, de ieșire, va transmite mecanismelor de antrenare ale roților turația și momentul vitezei a întâia.

Pentru trecerea la o viteză superioară parcursul manevrelor este similar: se accelerează turația motorului, se apasă pedala dublă 44 pentru a se face trecerea în viteza a doua, caz în care se vor conecta următoarele orificii a și b ale distribuitorului D care, prin cel de al doilea racord flexibil 4 va acționa cel de al doilea cilindru hidraulic 27. Acesta va cupla următorul semicuplaj 30 cu semicuplajul corespunzător 24 și astfel roata dințată 7, care este în contact permanent cu pinionul 13, va putea transmite rotația și momentul, prin cinematica deja explicitată, până la pinionul 33 al celei de adoua viteze, pinion 33 aflat în contact cu arborele dințat 3.

a 2018 00335

14/05/2018

De menționat că, în mod firesc, odată cu comutarea în viteza a doua alimentarea cilindrului 27i se va întrerupe iar arcul său elicoidal 29 va retrage tțja 28i cu semicuplajul 30i din contactul cu semicuplajul 24i.

în același mod se pot crește vitezele până la cea maximă și desigur pot fi descrescute acționând pedala dublă 44 în sens invers, simultan cu frânarea necesară unor astfel de momente.

Pentru mersul înapoi pedala dublă 44 va fi acționată în sens invers sensului de creștere a vitezei aducând - prin intermediul sectorului dințat 45, al roții dințate conice 46, al tijei tubulare 47 și în final prin rotirea cilindrului rotitor 43 - un orificiu tn în contact cu un orificiu ai. Odată deschis acest circuit presiunea uleiului va acționa prin racordul flexibil 4i cilindrul hidraulic 27i care, în modul cunoscut din descrierea de mai sus, va cupla arborele secundar 17 al pinionului 11 cu o tijă 282 pe care este solidar pinionul 38. De aici, prin angrenare cu roata dințată 39, mișcarea și cuplul vor fi transmise arborelui 40 și, simultan, pinionului 41 care se află în contact permanent cu arborele dințat 3, arbore de ieșire din cutia de viteze, conform invenției, cuplare care va duce la deplasarea spre înapoi a autovehiculului.

Construcția cutiei de viteze, conform invenției, a fost astfel concepută încât, prin reducerea sau extinderea numărului unor elemente ale subansambluri lor care o compun, dar păstrând același principiu de bază al schemelor cinematice și, respectiv, hidraulice, să permită micșorarea sau creșterea numărului de viteze în funcție de autovehicolul pe care urmează să fie utilizată și de destinația acestuia.

Claims (10)

1. REVENDICĂRI

   1. Cutie de viteze cu comandă de picior, caracterizată prin aceea că, este alcătuită dintrun set de cuplaje dințate (A) pentru cinci viteze și marșarier, set acționat de la un arbore motor (1) și cuplat prin intermediul unor semicuplaje (24) - solidare cu niște arbori secundari (17, 18, 19, 20, 21 și 22) care se prijină într-o placă de ghidare (23) - și a unor semicuplaje (30) la un subansamblu multicuplaj (B), cuprins între niște suporturi de ghidare (25 și 26), subansamblul (B) fiind racordat, cu ajutorul unor cuplaje cardanice (2) și a unor axe (31) la un cuplaj dințat multiplu (C) care are în centru un arbore dințat (3), iar prin intermediul unor rcorduri flexibile (4) este legat la un distribuitor hidraulic (D) al cărui cilindru rotitor (43) este comandat, prin intermediul unui cuplaj dințat, de o pedală dublă (44) a unui subansamblu schimbător de viteze (E).
2. 2. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, setul de cuplaje dințate (A) este prevăzut cu niște cuplaje dințate, din care rezultă marșarierul cu o roată dințată (5) în angrenare cu un pinion (11) și cele 5 viteze în ordine crescătoare și anume: o roată (6) cu un pinion (12), o roată (7) cu un pinion (13), o roată (8) cu un pinion (14), o roată (9) cu un pinion (15) și o roata dințată (10) cu un pinion (16), mișcarea de rotație a pinioanelor (11, 12, 13, 14, 15 și 16) transmițându-se, prin intermediul arborilor secundari (17,18,19, 20 și 21), semicuplajelor (24).
3. 3. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că, între roțile dințate (5, 6, 7, 8, 9 și 10) și pinioanele (11, 12, 13, 14, 15 și 16) există un contact permanent.
4. 4. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 la 3, caracterizată prin aceea că, subansamblul multicuplaj (B) este prevăzut cu niște cilindri hidraulici (27), în număr egal cu numărul treptelor de viteză plus marșarierul și care sunt racordați prin racordurilor flexibile (4) la distribuitorul hidrauluic (D), niște tije (28) ale cilindrilor hidraulici (27) putând fi acționate, rând pe rând, prin rotirea pedalei duble (44) în urma căreia câte un semicuplaj (30) ajunge în contact ferm cu un semicuplaj (24) din setul de cuplaje dințate (A), semicuplajele (24) fiind permanent în rotație și având fiecare cuplul mecanic corespunzător fiecărei viteze și, respectiv, marșarierului, niște arcuri elicoidale (29) de pe tijele (28) readucând în poziția „decuplat” viteza anterior schimbată.
5. 5. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 la 4, caracterizată prin aceea că, menționatul cuplaj dințat multiplu (C) este prevăzut cu niște pinioane (32,33,34,35 și 36) care sunt cuplate permanent cu arborele dințat (3), arbore care intră în starea de mișcare, prin cuplarea pedalei (44) în viteza dorită, în cazul vitezei a întâia pe traseul: orificiile pereche (ai și bi) ale distribuitorului (D), cilindrul hidraulic (27i) corespunzător, apoi prin cuplarea perechilor de semicuplaje (24i și 30i), tija (28i), cuplajul cardanic (2i) și axul (311) a 2018 00335

   14/05/2018 al pinionului (32), mișcarea de rotație și cuplul motor ajungând astfel la arborele dințat (3) iar de aici la cuplajul (37).
6. 6. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 la 5, caracterizată prin aceea că, un pinion (11), destinat marșarierului, transmite mișcarea de rotație și cuplul preluat de la arborele motor (1) prin arborele secundar (17), printr-unul din semicuplajele (24), apoi printr-unul din semicuplajele (30) la o tijă (28z) pe care este solidar un alt pinion (38) care se află în angrenare cu o roată dințată (39) ce face corp comun cu un arbore (40) pe al cărui capăt opus este fixat un ultim pinion (41) în angrenare permanentă cu arborele dințat (3).
7. 7. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 la 6, caracterizată prin aceea că, distribuitorului (D) este alcătuit dintr-o carcasă cilindrică (42) și dintr-un cilindru rotitor (43), în peretele carcasei cilindrice fiind practicate niște orificii (a) iar pe o elice a cilindrului rotitor (43) alte orificii (b), acționarea cilindrului (43) realizându-se de la subansamblul schimbător de viteze (E) prin intermediul unei tije tubulare (47), iar transmiterea comenzii vitezei respective sau amarșarierului spre subansamblul multicuplaj (B) având loc prin perechea de orificii (a și b) și printr-unul din racordurile flexibile (4).
8. 8. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 și 7, caracterizată prin aceea că, subansamblul schimbător de viteze (E) este prevăzut cu un sector dințat conic (45) care face corp comun cu pedala cu dublă acționare (44), sector (45) care acționează o roată dințată conică (46), montată solidar pe o tije tubulară (47) care, la rândul ei, face corp comun cu menționatul cilindru rotitor (43).
9. 9. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor 1 și 8, caracterizată prin aceea că, pedala cu dublă acționare (44) se află în contact de alunecare cu un sector de indexare (48), cu poziție fixa și dotat cu niște orificii sau repere, nepoziționate, în număr egal cu numărul treptelor de viteză plus marșarierul, orificii în care pedala (44) poate sacada cu precizie cu ajutorul unor proieminețe nepoziționate.
10. 10. Cutie de viteze cu comandă de picior, conform revendicărilor de la 1 la 9, caracterizată prin aceea că, prin reducerea sau extinderea numărului unor elemente ale subansamblurilor care o compun, dar păstrând același principiu de bază al schemelor cinematice și, respectiv, hidraulice, să permită micșorarea sau creșterea numărului de viteze în funcție de autovehicolul pe care urmează să fie montată și de destinația acestuia.