RU2268169C1

RU2268169C1 - Vehicle gearshift mechanism

Info

Publication number: RU2268169C1
Application number: RU2004108495/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Папулов (RU); Владимир Петрович Папулов
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2006-01-20
Also published as: RU2004108495A

Abstract

FIELD: transport engineering; excavator gearboxes.

SUBSTANCE: proposed mechanism contains pusher, rod and fork. Pusher is essentially hydraulic cylinder with stepped piston and additional pistons installed on stepped piston for reciprocation both relative to stepped piston and relative to housing of hydraulic cylinder. Mechanism provides three static positions at gear-shifting independently from operating conditions.

EFFECT: no counteraction of mechanism members providing gear shifting when mechanism shifts in gears.

1 dwg

Description

Изобретение относится к строительным машинам типа одноковшовых экскаваторов.The invention relates to construction machines such as bucket excavators.

Известен механизм переключения передач экскаватора ЭО-3323, включающий шток, пружины, мембранный пневмотолкатель, вилку, рычаг и выбранный в качестве прототипа (см. Раннев А.В. Одноковшовые строительные экскаваторы. М.: Высшая школа, 1991, с.119, 120). Механизм обеспечивает включение двух передач. Специальное отверстие в рычаге позволяет установить механизм в нейтральное положение.The known gearshift mechanism of the EO-3323 excavator, including a rod, springs, a pneumatic pusher, a fork, a lever and selected as a prototype (see Rannev A.V. Single-bucket construction excavators. M .: Higher school, 1991, p. 119, 120 ) The mechanism provides the inclusion of two gears. A special hole in the lever allows you to set the mechanism in a neutral position.

К причинам, препятствующим получению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что пневмотолкатель не имеет средств определения среднего положения диапазона своего перемещения и фиксации в этом положении, и то, что для выключения передачи используется пружина, усилие которой при включении передачи нужно преодолевать дополнительно к рабочему усилию переключения.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the fact that the pneumatic pusher has no means of determining the average position of the range of its movement and fixation in this position, and that a spring is used to turn off the transmission, the force of which when turning the gear on is necessary to overcome in addition to the working effort of switching.

Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.

1. Заявленное изобретение направлено на решение задачи надежности и долговечности работы механизма переключения передач.1. The claimed invention is aimed at solving the problem of reliability and durability of the gear shift mechanism.

2. При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат:2. When carrying out the invention, the following technical result can be obtained:

а) обеспечиваются три статических положения механизма переключения передач (две передачи и нейтраль), определяемых положением уступов корпуса механизма и ступенчатого поршня, получаемых механической обработкой при изготовлении, то есть строго определенных, неизменных, не зависящих от условий эксплуатации, не требующих регулировки и не подверженных разрегулировке;a) three static positions of the gear shifting mechanism (two gears and a neutral) are provided, determined by the position of the ledges of the mechanism body and the stepped piston obtained by machining during manufacture, i.e., strictly defined, unchanged, independent of operating conditions, not requiring adjustment and not subject misalignment;

б) отсутствие противодействия элементов механизма, обеспечивающих выключение передачи, во время ее включения.b) the lack of counteraction of the elements of the mechanism that ensure the transmission is turned off during its inclusion.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что статические положения механизма зависят только от геометрических размеров деталей, получаемых при механической обработке, и не зависят от эксплуатационных параметров, таких как величина и небольшая разница давлений у противоположных торцов поршней, и тем, что механизм содержит элементы, параметры которых в процессе эксплуатации не изменяются (в отличие, например, от пружин). Кроме того, при наличии давления рабочей жидкости у противоположных торцов ступенчатого поршня возникает состояние его гидравлического равновесия и не создается дополнительное противодействие его перемещению, кроме рабочего усилия переключения. Перемещение гидравлически уравновешенного ступенчатого поршня обеспечивается воздействием дополнительных поршней при подаче давления к наружным торцам и возникновении разности давлений, так как из полостей у внутренних торцов дополнительных поршней постоянно осуществляется слив рабочей жидкости, обеспечивая постоянное отсутствие давления.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the static position of the mechanism depends only on the geometric dimensions of the parts obtained by machining, and does not depend on operational parameters, such as the magnitude and small pressure difference at the opposite ends of the pistons, and the fact that the mechanism contains elements whose parameters do not change during operation (unlike, for example, springs). In addition, when there is pressure of the working fluid at the opposite ends of the stepped piston, a state of its hydraulic equilibrium arises and no additional opposition to its movement is created, except for the working switching force. The movement of the hydraulically balanced step piston is ensured by the action of additional pistons when applying pressure to the outer ends and the occurrence of a pressure difference, since the working fluid is constantly drained from the cavities at the inner ends of the additional pistons, ensuring a constant absence of pressure.

При исследовании отличительных признаков описываемого механизма переключения передач не выявлено каких-либо аналогичных известных решений, касающихся использования гидравлически уравновешенного поршня для реализации процесса переключения передач, что позволяет минимизировать количество деталей механизма, повышает надежность и долговечность работы механизма переключения передач. Этот технический результат достигается при наличии совокупности существенных признаков, изложенных в формуле изобретения.In the study of the distinguishing features of the described gearshift mechanism, no similar known solutions were identified regarding the use of a hydraulically balanced piston for the gearshift process, which minimizes the number of mechanism parts and increases the reliability and durability of the gearshift mechanism. This technical result is achieved when there is a combination of essential features set forth in the claims.

Наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков формулы и техническим результатом доказывает существенность признаков формулы изобретения.The presence of a causal relationship between the totality of the essential features of the formula and the technical result proves the materiality of the features of the claims.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue made it possible to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

На чертеже изображен продольный разрез механизма переключения передач.The drawing shows a longitudinal section of a gearshift mechanism.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result are as follows.

Предлагаемый механизм переключения передач состоит из корпуса 1 гидроцилиндра, ступенчатого поршня 2 гидроцилиндра, дополнительных поршней 3 гидроцилиндра, вилки 4 и гаек 5. Резьбовой конец 6 ступенчатого поршня выполняет функцию штока.The proposed gearshift mechanism consists of a cylinder body 1, a stepped piston 2 of a hydraulic cylinder, additional pistons 3 of a hydraulic cylinder, a fork 4 and nuts 5. The threaded end 6 of the stepped piston serves as a rod.

Работа механизма переключения передач осуществляется следующим образом.The operation of the gearshift mechanism is as follows.

На нейтрали рабочая жидкость под давлением подается через отверстия А и Г к противоположным торцам поршней. Ступенчатый поршень 2 при этом гидравлически уравновешен. Каждый из дополнительных поршней 3 под действием разности давлений рабочей жидкости и (постоянного) слива через отверстия Б и В перемещается до тех пор, пока не упрется в уступ корпуса 1. При этом один из дополнительных поршней воздействует на уступ ступенчатого поршня, перемещая его. Расстояние между уступами корпуса и ступенчатого поршня выполнено одинаковым. За счет этого ступенчатый поршень принудительно устанавливается подвижными поршнями в строго определенное положение, выбранное за нейтральное (среднее). В этом положении шток 6 ступенчатого поршня при установке механизма переключения передач на коробку передач жестко соединяется с помощью гаек 5 с вилкой 4, положение которой при сборке определяется положением муфты, переключающей передачи (принадлежность коробки передач на фиг.1 не показана).On neutral, the working fluid under pressure is fed through holes A and G to the opposite ends of the pistons. The step piston 2 is hydraulically balanced. Each of the additional pistons 3 under the influence of the pressure difference of the working fluid and (constant) drain through holes B and C moves until it hits the ledge of the housing 1. In this case, one of the additional pistons acts on the ledge of the step piston, moving it. The distance between the ledges of the housing and the stepped piston is the same. Due to this, the stepped piston is forcibly set by the movable pistons to a strictly defined position, selected as neutral (average). In this position, the piston rod 6 of the stepped piston when installing the gearshift mechanism on the gearbox is rigidly connected using nuts 5 to the fork 4, the position of which during assembly is determined by the position of the gearshift clutch (gearbox accessory is not shown in FIG. 1).

Для включения передачи подается рабочая жидкость в полость гидроцилиндра, например к левым торцам поршней через отверстие А, а противоположная полость, например правая, сообщается через отверстие Г со сливом. Ступенчатый поршень под действием разности давлений рабочей жидкости и слива перемещается вправо. Своим уступом он воздействует на правый дополнительный поршень, перемещая и его до тех пор, пока последний не упрется в уступ корпуса 1. Ступенчатый поршень занимает правое крайнее строго определенное положение включенной передачи. Перемещаясь, ступенчатый поршень перемещает и вилку 4.To activate the transmission, the working fluid is fed into the cavity of the hydraulic cylinder, for example, to the left ends of the pistons through the hole A, and the opposite cavity, for example the right one, is communicated through the hole G with a drain. The stepped piston moves to the right under the action of the differential pressure of the working fluid and drain. With its ledge, it acts on the right additional piston, moving it until the latter rests against the ledge of housing 1. The stepped piston occupies the right extreme strictly defined position of the engaged gear. Moving, a stepped piston moves and fork 4.

При подаче рабочей жидкости в правую полость через отверстие Г и сообщении через отверстие А со сливом левой полости гидроцилиндра правый подвижный поршень перемещается до упора в корпус 1, а ступенчатый поршень перемещается до упора в левый дополнительный поршень. Передача выключается, ступенчатый поршень достигает нейтрального (среднего) положения. Перемещаясь далее, ступенчатый поршень перемещает и левый дополнительный поршень до тех пор, пока последний не упрется в уступ корпуса 1. Ступенчатый поршень занимает левое крайнее строго определенное положение другой включенной передачи. Перемещаясь, ступенчатый поршень перемещает и вилку 4.When the working fluid is supplied to the right cavity through the hole Г and is communicated through the hole A with the drain of the left cavity of the hydraulic cylinder, the right movable piston moves all the way to the housing 1, and the step piston moves all the way to the left additional piston. The transmission is disengaged, the stepped piston reaches a neutral (middle) position. Moving further, the step piston also moves the left additional piston until the latter rests against the ledge of the housing 1. The step piston occupies the left most strictly defined position of the other engaged gear. Moving, a stepped piston moves and fork 4.

Таким образом, усилие, развиваемое механизмом переключения передач, сначала выключает передачу, а затем включает другую. То, что усилие выключения одной передачи не действует во время включения другой, позволяет выполнить диаметр ступенчатого поршня, перемещающего вилку 4, минимально возможным.Thus, the force developed by the gearshift mechanism first disengages the gear and then engages another. The fact that the effort to turn off one gear does not work while turning on another allows the diameter of the stepped piston moving the fork 4 to be made as small as possible.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в машиностроительной, в приводе хода строительных машин типа одноковшовых экскаваторов;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in industry, namely in engineering, in the drive of construction machines such as bucket excavators;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;- for the claimed device in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Преимущество изобретения состоит в том, что механизм переключения передач состоит из меньшего количества конструктивных элементов, в нем не создаются нагрузки, кроме необходимых для перемещения рабочего органа - вилки, а отсюда увеличиваются надежность и долговечность работы механизма переключения передач и, таким образом, всей коробки передач.An advantage of the invention is that the gearshift mechanism consists of fewer structural elements, it does not create loads other than those necessary to move the working body - the fork, and hence the reliability and durability of the gearshift mechanism and, thus, the entire gearbox are increased .

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A gear shifting mechanism of a vehicle, for example, an excavator, comprising a pusher, a rod, a fork, characterized in that the pusher is made in the form of a hydraulic cylinder including a step piston and mounted on it with the possibility of reciprocating movement both relative to the step piston and relative to the cylinder body additional pistons, while holes are made in the hydraulic cylinder body for the possibility of supplying the working fluid from the vehicle’s hydraulic system to the external the end surfaces of the stepped and additional pistons and the permanent discharge of the working fluid into the aforementioned hydraulic system from the side of the internal end surfaces of the additional pistons.