SE1050530A1

SE1050530A1 - Control unit for a gearbox

Info

Publication number: SE1050530A1
Application number: SE1050530A
Authority: SE
Inventors: Magnus Hagberg
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2009-06-17
Filing date: 2009-06-17
Publication date: 2010-12-18
Also published as: SE533900C2

Description

US20020189388A1 är en växlingsmekanism som är baserad helt på solenoider och endast ett växlingsfinger där man med solenoider manövrerar växlingsfingret till sju olika positioner. Det finns tre solenoider för att göra denna manövrering. US20020189388A1 is a shift mechanism that is based entirely on solenoids and only a shift finger where you use solenoids to shift the shift finger to seven different positions. There are three solenoids to perform this maneuver.

US2001037698 beskriver ett växlingsfinger som vrids med solenoider.US2001037698 describes a shift finger which is rotated with solenoids.

FR 2860567 beskriver flera växlingsfingrar som kan läggas i individuellt i förhållande till varandra med en släde som hindrar att fel växel läggs i när de andra skall manövreras, en slags spärrsläde. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en manövreringsanordning av det aktuella slaget där de ovan beskrivna olägenheterna är undanröjda och som således medger att i- och urläggning av en växel kan ske smidigare och enklare än vad som kan göras med känd teknik.FR 2860567 describes several shift fingers which can be inserted individually in relation to each other with a slide which prevents the wrong gear from being inserted when the others are to be operated, a kind of locking slide. The object of the present invention is to provide an actuating device of the type in question in which the above-described inconveniences are eliminated and which thus allow the loading and unloading of a gear to take place more smoothly and more easily than can be done with known technology.

Redogörelse för uppfinningen Det uppställda ändamålet ernås enligt uppfinningen genom att en manövreringsanordning av det inledningsvis angivna slaget uppvisar de speciella särdragen att växlingsfingerorganet innefattar ett flertal separata växlingsfingrar, varvid vardera växlingsfinger är tillordnat ett bestämt iläggningselement och vardera växlingsfinger är anordnat separat vridbart oberoende av övriga växlingsfingrar.Disclosure of the invention The object set out according to the invention is achieved in that an actuating device of the type indicated in the introduction has the special features that the shifting finger means comprises a plurality of separate shifting fingers, each shifting finger being assigned a specific insertion element and each shifting finger being rotatable.

Tack vare den separata och oberoende manövreringen av respektive växlingsfinger elimineras behovet av att förskjuta något växlingsfinger axiellt i anslutning till i- eller urläggning av en växel. I princip kan växlingsfingrarna liksom även vridaxel således vara så anordnade att de är axiellt oförskjutbara.Thanks to the separate and independent operation of each shift finger, the need to displace any shift finger axially in connection with loading or unloading a gear is eliminated. In principle, the shift fingers as well as the rotary shaft can thus be arranged so that they are axially displaceable.

Det underlättar manövreringen av växellådan och medför förbättrad precision.It facilitates the operation of the gearbox and results in improved precision.

Erforderlig kraftpåverkan blir mindre och kraftpåverkan i vridaxelns axialriktning reduceras påtagligt eller elimineras. Därmed kan drivutrustningen förenklas och utformas utan pneumatik. Genom eliminering av behovet att kunna förskjuta växlingsfingrarna axiellt blir manövreringsanordningen dessutom konstruktivt enklare än kända liknande anordningar.The required force is reduced and the force in the axial direction of the axis of rotation is significantly reduced or eliminated. Thus, the drive equipment can be simplified and designed without pneumatics. By eliminating the need to be able to displace the shifting fingers axially, the actuating device also becomes structurally simpler than known similar devices.

Enligt en föredragen utföringsform är växlingsfingrarna monterade axiellt efter varandra längs ett vridaxelpaket innefattande ett flertal koaxiella vridaxlar som är vridbara relativt varandra, varvid vardera vridaxel är vridfast förbunden med ett bestämt växlingsfinger.According to a preferred embodiment, the shifting fingers are mounted axially one after the other along a pivot axis package comprising a plurality of coaxial pivot shafts which are rotatable relative to each other, each pivot axis being rotatably connected to a particular shifting finger.

Med denna utföringsform elimineras behovet att anordna en spärrmekanism för fastlåsning av respektive växlingsfinger, vilket i det avseendet innebär en förenkling. Val av växel sker genom att vrida en viss av vridaxlarna.With this embodiment, the need to provide a locking mechanism for locking the respective shift finger is eliminated, which in that respect means a simplification. Selection of gear is done by turning a certain of the rotary shafts.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är vardera vridaxel försedd med ett radiellt utskjutande och med vridaxeln vridfast förbundet vridelement, vilka vridelement är lokaliserade axiellt efter varandra längs vridaxel paketet.According to a further preferred embodiment, each pivot shaft is provided with a radially projecting pivot element connected to the pivot shaft, which pivot elements are located axially one after the other along the pivot shaft package.

Vridelementen underlättar vridning av aktuell vridaxel. Tack vare att de är axiellt åtskilda blir det dessutom enkelt att vrida endast en av vridaxlarna. Lämpligtvis utgörs vardera vridelement av en radiell pinne.The rotating elements facilitate rotation of the current rotary shaft. Thanks to the fact that they are axially separated, it is also easy to turn only one of the rotary shafts. Suitably, each rotating element is constituted by a radial pin.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar anordningen en på vridaxelpaketet vridbar och axiellt förskjutbar släde försedd med anslagselement anordnat för vridande påverkan på valt vridelement i beroende av slädens axiella position.According to a further preferred embodiment, the device comprises a carriage rotatable and axially displaceable on the rotary shaft package provided with abutment elements arranged for rotational action on the selected rotary element depending on the axial position of the carriage.

Släden och vridelementen bildar en enkel robust och pålitlig mekanism för iläggning av växel. Val av växel sker genom förskjutning av släden så att dess anslagselement kommer i position för påverkan av aktuellt vridelement. Relevant växlingsfinger kan sedan enkelt vridas via sin tillordnade vridningsaxel genom vridning av släden.The slide and the rotating elements form a simple, robust and reliable mechanism for loading the gear unit. The gear is selected by displacing the carriage so that its stop element comes into position for influencing the current rotating element. The relevant shift finger can then be easily rotated via its assigned rotary shaft by rotating the carriage.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är släden utformad som en uppskuren cylinder lagrad på den yttre av vridaxlarna och uppvisar en axiellt förlöpande urtagning, vilken urtagning uppvisar en första sektion med en mindre periferiell vidd och minst en andra sektion med en större periferiell vidd, varvid mindre och större periferiell vidd definieras av att skillnaden i vinkelomslutning är minst dubbelt så stor som erforderlig vinkelrörelse hos ett växlingsfinger vid i- eller urläggning av en växel.According to a further preferred embodiment, the carriage is designed as a cut-out cylinder mounted on the outer side of the axles of rotation and has an axially extending recess, which recess has a first section with a smaller peripheral width and at least a second section with a larger peripheral width, wherein smaller and greater peripheral width is defined by the fact that the difference in angular enclosure is at least twice as large as the required angular movement of a shift finger when inserting or laying out a gear.

Med en så utformad släde åstadkommes dess anslagselement på ett konstruktivt mycket enkelt sätt genom att urtagningens kanter vid den mindre sektionen i sig tjänar som anslagselement. Den större vidden hos resten av urtagningen möjliggör att vridningen av släden sker utan att något av de övriga vridaxlarnas vridelement påverkas.With a slide designed in this way, its abutment element is achieved in a constructively very simple manner in that the edges of the recess at the smaller section themselves serve as abutment elements. The larger width of the rest of the recess enables the rotation of the carriage to take place without any of the rotating elements of the other rotary shafts being affected.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform uppvisar urtagningen två sektioner med den större vidden, vilka är belägna axiellt på var sin sida om sektionen med den mindre vidden.According to a further preferred embodiment, the recess has two sections with the larger width, which are located axially on each side of the section with the smaller width.

Därigenom minimeras erforderlig maximal axiell förflyttning av släden vid iläggning av en växel.This minimizes the required maximum axial movement of the carriage when loading a gear.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform motsvarar den mindre vidden en vinkel i intervallet 5-10° och den större vidden en vinkel i intervallet 120-175°.According to a further preferred embodiment, the smaller width corresponds to an angle in the range 5-10 ° and the larger width an angle in the range 120-175 °.

I dessa vinkelintervall uppfylls normalt den ovan angivna relativa definitionen av mindre och större vidd. Den mindre vidden måste vara minst lika stor som vardera vridelements periferiella utsträckning med en viss tolerans för att ej störa axiell relativrörelse mellan vridelement och släde. Det angivna intervallet är lämpligt i det avseendet. Med en större vidd i angivet intervall blir det då med god marginal utrymme för växlingsrörelse åt ena eller andra hållet. Tack vare att den större vidden understiger 180° säkerställes slädens centrering kring vridaxelpaketet.In these angular ranges, the above-mentioned relative definition of smaller and larger widths is normally met. The smaller width must be at least as large as the peripheral extent of each rotating element with a certain tolerance in order not to disturb axial relative movement between rotating element and slide. The specified range is appropriate in that regard. With a larger width in the specified interval, there will then be a good margin for room for shifting movement in one or the other direction. Thanks to the greater width of less than 180 °, the centering of the carriage around the pivot shaft package is ensured.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar manövreringsanordningen en solenoid eller en elmotor anordnad för vridning av vridaxeln/en av vridaxlarna.According to a further preferred embodiment, the actuating device comprises a solenoid or an electric motor arranged for rotating the axis of rotation / one of the axes of rotation.

Den uppfunna manövreringsanordningen medger att en förhållandevis liten kraft erfordras för i- eller urläggningen av en växel. Med denna utföringsform tillvaratas möjligheten att undvara pneumatisk eller hydraulisk manövrering. Anordningen blir därmed synnerligen enkel och driftsäker.The invented actuator allows a relatively small force to be required for the loading or unloading of a gear. With this embodiment, the possibility of avoiding pneumatic or hydraulic operation is taken advantage of. The device thus becomes extremely simple and reliable.

Uppfinningen avser även en växellåda försedd med en manövreringsanordning i enlighet med uppfinningen, speciellt enligt någon av de föredragna utföringsformerna av densamma.The invention also relates to a gearbox provided with an actuating device in accordance with the invention, in particular according to any of the preferred embodiments thereof.

Vidare avser uppfinningen motorfordon försett med den uppfunna växellådan.Furthermore, the invention relates to motor vehicles provided with the invented gearbox.

Den uppfunna växellådan och det uppfunna motorfordonet uppvisar fördelar av motsvarande slag som den uppfunna manövreringsanordningen och de föredragna utföringsformerna av densamma, vilka fördelar redogjorts för ovan.The invented gearbox and the invented motor vehicle have advantages of the same kind as the invented actuating device and the preferred embodiments thereof, which advantages have been described above.

Ovan angivna fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen anges i de av kravet 1 beroende patentkraven. Det bör framhållas att ytterligare föredragna utföringsformer naturligtvis kan utgöras av alla tänkbara kombinationer av de ovan angivna föredragna utföringsformerna.The above-mentioned advantageous embodiments of the invention are set out in the claims dependent on claim 1. It should be noted that further preferred embodiments may, of course, be made up of any conceivable combination of the above-mentioned preferred embodiments.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av några exempel på en manövreringsanordning enligt uppfinningen, under hänvisning till medföljande ritningar.The invention is explained in more detail by the following detailed description of some examples of an operating device according to the invention, with reference to the accompanying drawings.

Kort beskrivning av figurerna Fig. 4 är en perspektivvy av en manövreringsanordning enligt ett utföringsexempel.Brief description of the figures Fig. 4 is a perspective view of an operating device according to an exemplary embodiment.

Fig. 5 är en vy från ovan av en detalj hos manövreringsanordningen ifig. 4.Fig. 5 is a top view of a detail of the operating device in fig. 4.

Fig. 6 är ett snitt längs linjen Vl-Vl ifig. 5.Fig. 6 is a section along the line Vl-Vl in fig. 5.

Fig. 7 är ett längdsnitt genom en detalj hos manövreringsanordningen ifig. 4.Fig. 7 is a longitudinal section through a detail of the operating device in fig. 4.

Fig. 8 illustrerar schematiskt en växellåda med manövreringsanordning enligt uppfinningen.Fig. 8 schematically illustrates a gearbox with actuating device according to the invention.

Fig. 9 illustrerar schematiskt ett fordon försett med en växellåda enligt fig. 8.Fig. 9 schematically illustrates a vehicle equipped with a gearbox according to Fig. 8.

Beskrivning av utföringsexempel Ett exempel på en manövreringsanordning enligt uppfinningen illustreras i fig. 4-7. I detta fall är ett vridaxelpaket 101 anordnat för manövrering av växlingsfingrarna 102, 103, 104. Vridaxelpaketet 101 är sammansatt av tre koaxiella vridaxlar 101a, 101 b, 101c och vardera är vridfast förbunden med var sin av växlingsfingrarna 102, 103, 104. De båda yttre vridaxlarna 101b, 101c är således hålaxlar, medan den inre 101a alternativt kan vara massiv.Description of exemplary embodiments An example of an operating device according to the invention is illustrated in Figs. 4-7. In this case, a pivot shaft package 101 is provided for operating the shift fingers 102, 103, 104. The pivot shaft package 101 is composed of three coaxial pivot shafts 101a, 101b, 101c and each is rotatably connected to each of the shift fingers 102, 103, 104. The two the outer pivot axes 101b, 101c are thus hollow shafts, while the inner 101a may alternatively be solid.

Vardera vridaxel är vid sin i figuren vänstra ände försedd med en radiellt utskjutande pinne 105, 106, 107, vilka i ett neutralläge är belägna i samma axialplan. Den inre drivaxeln 101a sträcker sig något längre ut till vänster än den mittersta 101 b, vilken i sin tur sträcker sig något längre ut än den yttersta 101c. Detta för att ge plats för pinnarna 105, 106 på de båda inre axlarna. I området för vridaxlarnas pinnar är anordnad en släde 110 för manövrering av vridaxlarnas vridrörelse. Vridaxelpaketet 101 är vid sin i figuren högra ände lagrad i ett Iagerhus 108 uppburet av ett Iagerstöd 109 på liknande sätt som vid det första exemplet.Each pivot shaft is provided at its left end in the figure with a radially projecting pin 105, 106, 107, which in a neutral position are located in the same axial plane. The inner drive shaft 101a extends slightly further to the left than the middle 101b, which in turn extends slightly further than the outer 101c. This is to make room for the pins 105, 106 on the two inner shafts. In the area of the pins of the rotary shafts, a slide 110 is arranged for maneuvering the rotational movement of the rotary shafts. The pivot shaft package 101 is mounted at its right end in the figure in a bearing housing 108 supported by a bearing support 109 in a similar manner as in the first example.

Släden 110 har en generell cylindrisk form med en innerdiameter motsvarande den yttre vridaxelns 101 c ytterdiameter och är lagrad på denna så att den kan förskjutas axiellt och vridas. En axiellt förlöpande urtagning 111 sträcker sig över hela slädens 110 längd.The carriage 110 has a generally cylindrical shape with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the outer pivot shaft 101c and is mounted thereon so that it can be displaced axially and rotated. An axially extending recess 111 extends over the entire length of the carriage 110.

Urtagningen har varierande vidd och är uppdelad i tre sektioner 111a, 111b, 111c, vardera förlöpande under en tredjedel av slädens 110 längd. En sektion 111a med förhållandevis stor vidd motsvarande en vinkel av knappt ett halvt varv är belägen vid slädens 110 ena ände. En ytterligare sektion 111c med samma vidd är belägen vid slädens 110 andra ände. Mellan dessa finns vid slädens axiella mittomräde en sektion 111b med avsevärt mindre vidd än den första och andra sektionen. Den mittersta sektionens 111b vidd motsvarar en vinkel av ca 10”.The recess has varying widths and is divided into three sections 111a, 111b, 111c, each extending for one third of the length of the carriage 110. A section 111a of relatively large width corresponding to an angle of less than half a turn is located at one end of the carriage 110. A further section 111c of the same width is located at the other end of the carriage 110. Between these there is at the axial center of the carriage a section 111b with considerably less width than the first and second sections. The width of the middle section 111b corresponds to an angle of about 10 ”.

Den mittersta sektionen är bildad av en tunga 115 som sträcker sig ut från vardera sida av de av urtagningens kanter som bildar de vidare sektionerna 111a, 111c. Den tredje sektionen 111b är symmetriskt belägen i förhållande till de båda övriga.The middle section is formed by a tongue 115 extending from each side of those of the edges of the recess which form the wider sections 111a, 111c. The third section 111b is symmetrically located relative to the other two.

I- och urläggning av en växel sker genom att förskjuta släden 110 axiellt längs vridaxelpaketet 101 så att sektionen 111b med den mindre vidden hamnar axiellt mitt för den av pinnarna 105, 106, 107 som är tillordnad den växel som ska läggas i. Därefter vrids släden 110, varvid den ena kanten hos sektionen 111b med mindre vidd anpressas mot den aktuella pinnen, som i figuren är den mittersta 106, och för denna med sig vid vridningen. Därvid vrids den vridaxel 101b vid vilken pinnen 106 är fäst och följaktligen det växlingsfinger 103 som är fäst vid den vridaxeln. Växlingsfingret 103 förskjuter sedan på känt sätt den tillordnade iläggningsaxeln (ej visad).Loading and unloading of a gear takes place by displacing the carriage 110 axially along the rotary shaft package 101 so that the section 111b with the smaller width ends up axially opposite the one of the pins 105, 106, 107 which is assigned to the gear to be loaded. Then the carriage is rotated 110, one edge of the smaller-width section 111b being pressed against the relevant pin, which in the figure is the middle 106, and carrying it with it when rotating. Thereby, the pivot shaft 101b to which the pin 106 is attached is turned and consequently the shift finger 103 which is attached to that pivot shaft. The shift finger 103 then displaces the assigned loading shaft (not shown) in a known manner.

Då släden 110 vrids för manövrering av pinnen 106 kommer ej de båda övriga pinnarna 105, 107 att påverkas eftersom urtagningen hos de sektioner 111a, 111c som är belägna axiellt vid dessa har avsevärt större vidd. Respektive kant hos dessa sektioner kommer inte att nå fram till respektive pinne under vridslaget tack vare att vinkelavståndet mellan en kant hos sektionen 111b med mindre vidd och motsvarande kant hos de båda övriga sektionerna 111a, 111c är större än erforderlig slagvinkel.When the carriage 110 is rotated to actuate the pin 106, the two other pins 105, 107 will not be affected because the recess of the sections 111a, 111c which are located axially at them has a considerably larger width. The respective edge of these sections will not reach the respective pin during the rotational stroke due to the fact that the angular distance between an edge of the section 111b with smaller width and the corresponding edge of the other two sections 111a, 111c is greater than the required angle of impact.

Det torde inses att sektionen med den mindre vidden ej nödvändigtvis behöver vara belägen axiellt i mitten av släden. Den kan alternativt anordnas vid dess ena ände, varvid de båda övriga sektionerna bildar en sammanhängande sektion med större vidd.It will be appreciated that the smaller width section does not necessarily have to be located axially in the center of the carriage. It can alternatively be arranged at one end, the other two sections forming a continuous section with a larger width.

Med 112 symboliseras manövreringsdon för slädens 110 axialförskjutning och med 113 ett manövreringsdon för dess vridning via en av på släden förefintliga vridkiackar 114. Ehuru dessa i och för sig kan innefatta konventionell pneumatik eller hydraulik medger den uppfinningsenliga manövreringsanordning att enklare och billigare don såsom solenoider eller elmotorer används för detta. Lämpligtvis är manövreringsdonet således av detta slag.112 symbolizes actuators for the axial displacement of the carriage 110 and 113 provides an actuator for its rotation via one of the rotary jaws 114 present on the carriage. used for this. Thus, the actuator is suitably of this type.

Av fig. 7 framgår hur respektive vridaxel 101 a, 101 b, 101 c sträcker sig fram till det respektive tillordnade manövreringsfingret 102, 103, 104, med vilken den är vridfast förbunden. Figuren visar även släden 110 anordnat på utsidan av axelpaketet vid dens i figuren vänstra ände.Fig. 7 shows how the respective axis of rotation 101a, 101b, 101c extends up to the respective associated operating finger 102, 103, 104, with which it is rotatably connected. The figure also shows the carriage 110 arranged on the outside of the shaft package at its left end in the figure.

Fig. 8 illustrerar schematiskt en växellåda 202 försedd med en manövreringsanordning 200 enligt uppfinningen, varvid växlingsrörelsen på konventionellt sätt överförs via ett iläggningselement 201 med iläggningsaxel 203 och manövreringsok 204.Fig. 8 schematically illustrates a gearbox 202 provided with an actuating device 200 according to the invention, wherein the shifting movement is transmitted in a conventional manner via a loading element 201 with loading shaft 203 and operating yoke 204.

Fig. 9 illustrerar ett fordon 205 försett med en växellåda 202 enligt uppfinningen.Fig. 9 illustrates a vehicle 205 provided with a gearbox 202 according to the invention.

Claims

1. CLAIMS 1. Actuator for an automatically shifted manual gearbox, which gearbox is provided with a displaceable loading element for each gear and which actuator is provided with a rotary shaft (1, 101a, 101b, 101c) and a rotatable shift finger means (2, 3, 4, 102, 103, 104 ) for displacing the selected insertion element where the shifting finger means (2, 3, 4, 102, 103, 104) comprises a plurality of separate shifting fingers (2, 3, 4, 102, 103, 104), each shifting finger (2, 3, 4, 102, 103, 104) is assigned a specific insertion element and each shift finger (2, 3, 4, 102, 103, 104) is arranged separately rotatably independent of the other shift fingers, characterized in that the shift fingers (102, 103, 104) are mounted axially one after the other. along a pivot shaft package (101) comprising a plurality of coaxial pivot shafts (101a, 101b, 101c) rotatable relative to each other, each pivot shaft (101a, 101b, 101c) being rotatably connected to a particular shift finger (102,103,104) . Actuating device according to claim 1, characterized in that each pivot shaft (101a, 101b, 101c) is provided with a radially projecting and rotatably connected rotating element (105, 106, 107), which rotating elements are located axially one after the other along the rotary shaft package (101). Actuating device according to claim 2, characterized in that the device comprises a carriage (101) and axially displaceable carriage (110) rotatable on the pivot shaft pact provided with abutment elements arranged for rotational action on selected rotary element (105, 106, 107) depending on the axial position of the carriage (110). Actuating device according to claim 3, characterized in that the carriage (110) is designed as a cut-out cylinder mounted on the exterior of the pivot shafts and has an axially extending recess (111), which recess has a first section (101 b) with a smaller peripheral width and at least a second section (101a, 101c) with a larger peripheral width, the smaller and larger peripheral width being defined by the difference in angular enclosure being at least twice as large as the required angular movement of a shift finger (102, 103, 104) when inserting or laying out a gear. Actuating device according to claim 4, characterized in that the recess (111) has two sections (101a, 101c) with the larger width, which are located axially on each side of the section (101b) with the smaller width. Actuating device according to claim 4 or 5, characterized in that the smaller width corresponds to an angle in the range 5-10 ° and the larger width corresponds to an angle in the range 120-175 °. Actuating device according to one of the claims. Error! Can not find reference source.-6, characterized in that the actuating device comprises a solenoid or an electric motor arranged for rotating the rotary shaft / one of the rotary shafts. Automatic gearbox (202) characterized in that it is provided with an actuating device (200) according to any one of claims 1-7. Motor vehicle (205) characterized in that it is provided with a gearbox (202) according to claim 8.