SE525782C2 - Anordning för låsning av en växelspak i ett läge och för att under belastning frigöra växelspaken från låsningen - Google Patents

Description

25 30 rjnrj Ifiqr) .._¿,._.__. L..:_.: vad I va.. :H-jjjfi: Il . . . 117328 usN 2003-09-13 2 att spaken i låst läge bara behöver kunna motstå kraft åt ett håll, vilket inte är fallet om spaken skall kunna vara låst i N-läget.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det föreligger således behov och önskemål om en konstruktion som gör det möjligt att kunna låsa en växelspak i ett fordon med automatisk växellåda i mer än ett läge, samtidigt som konstruktionen skall medge frigöring av växelspaken under belastning. Det är vidare ett önskemål att konstruktionen skall möjliggöra bruk av mindre och billigare komponenter än dagens. Ett sätt att kunna använda komponenter som är mindre och billigare än dagens är att underlätta rörelsen/rörelserna i anordningen, så att en komponent som genomför billiga elektromekaniska rörelser kan användas, såsom en solenoid.

Ovan nämnda behov tillmötesgäs av föreliggande uppfinning genom att uppfinningen tillhandahåller en anordning för att låsa en växelspak i ett fordon i ett läge och för att frigöra växelspaken från läsningen oavsett om växelspaken är under kraftbelastning eller ej.

Anordningen innefattar en styrdel och en ingreppsdel, där styrdelen är inrättad att kunna styras till rörelse mellan ett första och ett andra läge och att kunna fasthållas i dessa, där de olika lägena svarar mot nämnda låsning respektive frigörning, och styrdelen uppvisar medel för att kunna medbringa ingreppsdelen mellan ett första och ett andra läge för ingreppsdelen. lngreppsdelen innefattar ett första låsningsavsnitt som är utformat för ingrepp i ett motsvarande utformat andra låsningsavsnitt i eller fastgjort vid en växelspak, och det första låsningsavsnittet är så utformat att vid rörelse hos växelspaken kommer det första låsningsavsnittet att pressas ut ur ingreppet med det andra låsningsavsnittet. Anordningen innefattar vidare medel för att reducera friktionen vid styrdelens medbringande av ingreppsdelen mellan nämnda lägen, och medlen för att reducera friktion är utformade så att de i 10 15 20 25 30 , . f . .u 117328 usN zoos-os-i s (JO samverkan med styrdelen och ingreppsdelen låser ingreppsdelen i dess position i låsläget.

Att medlen för reducerande av friktion låser ingreppsdelen i samverkan med andra delar i anordningen gör att det yttre medel som används för att påverka styrdelen inte behöver ta upp mer än en mindre del av de krafter som uppstår, i motsats till om nämnda yttre medel hade varit det som tog upp hela kraften, med andra ord stod för läsningen.

Av den följande detaljerade beskrivningen kommer att inses hur uppfinningen, så som den har redogjorts för ovan, erbjuder dessa och andra fördelar jämfört med tidigare känd teknik.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas i närmare detalj i det följande, med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: Fig 1översikt|igt visar ett system med en Växelspak som låses och frigöres med en anordning enligt uppfinningen, och Fig 2 i närmre detalj visar en anordning enligt uppfinningen vid låsning av en Växelspak, och Fig 3 visar en del av låsmekanismen i närbild, och fig 4 visar en styrdel, och F ig 5 visar en ingreppsdel, och F ig 6 visar ingreppsdelen i en särskild utföringsform, och Fig 7 visar upplåsning av en anordning enligt uppfinningen, och Fig 8 visar ett upplàsningsförfarande i närbild, och F ig 9 visar upplåst läge i en anordning enligt uppfinningen, och F ig 10 visar en detalj för fastsättning i en Växelspak, vilken kan användas för låsning UTFÖRINGSFORMER 10 15 20 25 30 . . - . t a ( *w i D G1 *Q CD FJ 117328 usN 2003-09-13 l fig 1 visas översiktligt en anordning 100 enligt uppfinningen samt hur denna kan användas i ett växelspaksystem. En växelspak 110 (vilken ej är en del av uppfinningen) är stelt förbunden med en så ka||ad spakkropp 120, vars utformning innefattas av en aspekt av uppfinningen. Växelspaken 110 kan röras i de riktningar som antyds av den dubbelriktade pilen A (en svängrörelse höger - vänster i "papperets plan"), varvid även spakkroppen medbringas. Denna rörelse sker runt en axel eller pivotpunkt 130.

Syftet med uppfinningen, att kunna låsa spakens 110 rörelse i ett eller flera lägen, samt att frigöra spaken från nämnda låsning oavsett om föraren belastar spaken (i riktningen som visas av pilen A) eller ej, uppnås genom anordningen 100 enligt uppfinningen, vars funktion och huvudsakliga delar är som följer: För att kunna åstadkomma själva låsingreppet innefattar anordningen en ingreppsdel 140, vilken styrs av en styrdel 150. Styrdelen kan styras att genom svängning kring en led 207 röra sig mellan ett första och ett andra läge, där lägena svarar mot låsning respektive icke-låsning av växelspaken.

Styrdelen innefattar medel för att vid sin rörelse mellan nämnda lägen medbringa ingreppsdelen, på ett sätt som kommer att beskrivas i mer detalj nedan. Vid rörelsen till làsläget kommer en del av ingreppsdelen, ett första låsningsavsnitt, att gripa in i ett andra låsningsavsnitt i spakkroppen, hack eller öppning, exempelvis ett varigenom låsningsfunktionen åstadkommes.

Enligt uppfinningen är det första låsningsavsnittet så utformat att vid rörelse hos växelspaken (här avses rörelse i den riktning som är relevant i ett reglage för automatiska växellådor, med andra ord den rörelseriktning som visas av den dubbelriktade pilen A i fig 1) kommer det första låsningsavsnittet att pressas ut ur ingreppet med det andra låsningsavsnittet. 10 15 20 25 30 F05 '70 . . . . . _. f. - uw-.z /U :'.1"-'-_- -_; ".' 117328 USN 2003-09-13 Enligt uppfinningen är det första låsningsavsnittet för detta ändamål utformat som en utskjutande klack, vilken smalnar av i den riktning som är mot växelspaken/spakkroppen. Uttrycket "utskjutande" avser här riktningen mot spakkroppen. l det visade exemplet sker ingreppet i en spakkropp som är fast förbundet med växelspaken, men det vore även möjligt att exempelvis låta ingreppet ske direkt i växelspaken, eller att på annat sätt ha en detalj som via ingreppsdelen låser fast växelspaken i ett valt läge.

På ett sätt som kommer att beskrivas närmare i det följande bidrar denna utformning till att det första låsningsavsnittet pressas ut ur ingreppet med det andra låsningsavsnittet, varvid även hela ingreppsdelen pressas ut. När klacken har pressats ut ur ingreppet bör ingreppsdelen flyttas ytterligare bort från spakkroppen, en funktion som säkerställs av att även styrdelen vid sin rörelse ut ur låsläget, till ett frlgöringsläge, medbringar ingreppsdelen. Även detta beskrivs mer detaljerat i det följande.

Fig 2 visar anordningen i ett låsningsläge, och skildrar i närmare detalj samspelet mellan styrdelen 150 och ingreppsdelen 140: både styrdelen och ingreppsdelen uppvisar varsin första öppning 201 respektive 203. Styrdel och ingreppsdel är så anordnade att deras respektive första öppningar åtminstone delvis sammanfaller med varandra, med andra ord bildas en sammanhängande öppning. Lämpligen, men ej nödvändigtvis är öppningarna 201, 203, i styrdelen och ingreppsdelen genomgående, vilket gör att även den öppning de bildar gemensamt är genomgående. l den gemensamma öppningen är anordnat en låsningsdetalj 205, i det visade exemplet en del av en cylindrisk stav, en rulle, vilken är anordnad så att cylinderns längsriktning är vinkelrät mot ett plan som styrdelens rörelser utförs i (cylinderns längsriktning är m.a.o. vinkelrät mot ”papperets plan").

Låsningsdetaljen 205 bidrar till låsningseffekten med hjälp av särdrag hos a|~uo 10 15 20 25 30 , . . t - n r ri r a cm se co ro . - . - o I 1 17328 USN 2003-09-13 detaljerna i uppfinningen som bäst framgår av fig 3, där området kring öppningarna 201, 203 i styrdelen 150 och ingreppsdelen 140 visas starkt uppförstorat: Kanterna på de respektive sammanfallande öppningarna är utformade så att en del av kanten på styrdelens 150 öppning bildar en del av en första cirkelradie 303, och en del av kanten på ingreppsdelens 140 öppning bildar en del av en andra cirkelradie 305. l làsningsläget (visat i fig 3) kommer styrdel och ingreppsdel att vara så positionerade i anordningen att den första 303 och den andra 305 cirkelradien är koncentriska och har en tänkt radiallinje 307 som sträcker sig genom styrdelens led 207. l làsningsläget (visat) kommer låsningsdetaljen, rullen 205, att vara belägen i direkt kontakt med de respektive kantdelar som bildar delar av nämnda första och andra cirkelradie. Denna placering av rullen gör att den i samverkan med de delar av styrdel och ingreppsdel som har nämnda radieutformning kommer att ta upp de krafter som verkar på spaken när föraren försöker flytta spaken i det låsta läget. Detta i sin tur gör att belastningen på det yttre medel (ej del av uppfinningen) som har använts för att föra styrdelen till det låsta läget kommer att reduceras avsevärt jämfört med vad som annars hade krävts, vilket möjliggör användande av mindre och billigare detaljer än tidigare för påverkan på styrdelen. l fig 4 visas styrdelen 150 i stark uppförstoring: av bilden framgår dels den första öppningen 201 i styrdelen, dels den del 402 av öppningen 201 som bildar en del av en första cirkelradie 303. Av bilden framgår också ett antal andra detaljer i styrdelen: en öppning för leden 207 kring vilken styrdelen kan bringas att rotera, en öppning 403 som är fästmöjlighet för yttre organ som bringar styrdelen i rotation kring leden 207, samt en öppning eller fästmöjlighet 405 vilken kan användas av de yttre medel som för styrdelen i dess rörelse. 10 15 20 25 30 (1 f) LD \'l CO lO « . a u - I 117328 usN 2003-09-13 I fig 5 visas ingreppsdelen 140 i stark uppförstoring: av bilden framgår den första öppningen 203, samt den del av öppningens kant 502 som bildar en del av en andra cirkelradie 305. Av bilden framgår även två ytterligare öppningar 501 och 503, vars funktion är följande: detta är en öppning eller likande fästpunkt för en axel kring vilken ingreppsdelen rör sig. Axeln är fäst i en icke visad detalj i fordonet, exempelvis en kåpa för växelspaksarrangemanget. Förutom att hjälpa till vid ingreppsdelens rotation har axeln en annan funktion, nämligen att tas upp krafter vid belastning på spaken. För att underlätta förståelsen för funktionen visas rotationen kring denna axel med en dubbelriktad pil B i fig 5.

I fig 5 syns även den del 505 av ingreppsdelen 140 som är avsedd att gripa in i ett motsvarande jack i en spakkropp eller på annat sätt låsa växelspakens rörelse. Delen 505 är som nämnts utformad som en klack som skjuter ut från övriga ingreppsdelen, där klacken har sidor som sluttar in mot klackens ”kortsida”, med andra ord smalnar klacken av i den riktning som är mot växelspaken. l fig 6 visas en annan vy av ingreppsdelen i en möjlig utföringsform: istället för att vara utförd i en väsentligen plan platta är ingreppsdelen i fig 6 utformad i ett massivt stycke, med utformningen från fig 5, men med en urtagning i mitten i stycket, i vilken urtagning ingreppsdelen 140 kan anordnas så att de två plattorna löper på varsin sida om styrdelen 150, vilken då i sin tur är utformad i en väsentligen plan platta.

I fig 7 visas hur upplåsning av anordningen enligt uppfinningen sker från det låsningsläge som visas i fig 1 och 2: de inledningsvis nämnda villkoren för att upplåsning skall ske är uppfyllda, med andra ord har bromspedalen tryckts ner eller liknande. Med hjälp av en yttre mekanism (ej visad) bringas styrdelen 150 att rotera kring leden 207 i den riktning som visas med en pil i ritningen. Nämnda yttre mekanism är ej en del av uppfinningen, men kan i en föredragen utföringsform utgöras av exempelvis en solenoid som påverkar :ones 10 15 20 25 30 (fl PO (Ii \\'! CD FJ n . . . ø n 0 1 17328 USN 2003-09-13 styrdelen att rotera i olika riktning kring leden 207 beroende på om det är låsning eller upplåsning som skall ske. Givetvis kan även andra mekanismer för påverkan på styrdelen användas, men solenoider är att föredra, då de ger en elektromekanisk rörelse till en relativt låg kostnad..

Av fig 7 och den tidigare beskrivningen inses också att rullen 205, som i låsningsläget bidrog till låsfunktionen, kommer att ha en annan funktion i upplåsningen: genom sin kontakt med innerkanterna på öppningarna i de respektive delarna kommer rullen 205 att nedbringa friktionen vid upplåsningsrörelsen, vilket avsevärt underlättar genomförandet av rörelsen. lngreppsdelen kommer att pressas ut ur ingreppet med spakkroppen på det vis som har beskrivits ovan, men enligt uppfinningen kommer ingreppsdelen att vid upplåsning förflyttas ytterligare ett stycke från spakkroppen, vilket visas i fig 9.

Av det som har beskrivits hittills framgår dock en viktig funktion hos uppfinningen, nämligen att upplåsning kan ske vid belastning av spaken, något som inte har varit möjligt tidigare, men som är ett önskemål från producenter av motorfordon. Vid belastning när upplåsning inte skall ske tas belastningen upp på ett enkelt sätt av anordningen, och vid belastning när upplåsning skall ske bidrar belastningen helt enkelt till upplåsningen, genom att ingreppsdelen pressas ut ur ingrepp med spakkroppen, eftersom, vilket inses av fig 7 och även med hänvisning till fig 2, spakkroppens rörelse i riktningen enligt dubbelpilen A (samma som i fig 1) gör att låsningsavsnittet i ingreppsdelen pressas ut ur ingreppet med spakkroppen på grund av làsningsavsnittets utformning som en klack med sluttande kanter.

I fig 8 visas i närmare detalj hur minskningen av friktion uppnås, med andra ord hur rullen 205 underlättar styrdelens rotation vid upplåsning: styrdelen 150 roterar kring leden 207, och rör sig därvid i den riktning som visas med små pilar. Rullen 205 är, som nämnts, i låsningsläget i mekanisk kontakt med de två kantdelar som bildar varsin cirkelradie, och kommer därför vid 10 15 20 25 30 CT! |'“ J CT! *J CO N) aa . n ~ . n' 1 17328 U SN 2003-09-13 styrdelens rotation att rotera i den riktning som visas med pilar i fig 8, med andra ord en riktning som är omvänd mot riktningen på styrdelens rotation.

På grund av rotationsriktningen och den mekaniska kontakten mellan delarna kommer ingreppsdelen att bringas att röra sig åt en riktning som är "ut" ur ingreppet med spakkroppen. Som har framgått av tidigare bilder är den första öppningen 201 i styrdelen väsentligen "L-formad”, varvid rullen i låsningsläget vilar mot ena kortändan i L-et, och samtidigt är i kontakt med den kant som har den nämnda cirkelradieformen. Vid den rotationsrörelse hos rullen som visas i fig 8 kommer rullen efter ett tag att röra sig över böjen i L-formen, och föra med sig ingreppsdelen ut ur ingreppet med spakkroppen.

I fig 9 visas så slutligen en anordning enligt uppfinningen i upplåst läge, med andra ord ett läge där växelspakens/spakkroppens rörelse inte hindras av anordningen: Styrdelen 150 har med hjälp av yttre medel, exempelvis nämnda solenoid, fàtts att rotera i den i fig 8 visade riktningen kring leden 207, medurs i ritningarna. Klacken hos på ingreppsdelen 140 har under inverkan av spakkroppens rörelse bringats ur ingrepp med spakkroppen, vilket har underlättats av rullens 205 samverkan med kanterna hos öppningarna 201 och 203 i styrdel och ingreppsdel, och kommit att flytta sig ur ingreppet med spakkropp/växelspak.

Med förnyad hänvisning till fig 5 visas att det finns en andra, njurformig öppning 501 i ingreppsdelen. l styrdelen finns en motsvarande del, ett stift som i det öppna läget som visas i fig 9 ligger an mot ena änden av den njurformiga öppningen 501, och därvid hindrar ingreppsdelen från att rotera in mot ingreppsläget. Stiftet tjänstgör således som medel för att hålla ingreppsdelen hålls på plats i det upplåsta läget.

Dock har stiftet en funktion till i *anordningen: med hänvisning till fig 7 inses att vid upplåsning kommer spakkroppen enbart att pressa klacken ut ur ingreppet med spakkroppen, men ingreppsdelen kommer att föras ytterligare ett stycke bort från spakkroppen med hjälp av nämnda stift i det njurformiga till. 10 15 20 25 30 ,. :g--ve 117328 usN 2003-09-13 10 spåret: vid styrdelens rotation (se fig 8) i upplåsningsrörelsen kommer stiftet att komma i kontakt med ena änden av spåret, och därför medbringa ingreppsdelen ytterligare i upplåsningsriktningen. Kontakten mellan stiftet och nämnda ena spårände kommer att äga rum vid ungefärligen samma tidpunkt som rullen 205 "trillar över kanten" i sitt L-formiga spår i styrdelen. Kontakten mellan stiftet och spårets ena ände kommer dessutom, som nämnts, att bidra till att ingreppsdelen kvarhålls i upplåsningsläget.

Vid upplåsning utan belastning, med andra ord om föraren exempelvis trycker på bromspedalen utan att belasta växelspaken, kommer inte ingreppsdelen att pressas ut ur sitt ingrepp av spakkroppen, eftersom spakkroppen inte är belastad. Det som sker i detta fall är istället att ingreppsdelen förblir i ingrepp med spakkroppen, och styrdelen roterar runt sin axel 207, varvid stiftet kommer att komma i kontakt med nämnda kant i det njurformiga spåret och därvid bringar ingreppsdelen ut ur ingrepp.

Ovan har skildrats hur anordningen enligt uppfinningen fungerar vid övergång från låst läge till upplåst läge. Det bör dock även ha framgått hur den motsatta övergången sker, med andra ord från upplåst läge till låst läge: Med hjälp av yttre medel, såsom exempelvis en solenoid, fås styrdelen att rotera kring leden 207 i motsatt riktning mot vad som har visats , med andra ord ”moturs i ritningen". Rullen 205 kommer genom sin kontakt med kanterna på de respektive öppningarna i styrdel och ingreppsdel att bringa ingreppsdelen att röra sig mot ingrepp med spakkroppen.

I fig 10 visas så slutligen en utformning av en spakkropp enligt en utförlngsform av uppfinningen: spakkroppen 10 i fig 10 används lämpligen ihop med låsnings/frigöringsmekanismen som har beskrivits ovan, och uppvisar en ytterkant 12 och i denna en öppning 11 för ingrepp, där nämnda öppning har fasade kanter, och fasningen är sådan att öppningen blir större ju närmare anordningens 10 ytterkant man kommer. 10 15 525 782 '...--- 117328 USN 2003-09-13 11 Uppfinningen är inte begränsad till de ovan visade utföringsexemplen, utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan utformningen av klacken i ingreppsdelen och de motsvarande ytorna i spakkroppen utformas på annat sätt som ger motsvarande funktion. Vidare är det exempelvis fullt möjligt att låta de koncentriska cirkelytorna i öppningarnas innerkanter byta plats, så att styrdelen har ett cirkelformigt kantavsnitt som ligger utanför ett motsvarande cirkelformigt kantavsnitt i ingreppsdelen.

Hur låsning i et flertal lägen åstadkommes med hjälp av en anordning enligt uppfinningen torde också ha framgått: i fig 1 och 7 visas ett antal likadant utformade öppningar i spakkroppen, där varje öppning svarar mot ett önskat låsläge. Öppningarnas antal och lägen kan givetvis varieras inom ramen för uppfinningen, allt efter behov.

Claims (8)

10 15 20 25 30 525 782 12 1 17328 USN 2004-05-25 PATENTKRAV

1. Anordning (100) för att låsa en växelspak (110) i ett fordon i ett läge och för att frigöra växelspaken från läsningen oavsett om växelspaken är under kraftbelastning eller ej, vilken anordning innefattar en styrdel (150) och en ingreppsdel (140), där styrdelen är inrättad att kunna styras till rörelse mellan ett första och ett andra läge och att kunna fasthållas i dessa, vilka lägen svarar mot nämnda låsning respektive frigörning, och vilken styrdel uppvisar medel för att kunna medbringa ingreppsdelen mellan ett första och ett andra läge för ingreppsdelen, kännetecknad av att : - ingreppsdelen (140) innefattar ett första låsningsavsnitt (505) som är utformat för ingrepp i ett motsvarande utformat andra låsningsavsnitt i eller fastgjort vid en växelspak, - det första låsningsavsnittet är så utformat att vid rörelse hos växelspaken kommer det första låsningsavsnittet att pressas ut ur ingreppet med det andra låsningsavsnittet, - anordningen innefattar medel (205) för att reducera friktionen vid styrdelens medbringande av ingreppsdelen mellan nämnda lägen, - medlen för att reducera friktion är utformade så att de i samverkan med styrdelen (150) och ingreppsdelen (140) låser ingreppsdelen i dess position i låsläget.

2. En anordning enligt krav 1, i vilken ingreppsdelens låsningsavsnitt (505) är utformat som en utskjutande klack, vilken smalnar av i den riktning som är mot växelspaken.

3. En anordning enligt krav 1 eller 2, i vilken styrdelens rörelse mellan nämnda första och andra läge sker genom rotation kring en led (207).

4. En anordning enligt något av föregående krav, i vilken styrdelen (140) och ingreppsdelen (150) uppvisar vardera minst en öppning (203, 201), och styrdelen och ingreppsdelen är anordnade så att deras respektive öppningar 10 15 20 25 30 525 782 1 17328 USN 2004-05-25 13 åtminstone delvis sammanfaller med varandra, och där medlen för att reducera friktion utgörs av en cylindrisk rulle (205) vilken sträcker sig genom bägge nämnda öppningar.

5. En anordning enligt krav 4, i vilken rullens (505) längsriktning är vinkelrät mot ett plan i vilket styrdelens rörelser utförs, och rullens nämnda låsverkan i samverkan med styrdelen och ingreppsdelen åstadkoms genom att: - kanterna på de respektive sammanfallande öppningarna är utformade så att en del av kanten på styrdelen bildar en del av en första cirkelradie (303), och en del av kanten på ingreppsdelen bildar en del av en andra cirkelradie (305), - i låsningsläget kommer den första och den andra cirkelradien att vara koncentriska och ha en tänkt radiallinje som sträcker sig genom styrdelens nämnda led, - i låsningsläget kommer rullen att vara belägen i direkt kontakt med de respektive kantdelar som bildar delar av nämnda första och andra cirkelradie.

6. Anordningen enligt något av föregående patentkrav, i vilken styrdelens (150) medel för att medbringa ingreppsdelen innefattar ett styrstift vilket rör sig i ett spåri ingreppsdelen.

7. Anordningen enligt något av föregående, i vilken styrdelens (150) rörelser åstadkommes genom inverkan av en solenoid.

8. En anordning (120) för fastgörning vid en Växelspak för att kunna låsa växelspaken (110) i ett läge, vilken låsning företrädesvis åstadkommes genom anordningen enligt något av kraven 1-7, vilken anordning (120) uppvisar en ytterkant (12) och i denna en öppning (11) för ingrepp, kännetecknad av att nämnda öppning har fasade kanter, där fasningen är sådan att öppningen blir större ju närmare anordningens ytterkanter man kommer.