SE528054C2 - Manöveranordning - Google Patents

Description

O OIOt 0 nu! o oo 0 coop no co 0 a 4 on 0 1 0 1 Q 0 0 a n I OI .IC I I I OO I I oo min oo nu I I g 0 0 I c c ll 10 15 20 25 30 528» 054 HGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar på vilka fig. 1 fig. 2 fig. 3 fig. 4 fig. 5 fig. 6 är en perspektiwy av en manöveranordning enligt uppfinningen i form av ett växelreglage för växellådor i motorfordon, är i större skala i ett delvis brutet vertikalt snitt genom manöveranordningen i ett neutralläge, är ett delsnittl större skala av ett parti av snittet enligt fig, 2, är i större skala en detaljvy av slyrorgan för manöverrörelsen i form av vipparm, rulle och fjäder, är ett mot fig. 2 svarande snitt, men med manöverdonet omställt “ till ett aktiverat manöverläge, är ett likasàtvertikalt, men mot snittet i fig. 5 tvärställt snitt, visande manöveranordningen i sitt neutralläge, medan är ett motsvarande snitt med manöveranordningen i ett aktiverat manöverläge.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Den som exempel visade manöveranordningen enligt uppfinningen utgöres således av ett växelreglage för en växellåda till motorfordon, särskilt av typ automatväxellàdor, varvid det även kan vara inbyggt en funktion för manuellt 0 I O O ll 0 OIIO 00 OI I 0 00 I o u c n I I o Du o dig; l I I o 0 0 o oo o on nu lll! In O n OI I old n Iooøl 0 10 15» 20 25 30 528 054 3 I O I I II ll II val av växlingslägen. Växelreglaget visas helt separat utan de överföringsfunktioner som erfordras för överföring av växelreglagets mekaniska lägen och rörelser till motsvarande växlingstillstànd hos växellådan. Detta kan företrädesvis ske genom fullständigt elektrisk avkänning och överföring av växelreglagets lägen till en elektromekanisk drivanordning vid växellådan, direkt eller via styrdator.

Manöveranordningen enligt uppfinningen, eller spakstället, består av två huvuddelar, dels lägesomställbart manöverdon, i det visade exemplet en spak 1, och dels ett manöverhus 2, i vilket spaken är ledbart anbragt. Spaken är omställbar ett av en operatör, fordonsföraren, manuellt utmed åtminstone ett rörelseplan mellan olika lägen. l det visade exemplet är spaken omställbar mellan och utmed flera rörelseplan och rörelseriktningar. l det visade exemplet är spakstället, såsom framgår av exempelvis fig. 2, försett med en ledanordning 3 i form av en kulled med en ledkula 4 som medföljer i spakens ledrörelser och en i huset 2 anordnad ledskål 5 i vilken ledkulan är vridbart lagrad. Själva kulleden medger ledrörelser eller svängningsrörelser hos spaken 1 i ett obegränsat antal riktningar till en begränsad vinkel relativt ett neutralläge. Dock är spakrörelsen styrd att vara begränsad till valda plan och riktningar av andra begränsningsorgan, som närmare skall beskrivas nedan.

Ledanordningen 3 är belägen med en orientering mot spakens nedre ände 6, dock med ett avstånd till denna så att spaken i princip bildar en tvåarmad hävstång med en övre arm 7 ovanför Iedanordningens ledpunkt 8 och en nedre arm 9 nedanför ledpunkten. I änden av den övre armen av spaken är anordnat ett spakhuvud 10 eller en manöverknopp, se fig. 1, avsedd att omgripas av operatören för att omställa spaken. Ledanordningen är i det visade exemplet vinkelbegränsad och även styrd till sitt neutralläge medelst en elastisk ring 11 av exempelvis gummi, som är anordnad koncentriskt kring spakens längdaxel 12 och inrättad att partiellt komprimeras över delar av sin i 0000 90 OI 6:00 in I I 0 I n 0 l s Oc I :Int I I O O i 0 I Q I nun O! OO 0000 0 10 15 20 25 30 omkrets runt spaken vid dess rörelser mellan två begränsningsytor, en begränsningsyta 13 i ett spår 14 i ledkulan 4 och en fast yta 15 i manöverhuset 2. Den fasta ytan sträcker sig i det visade exemplet huvudsakligen i ett radialplan betraktat i spaken neutralläge, medan den begränsningsyta 13 som medföljer i ledkulans vridningsröreiser sträcker sig hela tiden huvudsakligen i radialplanet. Den elastiska ringen 11 ger en mjuk och glappfri känsla under spakens omställningsrörelser men ger ej någon distinkt återställning kring neutralläget, i vilket spaken kan stå och vibrera vid kända utföranden där ytterligare åtgärder ej vidtagits för att styra spakens rörelser..

Spakens omställningsrörelser och lägen avkännes nedtill i manöverhuset 2 genom avkänning av den nedre spakändens 6 lägen och rörelser eller aktivering medelst spakänden. För detta ändamål är anordnade avkänningsorgan 16, 17. som är inrättade att avkänna spakändens lägen och rörelser och omvandla dessa till manöveråtgärder för ett rnotorfordons manövrering, såsom växling. Dessa avkänningsorgan 16, 17 utgöres exempelvis av hallelement, som är infästa nedtill i huset 2 och inrättade att avkänna magnetiska element pä spakänden 6 och att avge en elektrisk manöversignal i beroende av spakens lägen och rörelser.

Avkänningsorganen kan alternativt utgöras av elektriska switchar som omställes av något parti av spakänden 6 för att sluta, eller bryta olika strömkretsar för manövrering av fordonet. Ytterligare exempel utgöres av elektrooptiska sensorer som I avkänner spakens lägen och rörelser hos spakänden 6. l praktiken kan spakänden 6 nedskjuta i ett hål i en skiva som föres till olika lägen för omställning av avkänningsorganen.

För styrning av manöverrörelserna med avseende på såväl lägen som rörelseriktning, rörelseutslag och erforderlig manöverkraft ingår i manöveranordningen olika' styrorgan. Ett sådant styrorgan utgöres av en i fiäderbelastad arm 18, som är rörligt anbragt i manöverhuset 2 för en huvudrörelse, som huvudsakligen är tvärriktad spakens 1 längdaxel 12. l det 528 0542 visade exemplet utgöres armen 18 av en vipparm, som är svängbart lagrad i huset relativt en axel 19 som är belägen på avstånd från manöverspaken.

Vidare ingår i styrorganen ett med vipparmen samverkande rullorgan 20 som är anbragt på manöverspaken, i det visade exemplet roterbart anbragt kring 5 en axel som är tvärriktad manöverspakens längdaxel och huvudsakligen parallell med vipparmens vippaxel 19. l det visade exemplet befinner sig rullaxeln 21 så att den skär spakens längdaxel 12. Rullaxeln 21 befinner sig på avstånd från spakens svängningsoentrum 8, bestämd av ledanordningen 3. Närmare bestämt befinner sig rullorganet 20 i fortsättningen kallad rullen, 10 mellan svängningscentrum 8 och spakens nedre ände 6, i exemplet i storleksordningen på halva avståndet. Altemativt kan rullen 20 utgöras av ett fast glldorgan, som är fast anbragt pà spaken. Gemensamt är att rullen, alternativt glidorganet, uppvisar en med Vlpparmen samverkande rullyta 22 eller glidyta. Vlpparmen är nämligen utformad med en kontaktyta 23 mot 15 rullen och dess mantelyta 22. Denna kontaktyta 23 är utformad såsom en kamyta eller kamkurva med en utformning som i samverkan med rullen och fjäderbelastningen på vippan definierar .vissa lägen och bestämmer manöverkrafterna. I det visade exemplet definieras ett läge, nämligen neutralläget för manöverspaken 1, vad beträffar åtminstone rörelsen i ett 20 visst rörelseplan, som indikeras ifig. 1. Rörelseplanet som kan betraktas som ett huvudrörelseplan i det visade exemplet indikeras med linjerna 24, 25, som möts i neutralläget 26 för manöverspaken. Detta huvudrörelseplan eller denna huvudrörelseriktning är vanligen riktad i ett fordons längdriktning. 25 Åter med hänvisning till fig. 2 bestämmas neutralläget i samverkan med 5 rullorganet 20 genom att kamkurvan 23 uppvisar en mot rullen vänd central, z konkav urtagning 27 dimensionerad att mottaga rullen 20. Urtagningen 27 uppvisar kontaktpartier 27a, 27b som ger en relativt brant kamkurva, dvs har en brant lutning betraktat i snittet i fig. 2 och uppvisar en relativt liten vinkel 30 mot spakens längdaxel 12, betraktat i spakens neutralläge. Båda 2 kontaktpartierna 27a och 27b divergerar således från varandra betraktat mot i spakens nedre ände 6. Teoretiskt sett skulle urtagningen 27 förneutralläget I I I a I 52 8» 054 anoula : I kunna vara utformad som en cylindrisk mantelyta med samma krökningsradie som rullen 20 och ha en utsträckning som understigen utsträckningen av en halvcylinder i periferiell riktning, varvid bildas en stor kontaktyta. I praktiken och med tanke på toleranser tillses i stället att rullen ej 5 ”kan bottna” i urtagningen utan är så dimensionerad att det skapas två kontaktställen mot urtagningen, vilka kontaktställen kan vara ytor, men även två punkter eller i princip linjekontakt. Genom att skapa två kontaktställen erhålles ett distinkt läge för manöverspaken och genom att kurvan är brant krävs en högre manöverkraft i spakrörelsens begynnelse i ena eller andra 10 riktningen. Kamkurvan 23 övergår pà ömse sidor om den brantare urtagningen 27 i kurvpartier 23a, 23b som är avsevärt flackare än kontaktställena 27a och 27b. l det visade exemplet är dessa flackare kontaktställen betraktat åtminstone i snittet enligt fig. 2 raka och uppvisar således en relativt stor vinkel mot spakens längdaxel 12 i dess neutralläge, 15 exempelvis i storleksordningen 60°, varvid de brantare kontaktställenas vinkel med avseende på ett tangentialplan exempelvis ligger i storleksordningen 15-30°.

Mellan det brantare partiet och de flackare partiema förekommer på ömse 20 sidor om urtagningen en övergängskant 23c, 23d med liten krökningsradie för att ge en stegartad övergång mellan den brantare kurvan och de flackare partierna av kamkurvan. l samverkan med kamkurvans lutning är fiäderbelastningen av vipparmen av 25 avgörande betydelse. Denna bestämmes av en dragfiäder 28 som är infäst :gg mellan huset och vippans rörliga ände 29. I det visade exemplet utgöres få; fjädern av en skruvfjäder som på känt sätt uppvisar krokliknande ändar, å' varvid ena änden omgriper ett parti av huset och den andra änden omgriper EÄÜ: ett parti av vippen. Förutom att bestämma manöverkraften och :rïg 30 återställningskraften' ' för manöverspaken strävar fjäderbelastningen att ansätta Iedkulan 24 mot ledskàlens 5 ledytor för eliminering av glapp i 10 15 20 25 30 528 G54 QIOIIQ 0 O 0 n :I canal: Û 0 9 nu nu liva 0 n 0 1000 II 0 0 0 0000 nov I OIOI n 0 0000 -n U I I 0000 ÜÜÜ. 0 I I I O Q 00 0 flioo D 1 n 0 0000 n 0 :sanna I ledytorna. Glappfrihet erhålles i samverkan med tjäderbelastningen även hos vipparmens víppaxel 19, som exempelvis bildas av två sidoriktade koaxiella axeltappar som inskjuter i urtagningar 40, 41 i huset på ömse sidor om vipparmens ände 30, se fig. 3 och 4. Urtagningarna i huset är nämligen utformade med sådana ytor att den cylindriska axeln 19, dvs med cirkulärt tvärsnitt erhåller två kontaktställen 42a, 42b mot urtagningen 40, vilket åstadkommas genom att urtagningen ges en kantig tvärsnittsform, exempelvis plana, mot varandra vinklade ytor 43a, 43b. Denna princip beskrivas närmare i sökandens egen patentpublikation nr. WO DO/38942.

Genom att fjäderverkan skapar en tvåarmad hävstàng av vipparmen med svängningspunkt kring rullaxeln 21 pressas vipparmens ände 30 mot urtagningens ena sida, varvid ständigt tillförsäkras kontakt i lagringsytorna med ett definierat läge och därmed elimineras toleransproblem. Som framgår av fig. 3 är den kantiga tvärsnittsformen i detta exempel ej symmetrisk, utan ytorna 43a, 43b som bildar kontaktställena 42a, 42b är med fördel något längre än övriga ytor för att tillförsäkra att den mellanliggande ytan 42c e] kommer i kontakt med axeln 19. Urtagningen kan alternativt ha annan form, som ger två kontaktställen, t_.ex. oval form med en minsta krökningsradie, som understiger axelns 19 radie.

Fig. 5 visar manöverspaken 8 omställd till ett bakre läge, exempelvis med en rörelse från neutralläget utmed huvudplanet, dvs en rörelse rakt bakåt utmed linjen 25 enligt fig. 1. Härvid har rullen 20 således övergått från kamkurvans brantare parti 27 till det ena av de flackare partierna 23a. Genom den snabba övergången via kanten 23c förändras motståndet i spaken stegartat så att det krävs en relativt liten manöverkraft hos operatören, vilket närmast ger en "kollapsande" känsla vid fortsatt rörelse mot ett av de två ändstopp 31, 32 som är anordnade i huset 2 i form av två motställda stoppklackar som bildar ändlägen för manöverspaken genom samverkan med anslagsytor 33, 34 pà spaken. Fjäderns karaktäristik är med fördel vald så attman erhåller i huvudsak oförändrat motstånd vid ökande vinkel hos spaken och därmed hos vippan. För att helt kompensera för ett ökande motstånd kan den flacka 0 I nlcløø 10 15 20 25 30 528 054 banan göras svagt konvex i stället för rak. Dock är viktigt att tangentvinkeln i spakens yttersta läge, dvs vinkel mot spakens längdaxel understiger 90° och har tillräcklig storlek för att ge en tillräcklig returkraft hos spaken för självåterställning till neutralläge, dvs att det skapas en kraftkomponent som ger ett vridmoment moturs, se fig. 5, runt kulledens svängningscentrum 8 om man släpper spaken.

Fig. 6 och 7 visar således tvärsnitt genom manöveranordningen eller spakstället lagda vinkelrätt mot snitten enligt fig. 2 och 4. Härvid är snitten således lagda axiellt genom rullens axel 21. Härav framgår att spaken 1 nedanför ledkulan 4 övergår i ett utvidgat parti 35, som är rörligt tillsammans med spaken 1 är inneslutet i huset 2, närmare bestämt i ett utrymme 36, varvid huset är i huvudsak slutet, med undantag av den uppåt vända husöppningen 37, genom vilken spaken uppskjuter. Det utvidgade partiet bildar bl.a. en hållare för rullen 20 genom att dess rullaxel 21 utskjuter sidledes från rullen och är anbragta i det utvidgade partiet 35 på ömse sidor om ett genomgående hàlrum 38 genom vilket vipparmen 18 sträcker sig.

Det aktuella spakstället är av en typ, där spaken även är rörlig i en andra led vilket närmare skall beskrivas nedan. För detta ändamål är rullen 20 konkav, dvs uppvisar en konkav mantelyta 22 med en krökning som i det visade exemplet har ett som sammanfaller med kulledens svängningscentrum 8. Härigenom befinner sig rullens kontaktyta hela tiden centrum på samma avstånd från svängningscentrum för spaken. Detta medför att ' vippan ej lyftes vid omställning i annan led. Vipparmen 18 har som framgår av fig. 4, 6 och 7 en mindre bredd än rullens axiella längd, exempelvis cirka halva bredden medförande att vippan kan förskjutas sidledes, när spaken ställes i olika sidolägen. Vippan är hela tiden är i kontakt med rullen, se fig. 7, som visar ett sidoläge för vippan, som intages när spaken är förd i sin andra led, se linjen 45 i fig. 1. Motsvarande sidoläge upprätthälles, 'när spaken omställes i en riktning,~som är parallell med huvudrörelsen, se linjen 46, utmed linjen 24, 25. I läget vid skämingen av linjen 45 och 46 befinner sig 10 15 20 25 30 528 «Û54 således rullen i samma läge som neutralläget betraktat enligt fig. 2. Utmed linjen 46 kan exempelvis omställning ske till baokläge medelst en pendelrörelse hos spaken 1. En sidorörelse utmed linjen 47, dvs tvärriktat huvudrörelsen ger en omställning från automatväxelmod till manuell mod.

Vid en spakrörelse utmed linjen 46 rullar således rullen utmed samma bana 23a som visas i fig. 5, dock något sidoförflyttad, som framgår av fig. 7.

Det är ej nödvändigt men tänkbart att vipparmen 18 har konvex tvärsnittsform i sin kantyta 23, 27.

För att styra spakrörelsen med avseende på riktning samverkar kulleden 3 med styrorgan 48, 49, som definierar spakens 1 svängningsaxlar 50, 51 som alltid går genom kulledens svängningscentrum 8. Dessa styrorgan är av en typ, ~ som beskrives i sökandens tidigare patentpublikation nr.

WO 99l3231§ff till vilken hänvisas. l korthet består styrorganen 48, 49 av en fiäderbelastad kolv som är lnspänd mot ett spår 49 på insidan av huset 2.

Späret 49 har härvid ett stabilt läge enligt fig. 6, som definierar huvudaxeln 50 och därmed huvudrörelsens plan, som bildar linjerna 24, 25, se fig. 1. l läget enligt fig. 7 strävar spåret genom kolvens fjåderbelastning att återföra spaken till huvudplanet, vilket kan ske i lägen, då andra begräsningsorgan ej hindrar sådan rörelse, i exemplet medges detta utmed linjerna 45, 47, se fig. 1. l exemplet är anordnad en spärrmekanism 52, som skapar vissa rörelsebegränsningar. Spärrmekanismen 52 utgöres i exemplet av två samverkande spärrelement 53, 54, det ena är fast i huset 2, medan det andra bildar en sidoriktat utsprång på spakens 1 parti 35. Spärrmekanismen 52 har en kort utsträckning i djupled, betraktat i snittet enligt fig. 6 och 7.

Detta medför att spärrning mot sidorörelse upprätthålles vid spakrörelse utmed linjen 46, se fig. 1, som Lex. utgör backrörelse. Så snart spaken svänges kring sin axeln 51, till skärningen mellan linjerna 45, 46, lämnas spärrläget och spaken omställes till neutralläge enligt fig. 6. to 00 0 I . u ecco n 00 us »ou oo nu alla l non Otflil c 10 szs 0545 10 Ytterligare styrorgan eller närmare bestämt begräsningsorgan 55, 56 är i exemplet belägna nedtill i huset 2 i form av mekaniska anslagskanter, som mellan sig bildar spår så att spaken 1 blockeras mot rörelser i vissa riktningar inom ramen för övriga rörelsebegräsningar.

Claims (7)

1528 G54 116595 AM/MLR 2005-04-07 11 PATENTKRAV

1. Manöveranordning innefattande ett manöverdon (1) inrättat att omställas manuellt av en operatör, och ett manöverhus (2) med en 5 ledanordning (3) medelst vilken manöverdonet är ledbart anordnat i manöverhuset för manöverrörelser i åtminstone två led mellan ett antal manöverlägen, vilka rörelser och lägen är avsedda att överföras till motsvarande driftstillstånd hos en anordning som skall manövreras, varvid ledanordningen definierar en ledpunkt (8) kring vilken manöverdonet med sin 10 längdaxel (12) är inrättad att svängas och utföra sina manöverrörelser och styras i manöverrörelsen medelst inbördes samverkande styrorgan (18, 20, 48, 49) för rörelsen, vilka är anbragta pà dels manöverdonet och dels manöverhuset, k ä n n et e c k n a d d ä r a v , att styrorganen för manöverrörelserna innefattar dels en vipparm (18), som är svängbart lagrad 15 kring en vippaxel (19) i manöverhuset (2) och uppvisar en kamyta (23, 27) som bildar en rull/glidbana, och dels ett rull/glidorgan (20), anbragt på manöverdonet (1) på fast avstånd från ledpunkten, att vipparmen eller rull/glidorganet ärrfiäderbelastat för inbördes anliggning och rörelse utmed rulllglidbanan och inrättat att medfölja i manöverrörelsen utmed åtminstone 20 nämnda manöverplan.

2. Manöverorgan enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att vipparmen (18) är svängbart lagrad i sin ena ände (30) i manöverhuset (2) och att vipparrnen (18) är fiäderbelastad så att den strävar i 25 att anpressa kamytan(23-) mot rull/glidorganet (20).

3. i Manöveranordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rull/glidorganet (20) utgöres av en rulle, som är roterbart lagrad i manöverdonet (1) kring en rullaxel (21), som sträcker sig vinkelrätt mot 30 manöverdonets Iängdaxel (12),

4. Manöveranordning enligt patentkrav 3, 528 054 12 k ä n n et e c k n a d d ä r a v, att rullens (20) mantelyta (22) är konkav och att rullens (3) axiella längd överstiger bredden hos vipparmens (18) kamyta (23, 27) så att vipparmen kan glida sidledes utmed rullens mantelyta.

5. 5. Manöveranordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att ett mittparti av rullens (20) mantelyta (22) bildar kontaktyta mot vipparmens (18) kamyta (23, 27) i ett första rörelseplan för manöverdonet, medan yttre partier av mantelytan bildar kontaktyta i ytterligare rörelseplan för manöverdonet. 10

6. Manöveranordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att fjäderbelastningen är inrättad att skapa en kontinuerlig kraft på manöverdonet (1) huvudsakligen i dess längdaxels (12) riktning in i huset (2), varigenom ledanordningens (3) ledytor 15 kontinuerligt ansätts mot varandra i radiell led för eliminering av spel.

7. _ Manöveranordning enligt patentkrav 2, varvid vipparmens (18) vippaxel (19) är lagrad i en urtagning (40) som är utformad att skapa två! kontaktställen (42a, 42b) och att fiäderbelastningen på vipparmen är inrättad 20 att kontinuerligt ansätta vippaxeln mot de två kontaktställena för eliminering av spel.