WO2009037370A1 - Selector secuencial - Google Patents

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Publication number
WO2009037370A1
WO2009037370A1 PCT/ES2008/000596 ES2008000596W WO2009037370A1 WO 2009037370 A1 WO2009037370 A1 WO 2009037370A1 ES 2008000596 W ES2008000596 W ES 2008000596W WO 2009037370 A1 WO2009037370 A1 WO 2009037370A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
forks
axial
semi
sequential
cylindrical
Prior art date
Application number
PCT/ES2008/000596
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ramiro Enrique Martinez
Ricardo Vicente GORDÓ LLOBELL
Original Assignee
Ramiro Enrique Martinez
Gordo Llobell Ricardo Vicente
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ramiro Enrique Martinez, Gordo Llobell Ricardo Vicente filed Critical Ramiro Enrique Martinez
Publication of WO2009037370A1 publication Critical patent/WO2009037370A1/es

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams

Definitions

  • the present invention relates to mechanical devices in general and more particularly refers to a sequential selector, its main object being to provide a mechanical device capable of being applied in the automation of constructions operated by any type of command, whether mechanical , electric, electronic, hydraulic, pneumatic and the conjugation of the same.
  • a further object of the present invention is to provide a mechanism that admits high positioning speeds made possible by its low inertial moments reflected on the main axis of control that reduced to a minimum, as a consequence, promotes the additional advantage that for a given imposed speed of positioning, a lower torque on the main drive shaft will be required to position the mechanism at the selected point.
  • a further object of the invention is to obtain a device of reduced dimensions, with a minimum amount of moving elements, with the consequent reduction of the moving masses and the total weight of the whole, of the order of 50% of the raw material necessary for its manufacture, which provides a reduction of wear due to reduction of friction and of malfunctions, among which the elimination of the possibility of positioning two functional points by a possible breakage of conventional means can be cited axial thrust which would cause the mechanism to stop avoiding the great damages that would occur in the sequential systems known at present, at the time of the breakage of any of the followers of its cams operating the conventional axial thrust means.
  • the arrangement of the invention being mounted outside the box may operate as a simple selector from an external tank acting on the external commands of a conventional gearbox, but may also be mounted inside forming part of it.
  • the selector has the facility to sense elements mounted on the main axis of control, the positions, speeds, accelerations and decelerations of the different mobile elements of the system. Alternate axial displacements can also be sensed both on the individually selected forks and on all components that are rigidly linked axially to said forks.
  • this sequential selector device has to be minimized, it has a greater manufacturing and assembly speed, consequently reducing machining times and costs, it does not require commissioning, specialized personnel , nor expensive equipment for assembly and assembly.
  • each axial phase offset according to the displacement law of the semi-cylindrical cam contained in each cycle may have its own axial travel, which is an advantage, since not all the paths of the conventional forks of axial thrust need the same axial displacement to produce the gear of each gear, avoiding complex redesigns in conventional gear groups.
  • the device is integrated by a main control axis with a rigidly mounted cursor.
  • a set of individual selection semi-cylindrical forks are mounted inside or outside of semi-cylindrical cams in the form of gutters, each of which has its own displacement law with respect to a medium or neutral plane.
  • Said semi-cylindrical forks of individual selection are rigidly connected to their corresponding axial translation rods, which are mounted in the convenient place by conventional axial thrust forks.
  • the axial translation rods are provided with two notches operatively linked with elastically driven locking means.
  • Patent Application WO 02/12758 A1 describes a cylinder equipped with one or more axial cams on its outside, which at certain angles of rotation, causes the selection and axial displacement of each fixed follower.
  • the Fixed followers are not anchored directly on the axial translation rods, but are fixed to axial translation plates, which are used as a means of linking between fixed axial translation followers and their respective axial translation rods.
  • the JP 1046049 patent allows to produce the drive of the gearbox by means of fixed followers to each axial thrust rod, corresponding to each transmission shift fork, using these followers as actuators.
  • the upper part of the actuators or followers copy the axial displacement of the cylindrical cams contained on a rotating cylinder.
  • the lower part of the actuators or followers are fixed to the rods that contain the transmission change forks.
  • the angular displacement is detected by a sensor that allows the control of the operation of the followers.
  • Patent Application GB 2 359 119 A shows how to operate on the external commands of a conventional gearbox from an external warehouse to it.
  • This external tank to the gearbox contains inside a mechanical device for the sequential control of a conventional gearbox.
  • the mode of linking between the gearbox and the external selector is represented by two rods labeled at its extremities. These rods originate their movement and selection from the external device, transferring these mechanical orders through the labeled linkage rods on the original commands of the gearbox, selecting the gears within the gearbox, acting on the rods and forks in a conventional and proper way of the box of speeds in question.
  • the external sequential selection device contains, inside, a rotating cylinder equipped on its outer surface with cylindrical cams that have axial denierures.
  • Copying of the cams is carried out by means of connecting rods that generate a rotational movement over an intermediate point at its two ends.
  • the cam tracker At one of the ends is the cam tracker, this is responsible for generating the rotation on the rod through the axial clearance of the cam and the distance between the center of the tracker fixed to the rod and the point of rotation thereof.
  • On another end of the connecting rod there is a label that transmits the displacement of its center by means of an additional labeled rod in an axial rotation or displacement according to the cam that is treated on the original control rods of the gearbox.
  • the rotating cylinder has two cylindrical cams outside with axial deflections, operating principles similar to those described above are also described in the European Patent Application EP 0 547 007 A1, the Patent Applications
  • the purpose of the present invention is to provide a device for sequential speed control for gearboxes, which replaces the operating principle already known, as evidenced by the prior art, which as noted higher in the initial paragraph, are embodiments that do not interfere with the provision that reveals the present documentation.
  • the semi-cylindrical forks -3-, -A- and -5- are individually selected, linked on constituent elements of! system that admits axial displacements but not angular displacements.
  • the respective cams -6-, -7- and -8- are integrally formed, adopting the shape of semi-cylindrical gutters and may have their own displacement law.
  • the plane in which the cursor -2- is moved angularly around the main axis of command -1- will be the middle or neutral plane, given by the neutral running positions of the movement law proper to said internal or external semi-cylindrical cams - 6-7-8-.
  • the individually selected forks, -3-4-5-, do not have any type of mutual bonding, with the purpose of allowing them to develop alternative axial displacements in a totally independent way.
  • the alternative axial displacement parallel to the longitudinal axis is provided to each individual selection fork independently.
  • Each individual selection fork is rigidly linked axially to its respective axial translation rods -9-10-11 -.
  • the axial translation rods -9-10-11 - are mounted rigidly in convenient places to the conventional thrust forks -12-13-14- that will be in contact with the movable sprockets of the gearbox (not illustrated).
  • each conventional axial thrust fork -12-13-14- in the neutral position within the gear groups can be carried out by means of assemblies of elastically mounted locking means -15-16-17-, acting independently on notches -18-19-20- operatively linked with the locking means made on each axial translation rod -9-10-11 -with the object to prevent their free axial displacement, keeping them centered in their middle or neutral position by exercising a certain pressure
  • the device for sequential speed control motive of the invention may use these sets of locking means or any other means, to preset the middle or neutral position of conventional axial thrust forks -12-13-14-within the different gear groups This can be done, either, on the conventional axial thrust forks themselves -12-13-14-, on the axial translation rods -9-10-11- as exemplified in this case, in a more direct way, acting on the individual selection forks -3-4-5-, or on any component that is rigidly linked axially to the individual selection forks.
  • the objective is to retain centered in its middle or neutral position, the semi-cylindrical cams -6-7-8-, fixed inside or outside of its corresponding individual selection fork -3-4-5-, when any of they are not selected by the cursor -2-,
  • the plane in which the cursor -2- moves angularly around the longitudinal axis of the main command axis -1 -, will be the middle or neutral plane given by the different neutral running positions of each of the semi-cylindrical cams -6- 7-8-, fixed inside or outside of its corresponding individual selection fork - 3-4-5-.
  • the sequential mechanism described can be incorporated into a given device, for example to an external or internal gearbox, as will be seen later, in which case the axial translation rods -9-10-11- may be replaced by primary axes -26- or secondary -25- and receive the aggregate of intermediate rods -24- that may include coupling ball joints, giving rise to certain conformations.
  • Figures 9 and 10 reproduce the disclosure, placing the semi-cylindrical cams on the outer contour of their corresponding individual selection fork -3-4-5-.
  • Figure 13 is a perspective view showing a variant embodiment. A device for the sequential selection of external speeds is shown, transmitting the alternative axial displacements generated in its forks -3-4-5- of individual selection, indirectly and through articulated rods -24-, on the external commands of a gearbox of conventional type.
  • Figure 14 is a perspective view similar to that of fig. 13 where the coupling between the outputs -S1-S2-S3- of alternative axial displacements formed in the individual selection forks -3-4-5- and their corresponding axes is shown in detail -25-,
  • the axial displacements generated in the individual selection forks -3-4-5- are captured by the axial displacement entries -E1-E2-E3- rigidly mounted axially on their corresponding secondary axes -25-
  • This alternative axial displacement is transferred to its corresponding articulated rods -24- acting on the external commands of a conventional type gearbox.
  • Figure 15 is a perspective view where a variant embodiment is shown.
  • a device for the sequential selection of external speeds is shown, transmitting the alternative axial displacements generated in its forks -3-4-5- of individual selection, indirectly and through articulated rods -24-, on the external commands of a gearbox of conventional type.
  • the aforementioned individually selected forks are rigidly linked to their corresponding primary axes -26- both components presenting only a degree of freedom in the alternate axial direction.
  • the alternative axial displacements generated in the individual selection forks mentioned during the angular displacement of the cursor -2- are reflected in their corresponding primary axes -26-, the latter being responsible for transporting the alternative axial displacements on their corresponding articulated rods -24-.
  • Figure 16 is a perspective view of an external device for sequential speed selection similar to that illustrated in Figure 15 but from a different angle.
  • the rigid axially alternative linkage between the individual selection forks -3-4-5- and their corresponding primary axes -26- is shown in detail.
  • For each individual selection fork -3-4-5- the rotation around the longitudinal axes of its primary axes is restricted, through centering accessory elements -22- placed in order to ensure its perfect centering around the main axis of control, avoiding the rotation of the primary axes -26- on their longitudinal axes.
  • the Io references described above are the following: 1 - Main axis of command.
  • Figure 1 consists of a perspective view of the basic device of the invention consisting of a sequential selector, which is related to axially displaceable rods to transmit the sequence conditioned in its structure.
  • Figure 2 is the basic device of illustration 1 taken from the opposite side.
  • Figure 3 shows a plan view of the basic device of the invention.
  • Figure 4 represents the plan view similar to the previous one where the internal cams with their axial detude detudeures are shown.
  • Figure 5 consists of a side view of the basic device of the invention.
  • Figure 6 illustrates a perspective view of a device of the invention applied to a sequential speed selector. In this figure you can see the individual selection forks with their corresponding semi-cylindrical cams located on its inner surface.
  • Figure 7 shows a plan view of the invention.
  • Figure 8 consists of a cross-sectional view of the sequential device, according to the middle or neutral cross-sectional plane of the individual selection forks.
  • the internal semi-cylindrical cams with their axial deutzures can be partially observed.
  • One of the forks Conventional axial thrust has not been represented.
  • Figure 9 represents a variant embodiment in which a perspective view of a device of the invention applied to a sequential speed selector is illustrated. In this figure you can see the individual selection forks with their corresponding semi-cylindrical cams located on its outer surface.
  • Figure 10 represents the embodiment variant of Figure 9, in which a plan view of the invention is shown.
  • the semi-cylindrical cams located on the outer surface of the individually selected forks can be observed.
  • Figure 11 is a perspective view where another variant embodiment is shown, in which at least one bolt is incorporated in the axial direction on which the set of individually selected forks can be axially slid.
  • Each individual selection fork has only one degree of freedom.
  • the alternative axial sliding in the direction parallel to the longitudinal axis of the main control axis is made possible through its corresponding axial translation rod and the bolt placed in the axial direction.
  • Bolts placed in the axial direction together with their respective axial translation rods restrict the angular displacement of each individual selection fork.
  • Figure 12 illustrates the functional diagrams of the selector in the plane, where the diagram -A- indicates the order and sequence with which each individual selection fork moves axially and alternatively when interacting with the cursor -2- during its angular displacement.
  • the diagram -B- shows the cycles that contain the law of angular and axial displacements of each semi-cylindrical cam, as well as the periods of pure rotation that separate each of said cycles.
  • Figure 13 shows an embodiment of external commands of a gearbox, to perform the sequential selection of external speeds, indirectly and through the intervention of secondary axes.
  • Figure 14 consists of details of the couplings with reference to the previous figure.
  • centering accessory elements -22- can be incorporated, which ensure the impossibility of unwanted rotation.
  • Figure 15 is a perspective view of an external sequential selector device for indirect indirect transmission speeds by means of articulated rods.
  • the semi-cylindrical forks of individual selection are linked to primary axes.
  • Figure 16 consists of another positional view of the preceding figure.
  • a cursor -2- On the main axis of command -1-, a cursor -2- is rigidly linked,
  • Both the main command axis -1- and the cursor -2- rotate together around the longitudinal axis of said axis -1-, not allowing axial displacements.
  • Each individual selection fork -3-4-5- contains rigidly attached on its inner or outer surface, to its corresponding semi-cylindrical cam -6-7-8- with its axial detudes,
  • the individual selection forks -3-4-5- are linked on constituent elements of the system in such a way that they allow alternative axial displacements, while they do not admit angular displacements.
  • the individually selected forks -3-4-5- do not have any type of link between them, in order to allow them to develop alternative axial displacements independently.
  • the semi-cylindrical cams -6-7-8- contained inside or outside each individual selection fork -3-4-5-, may have their own displacement law.
  • each semi-cylindrical fork of individual selection -3-4-5- may have their own displacement law.
  • the plane in which the cursor -2- moves angularly around the longitudinal axis of the main axis of command -1- will be the middle or neutral plane given by the neutral running positions of the proper movement law of each semi-cylindrical cam -6-7-8- fixed on the Inner or outer surface of each individual selection fork -3-4-5-.
  • the cursor -2- will select and deselect each of the semi-cylindrical forks of individual selection -3-4-5- in a plane transverse to the main axis of command -1-, which will be defined by the neutral running positions of each Semi-cylindrical cam 6-7-8-, following a certain order and sequence, The order and sequence of the axial displacements generated, will be established as already indicated, both by the displacement law of each semi-cylindrical cam -6-7-8- , as per the direction of rotation (counterclockwise) developed jointly by the main command axis -1- and the cursor -2- rigidly fixed thereto,
  • the cursor -2- makes the selection of the respective semi-cylinder individual selection fork -3- 4-5- respective, one at a time during periods of pure rotation that will be called -P1-P2-P3-, taxes on the law of displacements of each semi-cylindrical cam -6-7-8-,
  • the cursor -2- selects and activates one of the semi-cylindrical forks of individual selection -3-4-5- to which a given cycle corresponds -C6-C7-C8- contained in the displacement law of its respective semi-cylindrical cam -6-7-8-, it will remain selecting and activating said individual selection fork during the same angular displacement, as the one occupied in the interior or exterior surface of said individual selection fork -3-4-5- by the own law of each cycle -C6-C7-C8-.
  • each semi-cylindrical cam -6-7-8- may have its own displacement law, to which a cycle -C6-, -Cl- and -C8- is assigned, then separated by a period of pure rotation - P1-P2-P3-.
  • the cursor -2- selects or de-selects a cycle -C6-C7-C8-, it does so in the middle or neutral position of the displacement law of the semi-cylindrical cams -6-7-8- and this will take carried out during a period of pure rotation -P1-P2-P3- imposed in the law of displacements of the semi-cylindrical cams -6-7-8-, thus avoiding that two gears are positioned and engaged at the same time, if it is that the gearbox to be commanded sequentially does not require it, since the functional arrangement of the invention admits to operate in accordance with any displacement law, order of selection and sequence over the different cycles -C- contained in the aforementioned semi-cylindrical cams - 6-7-8-, presetting any order and sequence for the gearing of the gears on different gear groups.
  • the alternative axial displacements generated by the cursor -2- on each semi-cylindrical fork of individual selection -3-4-5- and on all those elements that are rigidly linked axially to them, may be integrated by the type of rigid bonding in axial direction, directly or indirectly both on each axial translation rod -9-10-11 -, and on all the elements that are rigidly linked axially to both elements.
  • the alternative axial displacements originated on each individual selection fork -3-4-5- and which they transfer directly or indirectly, on their corresponding axial translation rod -9- 10-11 -, will be the axial displacements that are required to achieve the positioning and engagement of each gear.
  • the bolts -21- can be placed in order to ensure the perfect centering of the set of individual selection forks -3-4-5 around the main axis of command -1-, to give greater functional reliability to the device, neutralizing the buckling that each axial translation rod could experience -9-10-11-, at the time of transmitting the axial loads generated at the time of the gearing of each gear on the different gear groups housed inside the gearbox.
  • Said bolts -21- may be anchored in the individual selection forks -3-4-5- slidably with respect to two bushing integral to the selector housing, or be anchored in the selector housing while the individual selection forks -3-4-5- slide through two bushings supportive of them.
  • Diagrams illustrate the moment in which the sequential device is in the neutral position, without the cursor intervening in the selection of any of the individual selection forks -3-4-5-,
  • the views in the plane will represent the new principle of operation of the sequential selector reason of the invention.
  • Diagram A of Figure 12 shows the order and sequence under which the cursor -2- during its angular displacement, generates on each of the Individual selection forks -3-4-5-, one by one time, the alternative axial displacements required. It allows interpreting the way in which the alternative axial displacements are generated on each of the individual selection forks -3-4-5-, at the moment in which the cursor -2- interacts with the axial detudeures of the semi-cylindrical cams - 6-7-8-,
  • the cursor -2- will only be subject to experiencing angular displacements, while not experiencing axial displacements. It can also be observed that whenever the cursor -2- selects or free each individual selection fork -3-4-5-, I will in the neutral running position, imposed in the displacement law of its semi-cylindrical cams -6-7-8-,
  • the horizontal dashed lines indicate the different gear positions, depending on the angular displacement that the cursor -2- will experience, while the vertical dashes indicate the axial deflections generated in both directions to position each gear starting from one position. neutral, depending on the angular displacement developed by the cursor -2-,
  • the device admits its assembly and extraction in a direction parallel to the longitudinal axis of the main axis of command -1 -, since the lines that trace each point of the cursor -2- and of the main control axis -1-, in the direction parallel to the longitudinal axis, they are not hindered axially by the set of individually selected forks -3-4-5-,
  • the gearbox can be operated in parallel by a conventional non-sequential control system.
  • the axial translation rods -9-10-11- with all their elements rigidly linked in axial direction, whether they are directly or indirectly linked, should not oppose the action of the conventional command.
  • diagram B of Figure 12 also represented in the plane with the basic constituent elements of the invention, similar to the previous one, key aspects of the new principle described can be interpreted, in what regards the conjugation of angular and axial displacements .
  • the cursor -2- selects and deselects each individual selection fork -3-4-5-, one at a time.
  • each movable gear of the different groups of gears contained inside a gearbox to cause the perfect engagement of each gear, requires a particular and special axial displacement towards both axial directions.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)

Abstract

Selector secuencial, apto para ser aplicado en Ia automatización de construcciones operadas por cualquier tipo de comando, ya sea mecánico, eléctrico, electrónico, hidráulico, neumático y Ia conjugación de los mismos y particularmente en cajas de velocidades, que admite elevadas velocidades de posicionamiento posibilitadas por sus bajos momentos inerciales reflejados sobre el eje principal de mando.

Description

SELECTOR SECUENCiAL
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, se relaciona con dispositivos mecánicos en general y más particularmente se refiere a un selector secuencial, siendo su objeto principal el de proporcionar un dispositivo mecánico apto para ser aplicado en Ia automatización de construcciones operadas por cualquier tipo de comando, ya sea mecánico, eléctrico, electrónico, hidráulico, neumático y Ia conjugación de los mismos.
Un objeto más de Ia presente invención es el de proporcionar un mecanismo que admite elevadas velocidades de posicionamiento posibilitadas por sus bajos momentos inerciales reflejados sobre el eje principal de mando que reducidos al mínimo, como consecuencia, promocionan Ia ventaja adicional que para una determinada velocidad impuesta de posicionamiento, se requerirá un menor par torsor sobre el eje principal de mando para posicionar el mecanismo en el punto seleccionado.
Un objeto adicional de Ia invención, consiste en obtener un dispositivo de reducidas dimensiones, con una mínima cantidad de elementos móviles, con Ia consecuente reducción de las masas móviles y del peso total del conjunto, del orden del 50% de Ia materia prima necesaria para su fabricación, Io que proporciona una reducción del desgaste por reducción de Ia fricción y de las fallas de funcionamiento entre las que se puede citar Ia eliminación de Ia posibilidad de que se posicionen a Ia vez dos puntos funcionales por una eventual rotura de los medios convencionales de empuje axial Io que causaría Ia detención del mecanismo evitando los grandes daños que se producirían en los sistemas secuenciales conocidos en Ia actualidad, en el momento de Ia rotura de alguno de los seguidores de sus levas que operan los medios convencionales de empuje axial.
En el caso más común al que puede ser aplicada Ia presente invención, que es para caja de velocidades, ocurre que por Ia elevada adaptabilidad y diversificación de Ia invención, se tiene que podrá ser destinada para equipar cualquier tipo de las referidas cajas de velocidades, cualesquiera que sean su marca, modelo y cantidad de velocidades que posea, permitiendo que su adaptación pueda ser rápida y fácilmente automatizada.
Su particular construcción tiene como uno de sus objetos el de que pueda ser instalado y desmontado rápidamente desde el exterior de Ia caja, estando completamente ensamblada y en condiciones de uso,
La disposición de Ia invención al estar montada en el exterior de Ia caja podrá operar como una simple selectora desde un depósito externo actuando sobre los comandos externos de una caja de velocidades convencional, pero podrá también estar montada en el interior formando parte de Ia misma.
Una consecuencia importante del selector que se describe se debe a Ia reducción del par de detención para altas velocidades de posicionamiento entre cambios, debido a Ia gran reducción de los pares de inercia reflejados sobre el eje principal de mando, en tanto que para una igual velocidad de posicionamiento Ia invención requiere una potencia menor en los actuadores que deben posicionar angularmente al eje principal de mando para alcanzar las distintas posiciones de marcha.
El selector tiene facilidad para sensar elementos montados sobre el eje principal de mando, las posiciones, velocidades, aceleraciones y desaceleraciones de los diferentes elementos móviles del sistema. También podrán sensarse los desplazamientos axiales alternativos tanto sobre las horquillas de selección individual como sobre todos los componentes que se encuentran rígidamente vinculados en sentido axial a dichas horquillas.
Resumiendo, entre las ventajas se tiene que al minimizarse Ia cantidad de componentes y piezas móviles del presente dispositivo selector secuencial se tiene una mayor rapidez de fabricación y de montaje reduciendo en consecuencia los tiempos y costo de mecanizado, no requiere puesta a punto, personal especializado, ni equipamiento costoso para su ensamblado y montaje.
Resulta asimismo, como se verá, que cada defasaje axial según Ia ley de desplazamiento de Ia leva semicilíndrica contenida en cada ciclo, podrá tener su propio recorrido axial, de Io cual resulta una ventaja, ya que no todos los recorridos de las horquillas convencionales de empuje axial necesitan un mismo desplazamiento axial para producir el engrane de cada marcha, evitando rediseños complejos en los grupos de engranajes convencionales.
Al mismo tiempo puede constatarse Ia ausencia de esfuerzos combinados complejos sobre las varillas de traslación axial. Las respectivas horquillas de selección individual transmitirán solamente esfuerzos axiales sobre dichas varillas. Los esfuerzos combinados que se generan en el momento en el cual el cursor intercepta cada uno de los defasajes axiales de las levas semicilíndricas, son absorbidos y neutralizados tanto por pernos colocados en sentido axial como por elementos accesorios centradores, solidarios tanto a las horquillas de selección individual como sobre cada varilla de traslación axial.
Éstas y otras importantes ventajas que se enumerarán más adelante, han sido logradas por Ia inédita estructura de Ia invención que admite como se mencionara más arriba, todo tipo de comandos mecánicos y accionamientos de pasos controlados sobre el eje principal de mando, dispositivos que admiten Ia posibilidad de ser operados paralelamente por medio de un comando convencional no secuencial, cuando por medio del comando secuencial su cursor alcanza Ia posición neutral del selector, donde el ensamblado del dispositivo se realiza en dirección paralela a los ejes longitudinales de los grupos a comandar, facilitando y reduciendo las operaciones involucradas en las lineas de producción continua, como ocurre en su aplicación a Ia construcción de ciertos mecanismos tales como cajas de velocidades, donde además no se requieren puestas a punto complejas.
De modo que para obtener las ventajas aportadas por Ia invención, el dispositivo está integrado por un eje principal de mando con un cursor rígidamente montado. Cuyo conjunto tiene un solo grado de libertad en sentido angular. Coaxialmente con dicho eje y en correspondencia con su cursor, se encuentran montadas un conjunto de horquillas semicilindricas de selección individual portadoras en su interior o exterior de levas semicilíndricas en forma de canaletas, cada una de las cuales posee su propia ley de desplazamientos respecto a un plano medio o neutral. Dichas horquillas semicilindricas de selección individual se encuentran rígidamente conectadas a sus correspondientes varillas de traslación axial, las cuales llevan montadas en el lugar conveniente sendas horquillas convencionales de empuje axial. Las varillas de traslación axial están provistas de sendos entalles operativamente vinculables con medios trabadores elásticamente impulsados.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con Ia búsqueda de antecedentes registrados, se han encontrado algunos tales como:
La Solicitud de Patente WO 02/12758 A1 describe un cilindro equipado con una o más levas axiales en su exterior, el cual en determinados ángulos de rotación, va provocando Ia selección y el desplazamiento axial, de cada seguidor fijo, En este caso, los seguidores fijos, no están anclados directamente sobre las varillas de traslación axial, pero se encuentran fijos a placas de traslación axial, que se utilizan como medio de vinculación entre seguidores fijos de traslación axial y sus respectivas varillas de traslación axial.
La Patente JP 1046049 permite producir el accionamiento de Ia caja de velocidades por medio de seguidores fijos a cada varilla de empuje axial, correspondientes a cada horquilla de cambio de transmisión, utilizando estos seguidores como actuadores. La parte superior de los actuadores o seguidores, copian el desplazamiento axial de las levas cilindricas contenidas sobre un cilindro rotativo. Por otra parte, Ia parte inferior de los actuadores o seguidores, están fijos a las varillas que contienen las horquillas de cambio de transmisión. Al mismo tiempo que se produce el movimiento angular del cilindro que contiene las levas en su superficie exterior, el desplazamiento angular es detectado por un censor que permite el control del funcionamiento de los seguidores.
La Solicitud de Patente GB 2 359 119 A muestra como accionar sobre los comandos externos de una caja de velocidades convencional desde un depósito externo a esta. Este depósito externo a Ia caja de velocidades, contiene en su interior a un dispositivo mecánico para el control secuencial de una caja de velocidades convencional. El modo de vinculación entre Ia caja de velocidades y el selector externo esta representado por medio de dos varillas rotuladas en sus extremidades. Estas varillas originan su movimiento y selección desde el dispositivo externo, transfiriendo estas ordenes mecánicas a través de las varillas rotuladas de vinculación sobre los comandos originales de Ia caja de velocidades, seleccionando las marchas dentro de Ia caja de velocidades, actuando sobre las varillas y horquillas de una manera convencional y propia de Ia caja de velocidades que se trate. El dispositivo externo de selección secuencial, contiene en su interior, un cilindro rotativo equipado en su superficie externa con levas cilindricas que poseen defasajes axiales. El copiado de las levas se lleva acabo por medio de bielas que generan un movimiento de rotación sobre un punto intermedio a sus dos extremos. En uno de los extremos se encuentra el seguidor del camino de leva, este es el encargado de generar el giro sobre Ia biela a través del defasaje axial de Ia leva y Ia distancia existente entre el centro del seguidor fijo a Ia biela y el punto de rotación de Ia misma. Sobre otro extremo de Ia biela se encuentra una rotula que transmite el desplazamiento de su centro por medio de una biela rotulada adicional en un giro o desplazamiento axial de acuerdo a Ia leva que se trate sobre las varillas de comando original de Ia caja de velocidades. En este caso, el cilindro rotante, presenta en su exterior dos levas cilindricas con defasajes axiales, Principios de funcionamiento similares a los descritos anteriormente se describen también en Ia Solicitud de Patente Europea EP 0 547 007 A1 , las Solicitudes de Patente de
Francia FR 2 730 026, FR 2 796 696 y FR 2 639 415, las Patentes Europeas EP 1 072 823, EP
1 118 804, EP 1 118 803, EP 1 245 863, las Patentes de los Estados Unidos US 6.370.976 B1 ,
US 5.41 1.448, US 5.433.125, Ia Solicitud de Patente del Reino Unido GB 2 054 773 A, las Patentes Japonesas JP 59026647 y JP 63053342, las Solicitudes de Patente de los Estados
Unidos US 2002/0152823 A1 y US 2002/0189382 A1 , y Ia Solicitud de Patente Alemana DE 199
14 394 Al Todos estos documentos se incorporan aquí como referencias.
En Ia mayoría de los mencionados documentos como asi también en los encontrados en las bases de datos, los mecanismos para el control secuencial de velocidades, basan su principio de funcionamiento en un cilindro rotante equipado en su superficie exterior con levas cilindricas con defasajes axiales, cuyos desplazamientos axiales son copiados por varios seguidores. El desplazamiento axial de estos seguidores, es provocado por Ia rotación del cilindro equipado con levas en su exterior.
Ésos seguidores están conectados directa o indirectamente, tanto con las varillas de traslación axial como con las horquillas convencionales de empuje axial, para transferir los desplazamientos axiales originados por los correspondientes defasajes de las levas rotativas de comando y provocar el engrane de cada marcha según un determinado orden y secuencia.
Tal como se verá, el propósito de Ia presente invención es el de proveer un dispositivo para el control secuencial de velocidades para cajas de cambios, que substituya el principio de funcionamiento ya conocido, puesto de manifiesto el estado del arte previo, que como se señaló más arriba en el párrafo inicial, son realizaciones que no interfieren con Ia disposición que revela Ia presente documentación.
Con el fin de hacer comprensible Ia naturaleza del presente invento, que consiste en un selector secuencial, de modo que Ia misma pueda ser llevada a Ia práctica con facilidad, se dará en los párrafos que siguen una descripción precisa de una forma preferida de realización, haciendo referencia en ella a los dibujos ilustrativos que se acompañan, el todo con carácter de ejemplo puramente demostrativo pero no limitativo de Ia disposición, cuyos componentes podrán seleccionarse entre diversos equivalentes sin apartarse por ello de los principios establecidos en Ia presente documentación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con las ilustraciones de las figuras 1 a 5, el principio básico del selector secuencial de Ia invención, se obtiene con el eje principal de mando -1- sobre el cual está montado rígidamente un cursor -2- que acompaña el movimiento de rotación del eje longitudinal del aludido eje de mando, sin admitir desplazamientos axiales.
Coaxialmente con el eje -1- están montadas las horquillas semicilfndricas -3-, -A- y -5- de selección individual, vinculadas sobre elementos constituyentes de! sistema que admitan desplazamientos axiales pero no angulares. En el interior o exterior de las horquillas de selección individual están conformadas integralmente las levas -6-, -7- y -8- respectivas, adoptando Ia forma de canaletas semiciiíndricas y podrán tener su propia ley de desplazamientos.
El plano en el cual se desplaza angularmente el cursor -2- alrededor del eje principal de mando -1- será el plano medio o neutral, dado por las posiciones neutrales de marcha de Ia ley de desplazamientos propia de dichas levas semiciiíndricas internas o externas -6-7-8-.
Las horquillas de selección individual, -3-4-5-, no presentan ningún tipo de vinculación mutua, con el propósito de permitir que desarrollen desplazamientos axiales alternativos de manera totalmente independiente. El desplazamiento axial alternativo en forma paralela al eje longitudinal, es proporcionado a cada horquilla de selección individual en forma independiente.
' Cada horquilla de selección individual está rígidamente vinculada en forma axial a sus respectivas varillas de traslación axial -9-10-11 -.
En las figuras 6 a 10, las varillas de traslación axial -9-10-11 -, llevan montadas rígidamente en lugares convenientes a las horquillas convencionales -12-13-14- de empuje axial que se pondrán en contacto con las ruedas dentadas desplazables de Ia caja de velocidades (no ilustrada).
Al igual que una caja de velocidades que posee un comando convencional no secuencial, Ia retención de cada horquilla convencional de empuje axial -12-13-14- en Ia posición neutral dentro de los grupos de engranajes, podrá llevarse a cabo por medio de conjuntos de medios trabadores elásticamente montados -15-16-17-, que actúen de manera independiente sobre entalladuras -18-19-20- operativamente vinculables con los medios trabadores realizadas en cada varilla de traslación axial -9-10-11 -con el objeto de impedir su desplazamiento axial libre, manteniéndolas centradas en su posición media o neutral ejerciendo una determinada presión.
El dispositivo para el control secuencial de velocidades motivo de Ia invención, podrá emplear estos conjuntos de medios trabadores o cualquier otro medio, para prefijar Ia posición media o neutral de las horquillas convencionales de empuje axial -12-13-14-dentro de los distintos grupos de engranajes. Esto podrá realizarse, ya sea, sobre las propias horquillas convencionales de empuje axial -12-13-14-, sobre las varillas de traslación axial -9-10-11- como se ejemplifica en este caso, de una manera más directa, actuando sobre las horquillas de selección individual -3-4-5-, o bien, sobre cualquier componente que se encuentre rígidamente vinculado en sentido axial a las horquillas de selección individual. El objetivo, es el de retener centradas en su posición media o neutral, las levas semicilíndricas -6-7-8-, fijas en el interior o exterior de su correspondiente horquilla de selección individual -3-4-5-, cuando alguna de ellas no sea seleccionada por el cursor -2-,
El plano en el cual el cursor -2- se desplaza angularmente entorno al eje longitudinal del eje principal de mando -1 -, será el plano medio o neutral dado por las distintas posiciones neutrales de marcha de cada una de las levas semicilíndricas -6-7-8-, fijas en el interior o exterior de su correspondiente horquilla de selección individual - 3-4-5-.
Cabe destacar que el mecanismo secuencial descripto, puede incorporarse a un dispositivo dado, por ejemplo a una caja de velocidades en forma externa o interna, como se verá más adelante, en cuyo caso las varillas de traslación axial -9-10-11- podrán ser reemplazadas por ejes primarios -26- o secundarios -25- y recibir el agregado de varillas intermediarias -24- que podrán incluir rótulas de acoplamiento, dando lugar a conformaciones determinadas.
Las figuras 9 y 10 reproducen Io divulgado, colocando las levas semicillndricas en el contorno exterior de su correspondiente horquilla de selección individual -3-4-5-. La figura 13 es una vista en perspectiva donde se representa una variante de realización. Se muestra un dispositivo para Ia selección secuencial de velocidades externo, transmitiendo los desplazamientos axiales alternativos generados en sus horquillas -3-4-5- de selección individual, en forma indirecta y a través de varillas articuladas -24-, sobre los comandos externos de una caja de velocidades de tipo convencional. Las salidas de desplazamientos axiales alternativos conformadas sobre las horquillas de selección individual -3-4-5-, por medio de ejes secundarios -25- que presentan sólo un grado de libertad en sentido axial alternativo, transportan los desplazamientos axiales captados por sus respectivas entradas -E1-E2-E3- de desplazamiento sobre sus correspondientes varillas articuladas -24-, Los desplazamientos axiales alternativos transferidos a cada varilla articulada -24- actuarán sobre los respectivos comandos externos de una caja de velocidades de tipo convencional.
La figura 14, es una vista en perspectiva similar a Ia de Ia fig. 13 donde se muestra en detalle el acople entre las salidas -S1-S2-S3- de desplazamientos axiales alternativos conformadas en las horquillas de selección individual -3-4-5- y sus correspondientes ejes secundarios -25-, Los desplazamientos axiales generados en las horquillas de selección individual -3-4-5- son captados por las entradas de desplazamientos axiales -E1-E2-E3- montadas rígidamente en sentido axial sobre sus correspondientes ejes secundarios -25-, Este desplazamiento axial alternativo es transferido a sus correspondientes varillas articuladas -24- actuando sobre los comandos externos de una caja de velocidades de tipo convencional.
La figura 15, es una vista en perspectiva donde se representa una variante de realización. Se muestra un dispositivo para Ia selección secuencial de velocidades externo, transmitiendo los desplazamientos axiales alternativos generados en sus horquillas -3-4-5- de selección individual, en forma indirecta y a través de varillas articuladas -24-, sobre los comandos externos de una caja de velocidades de tipo convencional. Las referidas horquillas de selección individual, se encuentran rígidamente vinculadas a sus correspondientes ejes primarios -26- presentando ambos componentes solo un grado de libertad en sentido axial alternativo. Los desplazamientos axiales alternativos generados en las horquillas de selección individual mencionadas durante el desplazamiento angular del cursor -2-, son reflejados en sus correspondientes ejes primarios -26-, siendo estos últimos, los encargados de transportar los desplazamientos axiales alternativos sobre sus correspondientes varillas articuladas -24-. Los desplazamientos axiales alternativos transferidos a cada varilla articulada -24- actuarán sobre los respectivos comandos externos de una caja de velocidades de tipo convencional. Se muestra un dispositivo para Ia selección secuencial de velocidades externo donde las horquillas de selección individual -3-4-5- presentan solo un grado de libertad en sentido axial alternativo.
La figura 16, es una vista en perspectiva de un dispositivo externo para Ia selección secuencial de velocidades similar a Ia ilustrada en la figura 15 pero desde un ángulo diferente. Se muestra en detalle Ia vinculación rígida en sentido axial alternativo entre las horquillas de selección individual -3-4-5- y sus correspondientes ejes primarios -26-. A cada horquilla de selección individual -3-4-5- se Ie restringe el giro en torno a los ejes longitudinales de sus ejes primarios, a través de elementos accesorios centradores -22- colocados con el objeto de asegurar su perfecto centrado en torno al eje principal de mando, evitando el giro de los ejes primarios -26- sobre sus ejes longitudinales.
Las referencias de Io anteriormente descrito son las siguientes: 1 — Eje principal de mando.
2 — Cursor, sin desplazamientos axiales.
3-4-5 -- Horquillas semicilíndricas de selección individual.
Admiten desplazamientos axiales pero no angulares.
6-7- 8 — Levas acanaladas. Ley propia de desplazamientos. 9-10-11 — Varillas de traslación axial, portadoras de las:
12-13-14 — Horquillas de empuje axial convencionales.
15-16-17 — Medios trabadores elásticamente montados. 18-19-20 — Entalladuras retenes. 21— Pernos,
22 — Elementos accesorios centradores.
23 — Manivelas, 24 — Varillas articuladas.
25 — Ejes secundarios.
26 — Ejes primarios.
P1-P2-P3 — Períodos de rotación pura.
C6-C7-C8 — Ciclos que contienen Ia ley de desplazamientos de las levas -6-7-8-, E1-E2-E3 — Entradas a ejes secundarios de desplazamientos axiales.
S1-S2-S3 — Salidas de desplazamientos axiales alternativos, desde elementos axialmente vinculados rígidamente con cada horquilla -3-4-5-.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
En las figuras esquemáticas que se acompañan, formando parte de Ia presente documentación, se tiene que:
La figura 1 consiste en una vista en perspectiva del dispositivo básico de Ia invención que consiste en un selector secuencial, que se relaciona con varillas axialmente desplazables para transmitir Ia secuencia acondicionada en su estructura.
La figura 2 es el dispositivo básico de las ilustración 1 tomada desde el costado opuesto. La figura 3 muestra una vista en planta del dispositivo básico de Ia invención.
La figura 4 representa Ia vista en planta similar a Ia anterior donde de muestran las levas internas con sus defasajes axiales. La figura 5 consiste en una vista lateral del dispositivo básico de Ia invención.
La figura 6 ilustra una vista en perspectiva, de un dispositivo de Ia invención aplicado a un selector secuencial de velocidades. En esta figura pueden observarse las horquillas de selección individual con sus correspondientes levas semicilíndricas ubicadas en su superficie interior. La figura 7 muestra una vista en planta del invento.
La figura 8 consiste en una vista en corte transversal del dispositivo secuencial, según el plano transversal medio o neutral de las horquillas selectoras Individuales. Pueden observarse parcialmente las levas semicilíndricas internas con sus defasajes axiales. Una de las horquillas convencionales de empuje axial no ha sido representada.
La figura 9 representa una variante de realización en Ia que se ilustra una vista en perspectiva de un dispositivo de Ia invención aplicado a un selector secuenclal de velocidades. En esta figura pueden observarse las horquillas de selección individual con sus correspondientes levas semicilíndricas ubicadas en su superficie exterior.
La figura 10 representa Ia variante de realización de Ia figura 9, en Ia que se muestra una vista en planta del invento. Pueden observarse las levas semicillndricas ubicadas en Ia superficie exterior de las horquillas de selección individual.
La figura 11 es una vista en perspectiva donde se representa otra variante de realización, en Ia que se incorpora al menos un perno en dirección axial sobre el cual podrán deslizarse axialmente en forma alternativa el conjunto de horquillas de selección individual. Cada horquilla de selección individual presenta un solo grado de libertad. El deslizamiento axial alternativo en dirección paralela al eje longitudinal del eje principal de mando es posibilitado a través de su correspondiente varilla de traslación axial y del perno colocado en dirección axial. Los pernos colocados en dirección axial en conjunto con sus respectivas varillas de traslación axial restringen el desplazamiento angular de cada horquilla de selección individual.
La figura 12 ilustra los diagramas funcionales del selector en el plano, donde el diagrama -A- indica el orden y secuencia con Ia que cada horquilla de selección individual se desplaza axial y alternativamente al interactuar con el cursor -2- durante su desplazamiento angular. El diagrama -B- muestra los ciclos que contienen Ia ley de desplazamientos angulares y axiales de cada leva semicillndrica, como también los periodos de rotación pura que separan cada uno de dichos ciclos.
La figura 13 muestra una forma de realización de comandos externos de una caja de velocidades, para realizar Ia selección secuencial de velocidades externa, en forma indirecta y por medio de Ia intervención de ejes secundarios.
La figura 14 consiste en detalles de los acoplamientos con referencia a Ia figura anterior. En ésta última realización, pueden incorporarse elementos accesorios centradores -22-, que aseguren Ia imposibilidad de una rotación no deseada.
La figura 15 es una vista en perspectiva de un dispositivo selector secuencial de velocidades externo de transmisión indirecta por medio de varillas articuladas. Las horquillas semicilíndricas de selección individual se vinculan con ejes primarios.
La figura 16 consiste en otra vista posicional de Ia figura precedente.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Una vez establecidos los diferentes componentes de Ia versión de Ia invención, desarrollados para explicar su naturaleza, se complementa seguidamente Ia descripción con Ia relación funcional y operativa de sus partes y del resultado que proporcionan.
Sobre el eje principal de mando -1-, se encuentra rígidamente vinculado un cursor -2-,
Tanto el eje principal de mando -1- como el cursor -2-, rotan en conjunto alrededor del eje longitudinal de dicho eje -1-, no admitiendo desplazamientos axiales. Cada horquilla de selección individual -3-4-5- contiene rígidamente unida en su superficie interior o exterior, a su correspondiente leva semicilíndrica -6-7-8- con sus defasajes axiales,
Las horquillas de selección individual -3-4-5- están vinculadas sobre elementos constituyentes del sistema de tal manera que admiten desplazamientos axiales alternativos, mientras que no admiten desplazamientos angulares.
Las horquillas de selección individual -3-4-5-, no presentan ningún tipo de vinculación entre ellas, con el objeto de permitir que desarrollen desplazamientos axiales alternativos de manera independiente.
El desplazamiento axial alternativo en dirección paralela ai eje longitudinal del eje principal de mando -1-, es proporcionado a cada horquilla de selección individual -3-4-5-, en forma individual.
Las levas semicilíndricas -6-7-8- contenidas en el interior o exterior de cada horquilla de selección individual -3-4-5-, podrán tener su propia ley de desplazamientos.
Los desplazamientos axiales alternativos en dirección paralela al eje longitudinal del eje principal de mando -1-, será entonces proporcionado en forma independiente a cada una de las horquillas semicilindricas de selección Individual -3-4-5-, De éste modo las levas semicilíndricas
-6-7-8- contenidas en el interior o exterior de cada horquilla semicilíndrica de selección individual -3-4-5-, podrán tener su propia ley de desplazamientos.
En las figuras 9 y 10, a las horquillas semicilindricas de selección individual -3-4-5-, bajo el mismo principio funcional, se Ie fijan en su superficie exterior sus correspondientes levas semicilíndricas -6-7-8. Puede observarse que el cursor -2- incide en las canaletas de las levas semicilíndricas -6-7-8- fijadas en Ia superficie exterior de las horquillas semicilíndricas de selección individual -3-4-5-.
Se destaca que el plano en el cual el cursor -2- se desplaza angularmente en torno al eje longitudinal del eje principal de mando -1-, será el plano medio o neutral dado por las posiciones neutrales de marcha de Ia ley de desplazamientos propia de cada leva semicilíndrica -6-7-8- fija en Ia superficie Interior o exterior de cada horquilla de selección individual -3-4-5-.
El desplazamiento angular que desarrollan en conjunto el eje principal de mando -1- y el cursor -2-, provocará que el cursor -2- intersecte durante su desplazamiento angular los defasajes axiales de las levas semicillndricas -6-7-8- generando desplazamientos axiales alternativos sobre cada una de ellas, en Ia dirección paralela al referido eje longitudinal del eje principal de mando -1 -. De ésta manera, cada una de las horquillas semicilíndricas de selección individual -3-4-5-, de acuerdo con su respectiva ley de desplazamientos impuesta sobre cada una de sus levas semicilíndricas -6-7-8-, sólo podrán generar movimientos axiales alternativos hacia delante y atrás en dirección paralela al eje longitudinal del eje principal de mando -1-.
El cursor -2- seleccionará y deseleccionará a cada una de las horquillas semicilfndricas de selección individual -3-4-5- en un plano transversal al eje principal de mando -1-, el que estará definido por las posiciones neutrales de marcha de cada leva semicilindrica 6-7-8-, siguiendo un determinado orden y secuencia, El orden y secuencia de los desplazamientos axiales generados, estará establecido como ya fue indicado, tanto por Ia ley de desplazamientos de cada leva semicilindrica -6-7-8-, como por el sentido de rotación (horario- antihorario) que desarrollen en conjunto el eje principal de mando -1- y el cursor -2- fijado rígidamente al mismo,
El cursor -2- efectúa Ia selección de Ia horquilla de selección individual semicilindrica -3- 4-5- respectiva, de a una por vez durante periodos de rotación pura que se denominarán -P1-P2-P3-, impuestos sobre Ia ley de desplazamientos de cada leva semicillndrica -6-7-8-, En el instante en el cual el cursor -2- selecciona y activa una de las horquillas semicilíndricas de selección individual -3-4-5- a Ia que Ie corresponde un determinado ciclo -C6-C7-C8- contenido en Ia ley de desplazamientos de su respectiva leva semicilindrica -6-7-8-, permanecerá seleccionando y activando dicha horquilla de selección individual durante el mismo desplazamiento angular, que el ocupado en Ia superficie interior o exterior de dicha horquilla de selección individual -3-4-5- por Ia ley propia de cada ciclo -C6-C7-C8-.
Se destaca que cada leva semicilindrica -6-7-8- podrá tener su propia ley de desplazamiento, a Ia cual se Ie asigna un ciclo -C6-, -Cl- y -C8-, separados entonces por un periodo de rotación pura -P1-P2-P3-.
Igualmente, a cada horquilla semicilindrica de selección individual -3-4-5- Ie corresponderá un ciclo -C6-C7-C8-, que representa Ia ley de desplazamientos de sus levas semicilíndricas -6-7-8-,
De modo que Ia ley de desplazamientos de cada ciclo -C6-C7-C8- tendrá su propio desplazamiento angular en cada leva semicilindrica 6-7-8-,
De acuerdo con el sentido de giro (horario o antihorario) que desarrollan en conjunto el eje principal de mando -1- y el cursor -2- solidario, seleccionarán y activarán los distintos ciclos -C6-C7-C8- que contienen Ia referida ley de desplazamientos de cada leva semicilindrica -6-7- 8-, siguiendo por consiguiente un determinado orden y secuencia.
Por Io tanto, según Ia posición angular que ocupe en un instante determinado el cursor -2- sobre Ia ley de desplazamiento de Ia leva semlcillndrica -6-7-8- correspondiente a Ia horquilla semicilindrica -3-4-5- seleccionada, se generará sobre esta horquilla semicilindrica de selección individual -3-4-5- un determinado desplazamiento axial paralelo al eje longitudinal del eje principal de mando -1-, que tendrá su origen por Ia interacción del referido cursor -2- con alguno de los defasajes axiales contenidos en esa leva semicilindrica -6-7-8- en particular, El cursor -2-, durante su desplazamiento angular, siempre que comience Ia selección y activación de uno de los ciclos -C6-C7-C8-, Io hará en Ia posición media o neutral de Ia ley de desplazamientos de las levas semiciKndricas -6-7-8- fijadas en Ia superficie interna o externa de sus respectivas horquillas de selección individual -3-4-5-. Esto también debe cumplirse en el instante en el cual el cursor -2- abandone dicho ciclo -C6-C7-C8- para realizar Ia selección y activación de un nuevo ciclo -C6-C7-C8.
Siempre que el cursor -2- selecciona o des-selecciona un ciclo -C6-C7-C8-, Io hace en Ia posición media o neutral de Ia ley de desplazamientos de las levas semicilíndricas -6-7-8- y esto se llevara a cabo durante un periodo de rotación pura -P1-P2-P3- impuesto en Ia ley de desplazamientos de las levas semicilfndricas -6-7-8-, evitando de ésta manera que se posicionen y engranen dos marchas a Ia vez, si es que Ia caja de velocidades a comandar secuencialmente no Io requiere, ya que Ia disposición funcional de Ia invención, admite operar de acuerdo con cualquier ley de desplazamientos, orden de selección y secuencia sobre los distintos ciclos -C- contenidos en las referidas levas semicilíndricas -6-7-8-, preestableciendo cualquier orden y secuencia para el engrane de las marchas sobre distintos grupos de engranajes.
Los desplazamientos axiales alternativos generados por el cursor -2- sobre cada horquilla semícillndrica de selección individual -3-4-5- y sobre todos aquellos elementos que están rígidamente vinculados en sentido axial a las mismas, podrán integrarse por el tipo de vinculación rígida en sentido axial, en forma directa o indirecta tanto sobre cada varilla de traslación axial -9-10-11 -, como sobre Ia totalidad de los elementos que se encuentren rígidamente vinculados en sentido axial a ambos elementos. Los desplazamientos axiales alternativos originados sobre cada horquilla de selección individual -3-4-5- y que ellas transfieren en forma directa o indirecta, sobre su correspondiente varilla de traslación axial -9- 10-11 -, serán los desplazamientos axiales que se requieren para lograr el posicionamiento y engrane de cada marcha.
En Ia figura 11 , además de los elementos ya descriptos en las figuras anteriores, los que realizan Ia selección secuencial de velocidades operando bajo el mismo principio funcional, se han agregado por Io menos un perno -21- en dirección axial sobre el cual podrán deslizarse alternativamente en forma axial, el conjunto de horquillas de selección individual -3-4-5-.
Los pernos -21- podrán colocarse con el objeto de asegurar el perfecto centrado del conjunto de horquillas de selección individual -3-4-5 en torno al eje principal de mando -1-, para otorgarle mayor confiabilidad funcional al dispositivo, logrando neutralizar el pandeo que pudiere experimentar cada varilla de traslación axial -9-10-11-, en el momento de transmitir las cargas axiales generadas en el momento del engrane de cada marcha sobre los distintos grupos de engranajes alojados en el interior de Ia caja de cambios. Dichos pernos -21- podrán estar anclados en las horquillas de selección individual -3-4-5- en forma deslizable respecto a sendos bujes solidarios al alojamiento del selector, o bien, estar anclados en el alojamiento del selector mientras las horquillas de selección individual -3-4-5- se deslizan a través de sendos bujes solidarios a las mismas.
De modo que al reducirse los desplazamientos que se originan debido a Ia flexo-torsión de las citadas varillas -9-10-11- se reducirá también el desgaste sobre sus apoyos al desplazarse alternativamente en forma axial. El agregado de los pernos -21- al dispositivo, elimina Ia posibilidad de que el desgaste que se produzca sobre Ia superficie de contacto entre cada horquilla convencional de empuje axial -12-13-14- y su respectivo engranaje desplazable provoque un perjudicial desplazamiento angular de las varillas en torno a sus propios ejes longitudinales, el cual por el desgaste originado repercutirá sobre todos los elementos vinculados rígidamente en sentido angular sobre dichas varillas -9-10-11-, provocando Ia excentricidad del conjunto de horquillas selectoras individuales -3-4-5-. Esta falla podría ocasionar inconvenientes en el funcionamiento del dispositivo, si en su diseño no se hubiera contemplado márgenes de seguridad para compensarlos. La inclusión tanto de los pernos -21- como de elementos accesorios centradores -22-, como se verá posteriormente, supera éste eventual inconveniente. El agregado de los pernos -21- sobre el conjunto de horquillas de selección individual
-3-4-5-, determina que Ia vinculación de dichas horquillas respecto a su varilla de traslación axial -9-10-11- podrá ser rígida en sentido axial y ya no en sentido angular, con Io cual se facilitará aún más el montaje y extracción del grupo de horquillas de selección individual -3-4-5- y las varillas de traslación axial -9-10-11- con sus respectivas horquillas convencionales de empuje axial -12-13-14-,
El desplazamiento angular que podrían experimentar las varillas de traslación axial -9- 10-11-, los ejes secundarios -25- o los ejes primarios -26- alrededor de sus propios ejes longitudinales, en conjunto con sus elementos vinculados rígidamente en sentido angular, puede originarse también por desbalanceos al generarse vibraciones sobre los diferentes grupos de engranajes vinculados con las horquillas convencionales de empuje axial -12-13-14-, y también podrán neutralizarse tanto por medio de determinados elementos mecánicos centradores -22- realizados tanto sobre cada varilla de traslación axial, como sobre sus respectivos alojamientos donde se desplazan alternativamente.
En los diagramas A y B de Ia Figura 12, se tiene en el presente ejemplo de realización, el desarrollo en el plano del conjunto de horquillas de selección individual -3-4-5- con su propia ley de desplazamientos impuestas en sus respectivas levas semicilíndricas -6-7-8- que se encuentran definidas en el interior o exterior de dichas horquillas selectoras -3-4-5-, Para simplificar el esquema, en el plano sólo se ilustran los perfiles del eje principal -1-, su cursor -2- y el desarrollo en el plano de las horquillas de selección individual -3-4-5- con sus correspondientes levas semicilfndricas -6-7-8-. Los diagramas ilustran el instante en el cual el dispositivo secuencial se encuentra en Ia posición neutral, sin que el cursor Intervenga en Ia selección de alguna de las horquillas de selección individual -3-4-5-, Las vistas en el plano representarán al nuevo principio de funcionamiento del selector secuencial motivo de Ia invención. En el diagrama A de Ia figura 12 se muestra el orden y Ia secuencia bajo Ia cual el cursor -2- durante su desplazamiento angular, genera sobre cada una de las horquillas de selección Individual -3-4-5-, de a una por vez, los desplazamientos axiales alternativos requeridos. Permite interpretar Ia manera por Ia cual se generan los desplazamientos axiales alternativos sobre cada una de las horquillas de selección individual -3-4-5-, en el momento en que el cursor -2- interactúa con los defasajes axiales de las levas semlcillndricas -6-7-8-,
Debe recordarse que estos desplazamientos axiales alternativos generados sobre cada horquilla de selección individual -3-4-5-, se integran por el tipo de vinculación rígida impuesta en sentido axial, ya sea en forma directa o indirecta, sobre sus respectivas varillas de traslación axial -9-10-11-,
Se tiene entonces que sobre el eje de ordenadas, se representan los desplazamientos angulares que realiza el conjunto formado por el eje principal de mando -1- y el cursor -2-,
Sobre el eje de abscisas, se representan los desplazamientos axiales alternativos que se generan sobre cada una de las horquillas de selección individual -3-4-5-,
Puede observarse el plano en el cual el cursor -2- sólo se desplaza angularmente para realizar Ia selección y activación de cada una de las horquillas de selección individual -3-4-5-,
El cursor -2- solo estará sujeto a experimentar desplazamientos angulares, mientras que no experimentara desplazamientos axiales, Puede observarse también que siempre que el cursor -2- seleccione o libre a cada horquilla de selección individual -3-4-5-, Io hará en Ia posición neutral de marcha, impuesta en Ia ley de desplazamientos de sus levas semicillndricas -6-7-8-,
Las lineas de trazos horizontales, indican las distintas posiciones de marcha, en función del desplazamiento angular que experimentará el cursor -2-, mientras que las verticales de trazos indican los defasajes axiales que se generan en ambos sentidos para posicionar cada marcha partiendo de una posición neutral, en función del desplazamiento angular que desarrolle el cursor -2-,
En el instante correspondiente a Ia posición neutral de marcha, como está ilustrado, el dispositivo admite su ensamble y extracción en dirección paralela al eje longitudinal del eje principal de mando -1 -, ya que las Ifneas que trazan cada punto del cursor -2- y del eje principal de mando -1-, en Ia dirección paralela al eje longitudinal, no se encuentran obstaculizadas axialmente por el conjunto de horquillas de selección individual -3-4-5-,
En ese mismo instante, Ia caja de velocidades podrá ser operada paralelamente por un sistema de mando convencional no secuencial. Como en este principio de funcionamiento ocurre, para que esto pueda lograrse, las varillas de traslación axial -9-10-11-, con todos sus elementos rígidamente vinculados en sentido axial, ya sea que estén vinculados en forma directa o indirecta, no deberán oponerse a Ia acción del mando convencional, En el diagrama B de Ia figura 12 también representado en el plano con los elementos básicos constituyentes del invento, en forma similar al anterior, pueden interpretarse aspectos claves del nuevo principio que se describe, en Io que respecta a Ia conjugación de desplazamientos angulares y axiales. Estos aspectos claves son:
-A Ia ley de desplazamiento impuesta en cada leva cilindrica interna o externa -6-7-8-, se Ie asigna un ciclo (C6-C7-C8).
-Los ciclos (C6-C7-C8) que contienen Ia ley de desplazamiento de cada leva semicillndrica interna o externa -6-7-8-, se encuentran separados por períodos de rotación pura (P1-P2-P3). -Cada ciclo (C6-C7-C8), está representado por su correspondiente horquilla de selección individual -3-4-5-.
-Los ciclos (C6-C7-C8) que contienen Ia ley de desplazamientos de cada leva semicillndrica interna o externa -6-7-8-, reflejan los desplazamientos axiales que en cada uno de ellos se generan, sobre su correspondiente horquilla de selección individual -3-4-5-. -El cursor -2- irá seleccionando y activando los ciclos (C6-C7-C8) de a uno por vez, siguiendo un determinado orden y secuencia que estará determinada por el sentido de rotación (horaria- antihoraria) del mismo.
-Cada ciclo (C6-C7-C8) que contiene Ia ley de desplazamientos de su respectiva leva semicillndrica -6-7-8- está compuesto por una serie de defasajes axiales. -El cursor -2- siempre que realice Ia selección y des-selección de cada horquilla de selección individual -3-4-5- Io hará durante un periodo de rotación pura (P1-P2-P3), que está impuesta sobre Ia ley de desplazamiento de cada leva semicilíndrica interna o externa -6-7-8-.
-Siempre que una horquilla de selección individual -3-4-5- con su respectivo ciclo (C6-C7-C8), sea seleccionada y activada por el cursor -2-, Ia horquilla de selección individual -3-4-5- con su respectivo ciclo (C6-C7-C8) anteriormente seleccionada y activada de acuerdo al sentido de rotación impuesto al cursor -2-, será des-seleccionada y desactivada.
-El cursor -2- selecciona y des-selecciona cada horquilla de selección individual -3-4-5-, de a una por vez.
-La magnitud, orden y secuencia de los desplazamientos axiales generados sobre cada horquilla de selección individual -3-4-5- por el cursor -2-, dependerá de Ia posición que ocupe dicho cursor dentro de Ia ley de desplazamientos de cada leva semicillndrica -6-7-8-, en un determinado instante.
-Cada ciclo (C6-C7-C8) que contiene Ia ley de desplazamientos de su respectiva leva semicilfndrica -6-7-8-, podrá tener su propio valor angular sobre su arco de circunferencia interno o externo.
-Cada posición de marcha dentro de Ia ley de desplazamientos de las levas cilindricas -6-7-8-, podrá tener su propio recorrido o su desplazamiento axial.
Esto presenta una gran ventaja técnica frente a los dispositivos secuenciales existentes que emplean un sistema de leva rotante, conteniendo una leva cilindrica con defasajes axiales en su superficie exterior. Estos dispositivos existentes, presentan un solo ciclo que contiene a Ia ley de desplazamientos de su única leva cilindrica.
Esto tiene el inconveniente de que los recorridos de los defasajes axiales contenidos en Ia ley de desplazamientos de éste único ciclo, son los que transfieren a cada una de las varillas de traslación axial para provocar el engrane de cada marcha.
En general, cada engranaje desplazable de los distintos grupos de engranajes contenidos en el interior de una caja de velocidades, para provocar el perfecto engrane de cada marcha, requiere un desplazamiento axial particular y especial hacia ambos sentidos axiales.
Este efecto, no puede lograrse por medio de los distintos dispositivos de selección secuencial existentes, ya que los más económicos, sencillos y de reducidas dimensiones, presentan un cilindro rotante con solo una leva cilindrica en su exterior, y Ia ley de desplazamientos de ésta leva presenta un solo ciclo, cuyos desfasajes o recorridos axiales serán comunes para cada horquilla convencional de empuje axial y de esta manera logran posicionar Ia totalidad de las marchas.
Los dispositivos que empleen este novedoso principio de funcionamiento de Ia
Invención, para realizar Ia selección secuencial de velocidades logran superar éste inconveniente, optimizando el engrane de cada marcha, aumentando su versatilidad, ya que pueden adaptarse a los diseños originales de los grupos de engranajes de los diversos modelos y tipos de cajas de velocidades.
Como referencia a los dibujos de las figuras 13 y 15, se aclara que Ia disposición comprendida dentro del óvalo de trazos de Ia izquierda, representa los comandos externos de una caja de velocidades convencional, en tanto que el comprendido en el de Ia derecha comprende al selector secuencial de velocidades externo de Ia invención para el caso de su realización básica.

Claims

REIVINDICACIONES
1 ,- Selector secuencial, del tipo que emplea medios de vinculación con disposiciones que requieren cambios secuenciales operativos caracterizado porque está integrado por un eje principal de mando -1- sobre el cual está rígidamente montado un cursor -2-, cuyo conjunto tiene un solo grado de libertad en sentido angular; coaxialmente con dicho eje y en correspondencia con su cursor, se encuentran montadas unas horquillas semicilíndricas de selección individual -3-4-5- portadoras de levas semicilfndricas -6-7-8- con forma de canaletas, cada una de las cuales posee su propia ley de desplazamientos respecto a un plano medio neutral; dichas horquillas semicilíndricas de selección individual se encuentran rígidamente vinculadas en sentido axial a sus correspondientes varillas de traslación axial -9-10-11-, las cuales llevan solidariamente montadas en el lugar conveniente sus elementos convencionales de empuje axial.
2.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1 ,- caracterizado porque dichas horquillas de selección individual, son portadoras de las levas semicilíndricas en el interior de las mismas.
3.- Selector secuencial, de acuerdo con las reivindicaciones 1.- y 2.-, caracterizado porque dichas horquillas de selección individual son portadoras de las levas semicilíndricas en su contorno exterior.
4,- Selector secuencial, de acuerdo con las reivindicaciones 1.-, 2.- y 3.-. caracterizado porque dichas horquillas semicilíndricas -3-4-5- de selección individual, llevan exteriormente montados sendos pernos -21- vinculables con dichas horquillas de selección individual.
5.- Selector secuencial, de acuerdo con las reivindicaciones 1.-, 2-, 3.- y 4.- caracterizado porque dichos pernos -21- están deslizablemente montados sobre las horquillas semicilíndricas de selección individual -3-4-5- por medio de sendos bujes,
6,- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichos pernos -21- están anclados en las horquillas de selección individual en forma deslizable respecto a sendos bujes solidarios al alojamiento del selector.
7.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichas varillas de traslación axial consisten también en ejes primarios.
8.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichas varillas de traslación axial consisten también en ejes secundarios.
9,- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichos ejes primarios y secundarios se vinculan a través de varillas provistas con rótulas con dichas disposiciones que requieren cambios operativos desde el exterior de las mismas.
10,- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes caracterizado porque dichos ejes primarios y secundarios, se vinculan a través de varillas en forma indirecta logrando el control secuencial con el Interior de dichas disposiciones que requieren los cambios operativos.
11.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque entre dichas disposiciones que requieren cambios operativos se incluyen las cajas de cambio de velocidad,
12.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichos elementos convencionales de empuje axial, acoplables a Ia varillas de traslación axial -9-10-11- mencionadas, consisten en respectivas horquillas de empuje axial -12-13-14- operativamente vinculables con medios trabadores -15-16-17- elásticamente impulsados contra las entalladuras -18-19-20-.
13.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichas varillas de traslación axial son articuladas.
14.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1 .- y siguientes, caracterizado porque dichos pernos -21- proveen las salidas de desplazamientos axiales alternativos -S1-S2- S3-, mecánicamente vinculados con las horquillas semicilínd ricas de selección individual -3-4-5-
15.- Selector secuencial, de acuerdo con Ia reivindicación 1.- y siguientes, caracterizado porque dichos ejes secundarios -25- proveen las entradas (E1-E2-E3) de desplazamientos axiales alternativos a componentes rígidamente conectados en sentido axial a horquillas de selección individual -3-4-5- incluyendo a los ejes primarios -26-.
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