ES2204376T3 - Cambio de marchas para un vehiculo industrial. - Google Patents
Cambio de marchas para un vehiculo industrial.Info
- Publication number
- ES2204376T3 ES2204376T3 ES00104649T ES00104649T ES2204376T3 ES 2204376 T3 ES2204376 T3 ES 2204376T3 ES 00104649 T ES00104649 T ES 00104649T ES 00104649 T ES00104649 T ES 00104649T ES 2204376 T3 ES2204376 T3 ES 2204376T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- auxiliary
- gear
- group
- transmission
- positions
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
- F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
- F16H37/046—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement with an additional planetary gear train, e.g. creep gear, overdrive
-
- 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
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/16—Inhibiting or initiating shift during unfavourable conditions , e.g. preventing forward-reverse shift at high vehicle speed, preventing engine overspeed
-
- 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
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/70—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements
- F16H61/702—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements using electric or electrohydraulic control means
-
- 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
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/16—Inhibiting or initiating shift during unfavourable conditions , e.g. preventing forward-reverse shift at high vehicle speed, preventing engine overspeed
- F16H2061/166—Preventing or initiating shifts for preventing stall or overspeed of engine
-
- 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
- F16H2306/00—Shifting
- F16H2306/40—Shifting activities
- F16H2306/46—Uncoupling of current gear
-
- 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
- F16H63/40—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 comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
- F16H63/44—Signals to the control unit of auxiliary gearing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S477/00—Interrelated power delivery controls, including engine control
- Y10S477/908—In series transmission
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19219—Interchangeably locked
- Y10T74/19251—Control mechanism
- Y10T74/19256—Automatic
- Y10T74/1926—Speed responsive
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19219—Interchangeably locked
- Y10T74/19284—Meshing assisters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19219—Interchangeably locked
- Y10T74/19377—Slidable keys or clutches
- Y10T74/19386—Multiple clutch shafts
- Y10T74/19405—Multiple forward and reverse
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)
Abstract
Un cambio de marchas (1) para un vehículo industrial que incluye: un eje primario (2); un eje secundario (40); una transmisión de engranaje (34, 35, 38) interpuesta entre dicho eje primario (2) y dicho eje secundario (40) y que comprende al menos un grupo principal (35) que define una pluralidad de relaciones de transmisión principales y un grupo auxiliar (34, 38) con dos relaciones de transmisión auxiliares que definen sus respectivas pluralidades de relaciones de marcha de dicho cambio de marchas en combinación con las relaciones de transmisión principales, dicho grupo auxiliar (34, 38) comprende una pieza de acoplamiento (13, 44) que se puede mover entre una primera posición de acoplamiento, en la cual se activa una primera relación de transmisión auxiliar, y una segunda posición de acoplamiento, en la cual se activa una segunda relación de transmisión auxiliar; un servomotor (37, 45) que controla dicha pieza de acoplamiento móvil (13, 44), y una unidad de control (47) que recibe una pluralidad de señales de entrada (sw, ss, sr) que representan los parámetros de funcionamiento de dicho cambio de marchas y que incluye la velocidad de rotación de dicho eje primario (2) y la posición de los medios de selección manual (56, 57) relacionados con dicho cambio de marchas (1), dicha unidad de control (47) que incluye medios de comparación (52) que comparan la velocidad de rotación de dicho eje primario (2) una vez que se ha efectuado el engranaje de una nueva relación de marcha con un intervalo predeterminado de valores aceptables y que genera una señal de autorización (se), y en el que dicho servomotor (37) es un servomotor de tres posiciones con tres posiciones estables que se corresponden, respectivamente, a dicha primera posición de acoplamiento, a dicha segunda posición de acoplamiento y a una tercera posición neutral de dicha pieza de acoplamiento móvil (13), la cual está en una posición intermedia con respecto a dichas primera y segunda posiciones de acoplamiento, y en la cual dicho eje primario (2) y dicho eje secundario (40) no están acoplados el uno al otro.
Description
Cambio de marchas para un vehículo
industrial.
La presente invención se refiere a un cambio de
marchas para un vehículo industrial, de acuerdo con el preámbulo de
la reivindicación 1.
Se conoce que los vehículos industriales están
provistos de un cambio de marchas con un gran número de relaciones
de marcha, por ejemplo ocho, doce o dieciséis relaciones de marcha
para marcha hacia adelante y una o más relaciones de marcha para
marcha atrás.
Los cambios de marcha que se conocen generalmente
comprenden dos o tres grupos o fases colocados en cascada uno con
respecto al otro y que cada uno define un número reducido (de dos a
cuatro) de relaciones de transmisión; por lo tanto, el número total
de relaciones de marcha del cambio de marchas se define por el
producto de las relaciones de transmisión de cada una de las
fases.
Una configuración típica es la que comprende un
grupo principal o "caja principal" con cuatro relaciones más
marcha atrás y al menos un grupo auxiliar o "serie" colocado
más abajo de la fase principal y que define dos relaciones de
transmisión obteniendo un total de ocho relaciones de marcha. Las
relaciones de transmisión del grupo auxiliar se calculan de manera
que definan, en combinación con las relaciones de transmisión del
grupo principal, dos juegos de relaciones de marcha (I,II,III,IV;
V,VII,VIII que están separados y son adyacentes entre sí. La
selección y el engranaje de las relaciones de marcha se controla con
una palanca accionada a mano, cuya rejilla de control (es decir, el
total de las trayectorias a lo largo de las cuales se tiene que
mover la palanca para seleccionar y desengranar las diferentes
relaciones de marcha) resulta cada vez más compleja a medida que
aumenta el número de relaciones de marcha.
Con relación al ejemplo mostrado más arriba (ocho
relaciones de marcha para marcha hacia adelante) la rejilla puede
ser del tipo denominado "doble H"; las relaciones de marcha
están colocadas de dos en dos (I y II; III y IV; etc.) en planos de
engranaje respectivos que se pueden seleccionar moviendo la palanca
a lo largo de un plano de selección (generalmente transversal con
respecto a la dirección de desplazamiento del vehículo); las
relaciones de marcha relacionadas con el plano de engranaje
seleccionado se pueden engranar moviendo sucesivamente la palanca a
lo largo del plano de engranaje hacia adelante (relaciones de
marcha impares) o hacia atrás (relaciones de marcha pares) con
respecto al plano de selección.
Dado que las dimensiones totales de la rejilla
están limitadas por razones ergonómicas o de espacio,
inevitablemente, a medida que aumenta el número de relaciones de
marcha la distancia entre los diferentes planos de engranaje
disminuye; en la práctica, esto puede dar lugar a la posibilidad de
errores de selección en el plano de engranaje, produciéndose el
engranaje de relaciones de marcha incorrectas.
Con la intención de resolver este problema se han
propuesto varillas selectoras con una rejilla de "H repetida";
en este caso, la rejilla es una H simple, pero la varilla está
provista de un selector que se puede mover verticalmente haciendo
posible que la rejilla propiamente dicha se "divida" en dos
planos superpuestos, a cada uno de los cuales le corresponde una
respectiva relación de transmisión del grupo auxiliar. La selección
de las relaciones de transmisión del grupo principal tiene lugar en
cada uno de los dos planos, por lo que dicha selección es fácil y
fiable ya que la distancia entre los planos de engranaje es mayor
que la de en el caso de la correspondiente rejilla de doble H.
No obstante, esta disposición también tiene
inconvenientes ya que es posible que el conductor desplace el
selector sin darse cuenta al nivel superior o inferior, o
viceversa, al cambiar de marcha, lo que en algunos casos puede tener
graves consecuencias tanto para la seguridad de la conducción como
para la integridad mecánica del grupomotor. Por ejemplo, al cambiar
de marcha a fin de reducir desde la octava relación de marcha se
podría producir un error de este tipo al engranar la tercera
marcha en lugar de la séptima marcha o la segunda marcha en lugar
de la sexta marcha, con los riegos obvios que conlleva el hacer
funcionar un motor a una velocidad de rotación que sobrepasa
ampliamente los límites de resistencia mecánica.
Para resolver este problema se han propuesto
sistemas de control electrónico, que reciben en la entrada una
pluralidad de señales relativas a los parámetros de funcionamiento
del cambio de marchas (velocidad de rotación de los ejes de entrada
y salida, relación de marcha engranada, relación de marcha
seleccionada, etc.) y que procesan dichas señales de entrada a fin
de permitir o impedir el funcionamiento del selector en base a
esquemas almacenados. No obstante, este tipo de sistemas suponen
tanto el uso de una unidad de control complicada y cara, como la
instalación de piezas adicionales para el cambio de marchas
(elementos de bloqueo mecánico, sensores y el correspondiente
cableado).
Además, los sistemas del tipo mencionado más
arriba no siempre son fiables y puede que no respondan en el
momento adecuado en el caso de maniobras especialmente rápidas.
El documento
US-A-5416698 describe un cambio de
marchas accionado a mano, cuyas características forman la base del
preámbulo de la reivindicación 1, en el cual una unidad de control
recibe señales de entrada que representan los parámetros de
funcionamiento del cambio de marchas y envía una señal de orden de
salida a un dispositivo de alarma al detectar que la velocidad del
eje primario y la relación de marcha engranada en ese momento
podría producir una velocidad excesiva o demasiado lenta, no
deseadas, del motor del vehículo; por lo tanto, la alarma
simplemente avisa al conductor para que no vuelva a embragar, pero
nada impide que lo haga. En particular, si el accionamiento manual
se realiza de un modo rápido, el aviso no tendría efecto alguno.
El objetivo de la presente invención es idear un
cambio de marchas que elimine los inconvenientes relacionados con
los cambios de marchas conocidos que se mencionan más arriba.
El objetivo anterior se logra mediante un cambio
de marchas según la reivindicación 1.
Con el propósito de que la presente invención se
entienda mejor se describirá una forma de realización preferida, de
manera no restrictiva, mediante el ejemplo descrito más abajo y con
referencia al dibujo que se acompaña el cual muestra
esquemáticamente dicho ejemplo.
Con relación a la Figura, el numeral de
referencia 1 generalmente indica un cambio de marchas automatizado
para un vehículo industrial.
El cambio de marchas 1 comprende un eje primario
2 que tiene un eje A, un eje intermedio 3 coaxial al eje primario 2
y un contraeje 4 que tiene un eje B paralelo al eje A. El eje
primario 2 y el eje intermedio 3 tienen sus respectivos extremos 5,
6 adyacentes entre sí y acoplados juntos de tal modo que
posibilitan una rotación relativa. Las ruedas de engranaje
respectivas 7, 8 están montadas locas sobre dichos extremos 5,6,
cuyas ruedas de engranaje engranan con sus respectivas ruedas de
engranaje 9,10 enchavetadas sobre el contraeje 4.
Las ruedas de engranaje 7,8 se pueden engranar de
manera selectiva sobre el extremo 5 del eje primario 2 mediante un
acoplamiento sincronizado 12 provisto de un manguito de
acoplamiento deslizante 13.
Tres ruedas de engranaje 15,16,17 están montadas
locas sobre el eje intermedio 3 y tienen diámetros mayores que el
de la rueda de engranaje 8 y que aumentan progresivamente de una a
otra. Las ruedas de engranaje 8,15 se pueden engranar de manera
selectiva sobre el eje intermedio 3 mediante un acoplamiento
sincronizado 18 provisto de un manguito de acoplamiento deslizante
19. De igual modo, las ruedas de engranaje 16,17 se pueden engranar
de manera selectiva en el eje intermedio 3 mediante un acoplamiento
sincronizado 20 provisto de un manguito de acoplamiento deslizante
24. Las ruedas de engranaje 15,16,17 engranan con sus
correspondientes ruedas de engranaje 26,27,28 enchavetadas sobre el
contraeje 4.
Una rueda adicional de engranaje 29 está montada
loca sobre el eje intermedio 3 y engrana con un engranaje
intermedio 30 que a su vez engrana con una rueda de engranaje 31
enchavetada sobre el contraeje 4. La rueda de engranaje 29 se puede
acoplar al eje intermedio 3 mediante un acoplamiento 32 provisto de
un manguito de control deslizante 33.
Desde un punto de vista funcional, las ruedas de
engranaje 8, 15, 16, 17, 29, que se pueden acoplar al eje
intermedio 3 junto con sus correspondientes ruedas de engranaje 10,
26, 27, 28, 31 sobre el contraeje 4, definen una fase principal 35
o "caja principal" del cambio de marchas 1 con cuatro
relaciones de transmisión para marcha hacia adelante (relaciones de
transmisión principales) y una relación de transmisión para marcha
atrás; las ruedas de engranaje 7,8 que se pueden acoplar al eje
primario 2 y sus ruedas de engranaje correspondientes 9,10 del
contraeje 4, forman una primera fase auxiliar 34 del cambio de
marchas 1 o "divisor" que define dos relaciones de transmisión
auxiliares con una relación desmultiplicadora distinta a fin de
generar relaciones de transmisión intermedias entre las relaciones
de transmisión principales.
Se considera que tanto la rueda de engranaje 8
como la rueda de engranaje 10 pertenecen a la fase auxiliar 34 y a
la fase principal 35, ya que la rueda de engranaje 8 se puede
acoplar tanto al eje primario 2 como al eje intermedio 3 y, por
consiguiente, desde un punto de vista conceptual se puede comparar
con dos ruedas de engranaje distintas pero iguales, cada una de las
cuales se puede acoplar a su respectivo eje.
Las cuatro relaciones de transmisión para marcha
hacia adelante de la fase principal 35 se obtienen al acoplar al
eje intermedio 3, la rueda de engranaje 17 (manguito a la derecha
24), la rueda de engranaje 16 (manguito a la izquierda 24), la
rueda de engranaje 15 (manguito a la derecha 19) y la rueda de
engranaje 8 (manguito a la izquierda 19), respectivamente.
Los manguitos 19,24 y 33 se controlan
mecánicamente mediante una palanca accionada a mano 34 a través de
un dispositivo de transmisión de tipo conocido, que no se muestra
en el dibujo. La palanca 36 tiene una rejilla de control con cinco
posiciones (cuatro posiciones para marcha hacia adelante colocadas
en forma de H simple y una posición para marcha atrás).
Las dos relaciones de transmisión del grupo
auxiliar 34 se obtienen al acoplar al eje primario, la rueda de
engranaje 7 (manguito a la izquierda) y la rueda de engranaje 8
(manguito a la derecha 13), respectivamente.
El manguito 13 se controla mediante un servomotor
37 con una horquilla de accionamiento 37a de tipo conocido. El
servomotor 37 es neumático y, de acuerdo con la presente invención,
es del tipo que tiene tres posiciones que se determinan de manera
mecánica: dos posiciones límites, izquierda y derecha
respectivamente, corresponden a las respectivas posiciones de
acoplamiento del manguito 13 descritas más arriba; una posición
central, que se muestra en el dibujo, mantiene el acoplamiento 12
en una posición neutral en la cual el eje primario 2 no está
acoplado al contraeje 4 y, por consiguiente, tampoco está acoplado
angularmente al eje intermedio 3, independientemente de la relación
de transmisión acoplada de manera opcional en la fase principal
35.
El cambio de marchas 1 además comprende un
segundo grupo auxiliar 38 o "serie" formado fundamentalmente
por un engranaje reductor epicicloidal que tiene como pieza de
entrada un engranaje planetario 39 enchavetado en el eje intermedio
3 y un eje secundario 40 unido a un soporte del tren de engranajes
41.
El engranaje planetario 39 engrana con una
pluralidad de engranajes planetarios 42 que el soporte del tren de
engranajes 41 contiene angularmente de manera libre y que, a su
vez, engranan con un engranaje anular interno 43.
El engranaje anular 43 está unido a un manguito
de acoplamiento 44 que se puede desplazar axialmente entre una
primera posición (a la izquierda con relación al dibujo), en la
cual el engranaje anular 43 está conectado con el soporte del tren
de engranajes 41 y una segunda posición (a la derecha con relación
al dibujo), en la cual el engranaje anular 43 está conectado con la
caja de cambios. En dicha primera posición, el engranaje planetario
39, el soporte del tren de engranajes 41 y el engranaje anular 43
giran juntos entre sí, formando de ese modo una relación de
transmisión unitaria (velocidad directa) entre el eje intermedio 3
y el eje secundario 40; en la segunda posición hay una relación
reductora, entre la velocidad del eje intermedio 3 y el eje
secundario 40; estas relaciones se calculan de manera que generen,
junto con las relaciones de transmisión principal, dos grupos de
relaciones de marcha separadas y adyacentes.
El manguito 44 se controla con un servomotor
neumático 45 mediante una horquilla de accionamiento 46 de tipo
conocido.
Los grupos auxiliares 34 y 38 se controlan
mediante una unidad de control 47 que está adaptada para generar
señales de control s_{c} para sus respectivas válvulas de
solenoide 48,49 que hacen funcionar el servomotor 37 y para sus
respectivas válvulas de solenoide 50,51 que hacen funcionar el
servomotor 45 en respuesta a señales de entrada que se describirán
en detalle más abajo.
Las válvulas de solenoide 48, 49, 50, 51 son de
tipo triple, con dos posiciones normalmente cerradas. Las tres
posiciones del servomotor 37 se obtienen al activar,
respectivamente, sólo la válvula de solenoide 48, al activar sólo
la válvula de solenoide 49 o al activar ambas válvulas de solenoide
48, 49 a la vez. Las dos posiciones del servomotor 45 se obtienen al
activar, respectivamente, sólo la válvula de solenoide 50 y al
activar sólo la válvula de solenoide 51.
La unidad de control 47 comprende además un
circuito de comparación 52 conectado a un sensor de velocidad
angular 53 relacionado con el eje primario 2, desde el cual recibe
una señal de entrada s_{w} correlacionada con la velocidad
angular del eje primario 2; cuando se cierra el embrague esta
velocidad, obviamente, coincide con la velocidad de rotación del eje
principal. El circuito 52 está adaptado para comparar la señal de
entrada s_{w}, es decir, la velocidad angular del eje primario
con un valor de referencia S_{T} que corresponde a un valor
límite superior de la velocidad angular del eje primario, y para
generar en la salida una señal de autorización S_{e}, cuyo nivel
lógico depende del resultado de la comparación, según se explicará
más abajo.
La unidad de control 47 comprende además un
circuito de control 54 que recibe en la entrada, además de dicha
señal s_{e}, las señales s_{s}, s_{r}, generadas por medios
transductores 55 relacionados con la palanca del cambio de marchas
36. Estos medios transductores, que son de tipo conocido y por lo
tanto no se describen en detalle, se adaptan para generar dichas
señales s_{s}, s_{r} en respuesta al accionamiento manual de
las piezas selectoras auxiliares 56, 57 relacionadas con dicha
palanca.
En concreto, estas piezas están formadas por un
selector auxiliar 56 convenientemente integrado en la palanca 36 y
que se puede accionar en dirección axial con respecto a la misma
entre dos posiciones (A,B), y por una palanca pequeña 57 que está
colocada en el pomo de la palanca en sí y que se puede mover entre
dos posiciones (U,D). El selector 56 controla el grupo auxiliar 38,
los transductores 55 generan señales de entrada s_{r} para
controlar el grupo auxiliar 38 que tiene un valor (lógico)
correlacionado con la posición del selector 56 (por ejemplo 1 para
la posición A, 0 para la posición B). La palanca pequeña 57
controla el grupo auxiliar 34; los medios transductores 55 generan
señales de entrada s_{s} para controlar el grupo auxiliar 34 que
tiene un valor (lógico) correlacionado con la posición de la
palanca pequeña 57 (por ejemplo 1 para la posición U, 0 para la
posición D).
El modo de operación del cambio de marchas es el
siguiente:
Las relaciones de transmisión del grupo principal
35 (I,II,III,IV,R) se seleccionan y engranan manualmente mediante
la palanca 36.
Si además de la palanca 36 se acciona el selector
56 y/o la palanca pequeña 57, el cambio de relaciones de marcha
también afecta al grupo auxiliar 38 y/o el grupo auxiliar 34.
En este caso, en respuesta a una señal s_{s}
y/o s_{r}, el circuito de control 54 de la unidad de control 47
genera señales de control para las válvulas de solenoide
relacionadas con los servomotores 48,49,50,51 del cambio de marchas
1 de manera que desengrana la relación de marcha previamente
engranada y así engrana la nueva relación de marcha necesaria. El
nivel lógico de la señal s_{e} normalmente es tal que permite el
cambio de relación de marcha.
El engranaje real de la nueva relación de marcha
va precedido de una fase de sincronización en la cual la diferencia
entre las velocidades angulares de cada rueda de engranaje que se
va a engranar y su eje respectivo se elimina progresivamente. Se
puede suponer, en una aproximación inicial, que la velocidad
angular del eje secundario 40 se mantiene constante durante el
cambio de marcha (no teniendo en cuenta con ello la variación en la
velocidad del vehículo) y por lo tanto, la sincronización provoca
una variación en la velocidad del eje primario 2. En concreto, el
eje primario 2 se acelera cuando se cambia de marcha a una relación
de marcha inferior y se ralentiza cuando se cambia de marcha a una
relación de marcha superior.
De acuerdo con la presente invención, el circuito
52 de la unidad de control 47 compara la señal s_{w}, que
representa la velocidad del eje primario 2, con un valor de
referencia s_{T} que corresponde a un límite superior de la
velocidad de rotación del motor, que es compatible con la seguridad
y la integridad mecánica del grupo motor.
Si la señal s_{w} es inferior a dicho valor
límite, es decir, la velocidad del eje primario 2 está dentro de un
intervalo aceptable de valores, el nivel de la señal de
autorización s_{e} no se altera y se completa la maniobra de
cambio de marcha.
En el caso contrario, es decir, en el que la
velocidad del eje primario es superior al límite de seguridad, la
señal se cambia y, en respuesta, el circuito de control 54 activa
las dos válvulas de solenoide 48,49 y, por consiguiente, el
servomotor 40 sitúa el manguito 13 en la posición central o
neutral.
Como consecuencia de esto el eje primario 2 se
desacopla del contraeje 4 y, por consiguiente, del eje intermedio
3. Por lo tanto, se impide la maniobra de cambio de marchas y el
cambio de marchas 1 se sitúa en una condición de punto muerto.
Como ventaja después de un tiempo de espera que
es suficiente para conseguir la condición de punto muerto, la señal
s_{e} se reajusta en el valor de autorización lógico, en espera
de una maniobra de selección posterior.
Las ventajas que se pueden lograr con la presente
invención son evidentes según un estudio de las características del
cambio de marchas 1.
Sobre todo, se impiden las maniobras de cambio de
marchas que son peligrosas para la seguridad y para la integridad
del grupo motor, y las que, por ejemplo, podrían producirse como
consecuencia de un cambio involuntario del selector 56 desde la
posición de selección para las marchas altas a la posición de
selección para las marchas bajas.
Esta función se obtiene de manera simple y fiable
y no es necesario modificar la estructura del cambio de marchas ni
ninguna pieza adicional (normalmente existe un sensor 45 en
cualquier cambio de marchas automatizado), si no fuera por el uso
de un servomotor de tres posiciones para el divisor 34. Los costes
extra por facilitar esta función son mínimos y bastante inferiores a
los relacionados con el uso de un control electrónico con bloqueo
mecánico del selector.
Por último, es evidente que el cambio de marchas
descrito más arriba puede estar supeditado a modificaciones y
variaciones sin apartarse del alcance de protección definido
mediante las reivindicaciones.
En concreto, la función de punto muerto en
situaciones de emergencia se podría confiar al grupo auxiliar 38
más que al grupo 34; en este caso, el grupo 38 tendría que estar
provisto de una posición neutral intermedia y el servomotor 45
tendría que tener tres posiciones. Sin embargo, el servomotor 37
podría ser de tipo convencional con dos posiciones.
Claims (7)
1. Un cambio de marchas (1) para un vehículo
industrial que incluye:
- un eje primario (2);
- un eje secundario (40);
- una transmisión de engranaje (34,35,38) interpuesta entre dicho eje primario (2) y dicho eje secundario (40) y que comprende al menos un grupo principal (35) que define una pluralidad de relaciones de transmisión principales y un grupo auxiliar (34,38) con dos relaciones de transmisión auxiliares que definen sus respectivas pluralidades de relaciones de marcha de dicho cambio de marchas en combinación con las relaciones de transmisión principales, dicho grupo auxiliar (34,38) comprende una pieza de acoplamiento (13,44) que se puede mover entre una primera posición de acoplamiento, en la cual se activa una primera relación de transmisión auxiliar, y una segunda posición de acoplamiento, en la cual se activa una segunda relación de transmisión auxiliar;
- un servomotor (37,45) que controla dicha pieza de acoplamiento móvil (13, 44), y
- una unidad de control (47) que recibe una pluralidad de señales de entrada (s_{w},s_{s},s_{r}) que representan los parámetros de funcionamiento de dicho cambio de marchas y que incluye la velocidad de rotación de dicho eje primario (2) y la posición de los medios de selección manual (56, 57) relacionados con dicho cambio de marchas (1), dicha unidad de control (47) que incluye medios de comparación (52) que comparan la velocidad de rotación de dicho eje primario (2) una vez que se ha efectuado el engranaje de una nueva relación de marcha con un intervalo predeterminado de valores aceptables y que genera una señal de autorización (s_{e}), y en el que
dicho servomotor (37) es un servomotor de tres
posiciones con tres posiciones estables que se corresponden,
respectivamente, a dicha primera posición de acoplamiento, a dicha
segunda posición de acoplamiento y a una tercera posición neutral
de dicha pieza de acoplamiento móvil (13), la cual está en una
posición intermedia con respecto a dichas primera y segunda
posiciones de acoplamiento, y en la cual dicho eje primario (2) y
dicho eje secundario (40) no están acoplados el uno al
otro;
caracterizada porque
dicha unidad de control (47) que incluye medios
de control (54) que controlan dicho servomotor (37) y que generan
una señal de control (s_{c}) que fija dicho servomotor (37) en
dicha tercera posición en respuesta a un valor de dicha señal de
autorización (s_{e}) que indica que dicha velocidad está fuera de
dicho intervalo predeterminado de valores
aceptables.
2. Un cambio de marchas de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho intervalo
predeterminado de valores aceptables está definido por un valor
límite de seguridad superior para la velocidad de rotación de dicho
eje primario (2).
3. Un cambio de marchas de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos medios de
selección manual (36,56,57) comprenden una palanca (36) que se
puede mover a todo lo largo de una rejilla de control que tiene un
número de posiciones que se corresponden a las relaciones de
transmisión de dicho grupo principal (35) y al menos una pieza
selectora auxiliar (56,57) con dos posiciones para controlar dicho
grupo auxiliar (34,38).
4. Un cambio de marchas de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque dicha transmisión de engranaje
(34,35,38) comprende un primer grupo de transmisión auxiliar (34) de
tipo "divisor" y un segundo grupo de transmisión auxiliar (38)
de tipo "serie".
5. Un cambio de marchas de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de
selección manual comprenden una primera pieza selectora auxiliar
(57) con dos posiciones para controlar dicho primer grupo auxiliar
(34) y una segunda pieza selectora auxiliar (56) con dos posiciones
para controlar dicho segundo grupo auxiliar (38), dicha segunda
pieza auxiliar (56) está integrada en dicha palanca (36) y se puede
mover axialmente.
6. Un cambio de marchas de acuerdo con la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque dicho servomotor
(37) con tres posiciones está relacionado con dicho primer grupo de
transmisión auxiliar (34).
7. Un cambio de marchas de acuerdo con la
reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque dicho servomotor
con tres posiciones esta relacionado con dicho segundo grupo de
transmisión auxiliar (38).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO990171 | 1999-03-05 | ||
| IT1999TO000171A IT1308411B1 (it) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | Cambio di velocita' per un veicolo industriale. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2204376T3 true ES2204376T3 (es) | 2004-05-01 |
Family
ID=11417573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00104649T Expired - Lifetime ES2204376T3 (es) | 1999-03-05 | 2000-03-03 | Cambio de marchas para un vehiculo industrial. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6250172B1 (es) |
| EP (1) | EP1035357B1 (es) |
| AT (1) | ATE246322T1 (es) |
| DE (1) | DE60004115T2 (es) |
| ES (1) | ES2204376T3 (es) |
| IT (1) | IT1308411B1 (es) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6520040B2 (en) * | 2000-04-03 | 2003-02-18 | Eaton Corporation | Range control for manual transmission |
| DE10152857A1 (de) | 2001-10-25 | 2003-05-15 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Schaltverfahren für Mehrgruppengetriebe |
| SE523670C2 (sv) * | 2002-09-09 | 2004-05-11 | Volvo Lastvagnar Ab | Stegväxlad växellåda för motorfordon |
| DE102004057124A1 (de) * | 2004-11-26 | 2006-06-08 | Zf Friedrichshafen Ag | Einrichtung zur Reduzierung der Bewegung der Hauptwelle |
| DE102004057127A1 (de) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Steuerungsvorrichtung zum sicheren Trennen eines Antriebsstranges |
| DE102006043333A1 (de) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Daimler Ag | Nutzfahrzeuggetriebe mit einer Hauptgruppe und einer Nachschaltgruppe |
| EP2087242A4 (en) * | 2006-11-22 | 2012-12-12 | Volvo Lastvagnar Ab | MODULAR SYSTEM FOR MANUFACTURING FLUID-ACTUATED VALVES WITH TWO OR THREE STABLE POSITIONS |
| US8051735B2 (en) * | 2007-05-17 | 2011-11-08 | Dalmler AG | Automated shift transmission |
| DE102007043694A1 (de) * | 2007-09-15 | 2009-03-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zur Schaltsteuerung eines automatisierten Gruppengetriebes |
| DE102010009673A1 (de) * | 2010-02-27 | 2011-09-01 | Daimler Ag | Gruppengetriebevorrichtung |
| KR101235554B1 (ko) * | 2010-12-03 | 2013-02-20 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 수동 변속기 |
| US10584778B2 (en) * | 2016-12-22 | 2020-03-10 | Eaton Cummins Automated Transmission Technologies, Llc | High efficiency, high output transmission |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4676115A (en) * | 1985-05-13 | 1987-06-30 | Eaton Corporation | Semi-automatic transmission |
| US5315514A (en) * | 1990-08-17 | 1994-05-24 | Eaton Corporation | Unexpected N logic for vehicular semi-automated mechanical transmissions |
| US5050079A (en) * | 1990-08-17 | 1991-09-17 | Eaton Corporation | Mode control for mechanical transmission system with semi-automatic shift implementation and manual and automatic shift preselection modes |
| US5054591A (en) | 1990-10-11 | 1991-10-08 | Eaton Corporation | Transmission input section control |
| JP3161853B2 (ja) * | 1993-01-20 | 2001-04-25 | 株式会社クボタ | 作業車の走行変速構造 |
| US5511437A (en) * | 1993-07-01 | 1996-04-30 | Eaton Corporation | Compound vehicular transmission |
| US5416698A (en) | 1993-07-09 | 1995-05-16 | Eaton Corporation | Input shaft overspeed warning system |
| US5436833A (en) * | 1993-09-07 | 1995-07-25 | Eaton Corporation | Shift-to-neutral reminder prompt system/method |
| EP0737828A1 (en) | 1995-04-12 | 1996-10-16 | Eaton Corporation | Vehicular transmission |
| US5974906A (en) * | 1998-04-01 | 1999-11-02 | Eaton Corporation | Jaw clutch engagement control for assisted, manually shifted, splitter-type transmission system |
| US6044721A (en) * | 1998-09-08 | 2000-04-04 | Eaton Corporation | Control for controller-assisted large backlash jaw clutches in main and auxiliary sections |
-
1999
- 1999-03-05 IT IT1999TO000171A patent/IT1308411B1/it active
-
2000
- 2000-03-02 US US09/517,672 patent/US6250172B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-03 DE DE60004115T patent/DE60004115T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-03 ES ES00104649T patent/ES2204376T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-03 AT AT00104649T patent/ATE246322T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-03-03 EP EP00104649A patent/EP1035357B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1035357A1 (en) | 2000-09-13 |
| US6250172B1 (en) | 2001-06-26 |
| ATE246322T1 (de) | 2003-08-15 |
| DE60004115D1 (de) | 2003-09-04 |
| DE60004115T2 (de) | 2004-05-06 |
| ITTO990171A1 (it) | 2000-09-05 |
| IT1308411B1 (it) | 2001-12-17 |
| EP1035357B1 (en) | 2003-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2204376T3 (es) | Cambio de marchas para un vehiculo industrial. | |
| RU2110415C1 (ru) | Сложная трансмиссия (варианты) | |
| JPH0366978A (ja) | 一軸形シフト装置 | |
| US9777836B1 (en) | Park lock for an automatic transmission | |
| US11719317B2 (en) | Electric vehicle transmission | |
| JPH02248770A (ja) | 複式変速機およびそのシフト制御装置 | |
| GB2103736A (en) | Planetary change-speed gear | |
| US3301078A (en) | Vehicle transmission | |
| US5285694A (en) | Shift plate actuated single shaft shifting mechanism | |
| SE443459B (sv) | Transmissionslas | |
| US6257082B1 (en) | Auxiliary section control for manual transmission | |
| CN107687501A (zh) | 用于作业车辆的传动系统 | |
| US6835157B2 (en) | Apparatus for controlling a plurality of synchronizers in a manual planetary transmission | |
| JP2004537692A (ja) | 手動多段変速機における切換装置 | |
| US5704252A (en) | Compact shift assembly with interlock | |
| US7070535B2 (en) | Shift mechanism for a manual planetary transmission | |
| US8311713B2 (en) | Multi ratio transmission | |
| BR102012032464B1 (pt) | método para redução de marcha em uma transmissão auxiliar, módulo de transmissão auxiliar e transmissão | |
| US3225620A (en) | Multiple ratio steering system | |
| JPH0356768A (ja) | 拡張レンジ分割型複合変速機の制御装置 | |
| JP4396468B2 (ja) | 移動車両の変速制御装置 | |
| CN103185110A (zh) | 用于交通工具的换挡变速器 | |
| RU2793188C1 (ru) | Реверсивная вально-планетарная соосная раздаточная коробка 16RR16 | |
| JPS58106257A (ja) | 歯車変速機の変速操作機構 | |
| JP4389047B2 (ja) | 移動車両 |