ES2208590T3 - Accionadores electricos para controlar el embrague y/o la caja de cambios secuencial en vehiculos automoviles. - Google Patents

Abstract

Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial en vehículos automóviles, que comprende un motor (11) eléctrico y un mecanismo (31, 32) para transformar el movimiento giratorio del elemento (33, 52) accionador en movimiento lineal, caracterizado porque comprende: unos medios (29, 50) accionadores axiales colocados directamente en el eje de traslación de dicho elemento accionador; dichos medios tienen un desarrollo frecuente normal a dicho eje de traslación; dichos medios permiten múltiples selecciones consecutivas de marcha en cada sentido de rototraslación, bien una marcha más alta, bien una más baja; volviendo dichos medios a la posición inicial tras cada operación, también consecutiva, para una acción interna y/o externa al elemento controlado o al mismo accionador, con la posible ayuda de unos medios (34, 35) elásticos que actúen sobre el eje de dicho elemento accionador; permitiendo dicho medio accionador, indistintamente, el control manual o automático de dicha caja de cambios secuencial; el mecanismo para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal en una plantilla (29, 50) realizada en una placa (28, 49) que se desliza en una guía (30) correspondiente, en la que está colocado un espárrago (10) de la manivela hecho girar por dicho motor eléctrico.

Description

Accionadores eléctricos para controlar el embrague y/o la caja de cambios secuencial en vehículos automóviles.

La invención trata de: accionadores eléctricos para controlar el embrague y/o la caja de cambios secuencial en vehículos automóviles, en los que el desembrague del embrague de fricción tiene lugar mediante la acción de un dispositivo equipado con una plantilla; de manera similar, el accionamiento de la caja de cambios secuencial se consigue mediante una plantilla de un accionador diferente, estando los dos accionadores posiblemente acoplados para el control simultáneo de dichos embrague y caja de cambios secuencial.

La técnica anterior ya comprende dispositivos accionadores para cajas de cambio secuenciales que constan de cilindros hidráulicos en las que la presión que actúa en dichos cilindros selecciona por orden el engranaje mayor o el menor. Dichos accionadores constan de dos cilindros de simple efecto cuyos pistones están conectados entre sí en el mismo vástago, en el lado opuesto de la cámara de presión. Una conexión de drenaje está situada en el medio, entre los cilindros y los pistones cuando están en su posición neutral; las cámaras de presión están controladas por válvulas de control de tres vías que conectan cada cámara, alternativamente, con el conducto de alta presión, para el accionamiento, o con el conducto de descarga en ese lado; la posición central del vástago con dos pistones se obtiene mediante dos cojinetes con casquillos en el lado de la cámara de presión que, cuando se someten a presión en ambas cámaras, definen una posición central fija mediante los casquillos y unos limitadores de carrera apropiados.

La técnica anterior también comprende accionadores mecánicos para el control del embrague en motocicletas, en las que el control mecánico actúa sobre una palanca que, mediante una transmisión de piñón y cremallera, mueve el plato del embrague; la carrera de vuelta está asegurada por los muelles del plato del embrague. También se emplea un control hidráulico manual que consta de un cilindro hidráulico de simple efecto que actúa sobre la biela de control del plato del embrague, alimentado por una pequeña bomba conectada a la palanca de control manual accionada por el usuario.

La necesidad de tanto una operación manual como una automática se tiene particularmente cuando la caja de cambios se hace funcionar a distancia. De hecho, en el caso de motocicletas, el modo dual de funcionamiento, tanto de la caja de cambios como, de manera más importante, del embrague, se considera una importante característica de seguridad.

Con el funcionamiento por control remoto, el comando que lleva a cabo la caja de cambios secuencial, para funcionar correctamente, también tiene que hacer funcionar el embrague, es decir, dicha palanca con piñón y biela con cremallera, o el control hidráulico manual, con cilindro de simple efecto, tienen que estar controlados a distancia; debido a la manera en que están configurados, no permiten indistintamente la operación automática o la manual, es decir, con mando a distancia.

Asimismo, en el campo de los vehículos automóviles, la técnica anterior comprende un accionador, para hacer funcionar el embrague que consta de un motor eléctrico que, mediante un piñón acoplado a una parte de un engranaje de corona, hace girar una palanca que actúa mediante una biela en el embrague; dicha palanca está conectada a un muelle que compensa la fuerza de apertura del embrague. Además, un accionador de ese tipo, que necesita invertir el sentido de rotación del motor eléctrico durante el ciclo de funcionamiento del embrague, no permite que no se haga predeterminado el sentido de giro de dicha palanca, ya que tiene un sentido obligatorio. Además, la inversión del sentido de rotación es un factor limitante para la velocidad de funcionamiento del accionador.

También existen motores eléctricos para la caja de cambios, posiblemente con mecanismos de reducción de velocidad, que controlan directamente el tambor de la palanca de marchas o accionan la palanca de marchas en cajas de cambios secuenciales.

Asimismo, las altas potencias de los motores de las motocicletas modernas requieren que el motociclista ejerza una fuerza considerable para manejar el embrague. El documento BE 651.094 A describe las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Tal técnica anterior puede someterse a mejoras considerables con vistas a la posibilidad de fabricar accionadores para embragues y cajas de cambios secuenciales de de bajo coste y operación sencilla.

De lo anterior surge la necesidad de resolver el problema técnico de inventar una configuración del accionador que controla el embrague y/o la caja de cambios secuencial que sea fácil de construir y que sea fiable, estando los dos accionadores posiblemente acoplados en construcción y funcionamiento.

La invención resuelve dicho problema técnico al adoptar: un accionador eléctrico para controlar el embrague y/o la caja de cambios secuencial en vehículos automóviles, que comprende un motor eléctrico y un mecanismo para transformar el movimiento giratorio del elemento accionador en movimiento lineal, caracterizado porque comprende un mecanismo de manivela, o al menos una leva, hecha para realizar una rotación completa, volviendo a la posición inicial, sea el control del embrague, el control del cambio de marchas o ambos.

Adoptando, en una realización preferida: dicha leva que constituye una plantilla realizada en una placa que se desliza en una guía correspondiente, en la que se coloca un espárrago del embrague al que hace rotar por dicho motor eléctrico, como el mecanismo para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal.

Adoptando en una segunda realización preferida: dicha plantilla que está conformada según la aplicación para optimizar las fuerzas.

Adoptando en una realización preferida adicional, en el caso del accionador del embrague: la placa con la plantilla que tiene un muelle para compensar las fuerzas generadas por los muelles internos del embrague.

Adoptando en una realización preferida adicional: el elemento accionador que consta de una bomba hidráulica conectada a la placa que contiene dicha plantilla.

Adoptando en una realización preferida adicional del accionador del embrague: el elemento accionador que consta de un cable metálico conectado a dicha placa que contiene dicha plantilla.

Adoptando en una realización preferida adicional de la caja de cambios secuencial: la plantilla que consta de dos perfiles que son cada uno paralelos y tangenciales a la circunferencia trazada por el espárrago, y de dos perfiles que son coaxiales y tangenciales a dicha circunferencia en una dirección paralela a la de la guía y perpendicular a dichos perfiles paralelos.

Adoptando también, en una realización preferida adicional del accionador del embrague: el elemento accionador conectado a la placa que contiene elásticamente la plantilla con el fin de permitir el rebase de la carrera de control.

Adoptando también en una realización preferida adicional del accionador de la caja de cambios: un mecanismo mecánico de desconexión, con un elemento elástico precargado, situado entre dicho accionador eléctrico y la clavija de control de la caja de cambios secuencial; teniendo dicho mecanismo de desconexión una dirección de funcionamiento que puede ser, bien axial, bien giratoria.

Adoptando adicionalmente en otra forma de realización para el accionador de la caja de cambios: la biela de la caja de cambios centrada mecánicamente en la guía del accionador mediante muelles de acción opuesta.

Adoptando en una forma adicional de realización del accionador del embrague: un sensor para detectar la posición neutral de la plantilla del accionador.

Adoptando adicionalmente en otra forma de realización: un sensor de posición del elemento de rotación del mecanismo para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal.

Adoptando también en una realización adicional: la manivela que tiene una esfera que engrana en una muesca para determinar la posición neutra.

Adoptando adicionalmente, en otra forma de realización del accionador del embrague: un sensor para medir la fuerza de cierre de dicho embrague; constando posiblemente dicho sensor de un captador dinamométrico conectado rígidamente a la biela accionadora del embrague o de un sensor que mide la presión del fluido hidráulico cuando se acciona hidráulicamente el embrague.

Adoptando por último en una realización preferida adicional del accionador del embrague: una conexión unidireccional, rígida, entre la placa deslizante con la plantilla y la biela accionadora, rígida, del embrague; además, tiene un diente para bloquear dicha biela o extremidad, para situarlo contra el saliente o en la ranura realizada en élla: dicho diente se acciona en inserción mediante un electroimán con una posición neutral normalmente desconectada.

Las ventajas obtenidas con esta invención son: manejar el control del embrague de fricción mediante la plantilla es económico y se garantiza un funcionamiento correcto, y es versátil en términos de dónde se coloca en el vehículo: el espárrago de la manivela queda liberado del empuje o tensión residual generado al accionar el embrague debido a la presencia de los muelles compensadores; además, la fuerza generada por el motor eléctrico está reducida y optimizada por la geometría de desplazamiento de la plantilla; también, de manera importante, tanto el accionador hidráulico como el accionado por el cable metálico son extremadamente económicos.

Además, el accionador de la caja de cambios secuencial es de construcción muy sencilla y no tiene ninguna de las complicaciones de los accionadores hidráulicos de la técnica anterior; dicho accionador puede fabricarse fácil y económicamente y el funcionamiento apropiado está garantizado. Además, el accionador de la plantilla para accionar la caja de cambios secuencial es altamente versátil, ya que puede ser, indiferentemente, servoasistido o manejado manualmente y puede estar acoplado a un accionador que acciona el embrague para hacer funcionar el embrague de una manera apropiadamente sincronizada, garantizando así el funcionamiento apropiado de ambos controles. Además, cuando el accionador de la caja de cambios está acoplado al accionador del embrague, y gira con él, todavía es posible controlar el embrague para permitir el grado de patinaje necesario para los requerimientos dinámicos del vehículo, incluso con el control automático, es decir, administrado por la lógica de control del vehículo, así como, naturalmente, con la intervención manual del conductor sin tener que operar la palanca de cambios. Asimismo, tanto el accionador sólo para el embrague como los dos accionadores para el embrague y la caja de cambios pueden instalarse en el vehículo tras ser fabricado, implementando así una mejora ventajosa de dicho vehículo; por último, el conjunto puede ser realizado por el usuario porque dicho accionador o accionadores son fáciles y económicos de instalar.

Por último, con el uso del diente de bloqueo, con control electromagnético de la palanca del accionador del embrague, es posible mantener desembragado el embrague del vehículo incluso en situaciones en las que se requieren cambios múltiples de marcha, generalmente cuando se reduce en un corto espacio de tiempo, y sin la necesidad de embragar el embrague con cada cambio de marcha. En este caso, la posibilidad de detener el vehículo con una marcha seleccionada y de seleccionar cualquier marcha sin que se mueva el vehículo con el motor encendido es una ventaja adicional.

Algunas realizaciones de la invención se ilustran, meramente a título de ejemplo, en las doce tablas de los dibujos adjuntos, en los que la figura 1 es la sección longitudinal del accionador de control del embrague, accionado hidráulicamente, con la plantilla, tal como se describe en la presente invención; la figura 2 es una vista en perspectiva del accionador de la figura 1, sin la tapa de la plantilla; las figuras 3 a 8 son representaciones esquemáticas de la plantilla y del espárrago de la manivela de un accionador del embrague, en las posiciones varias durante el ciclo de funcionamiento, empezando por la desconexión, hasta el reengranaje; la figura 9 es un diagrama que muestra las fuerzas que actúan sobre la plantilla y su movimiento durante una carrera; la figura 10 es la sección longitudinal de un accionador de control de una caja de cambios secuencial, con plantilla, accionado por un cable metálico; la figura 11 es la sección longitudinal de un accionador de control de una caja de cambios secuencial, con plantilla, según la invención; la figura 12 es la vista en perspectiva del accionador de la figura 11 sin la tapa de la plantilla; la figura 13 es la vista en perspectiva del mecanismo de palanca que acopla el control de la caja de cambios secuencial de una motocicleta, con el accionador con plantilla, según la presente invención; la figura 14 es la vista en perspectiva del accionador de control de la caja de cambios secuencial y del embrague para una motocicleta, ambos acoplados al mismo motor de accionamiento; la figura 15 es una vista lateral de una realización adicional del grupo de accionadores para el embrague/la caja de cambios secuencial, visto desde lado del accionador de la caja de cambios, sin cubierta lateral y parcialmente en corte; la figura 16 es una vista en perspectiva del mecanismo axial, mecánico, de desconexión para la palanca de la caja de cambios; la figura 17 es la sección XVII-XVII de la figura 15, limitada al plano seccionado; la figura 18 es una vista longitudinal en perspectiva del grupo de accionadores con una realización adicional del mecanismo mecánico de desconexión mostrada en sección, en este caso giratorio y situado directamente sobre la clavija de la palanca de la caja de cambios secuencial; la figura 19 es la vista en perspectiva del grupo de accionadores y del mecanismo de palanca del funcionamiento de la caja de cambios en la figura anterior; la figura 20 es la vista lateral del grupo de accionadores para el embrague/caja de cambios visto desde el lado del accionador del embrague, sin la cubierta lateral y parcialmente en corte; la figura 21 es la vista ampliada de la plantilla y del espárrago de la manivela del accionador del embrague de la figura anterior, ligeramente girados a partir de la posición neutral con el embrague embragado; la figura 22 es una vista análoga a la anterior del accionador del embrague pero con el diente de bloqueo, con control electromagnético, que mantiene el embrague desembragado, presionado contra la palanca rígida de control.

Las figuras muestran: 1, figura 1, el mecanismo de control hidráulico del embrague, que tiene una bomba 2, con un pistón 3 de cilindro 4, y depósito 5 conectado a la bomba mediante unos tubos 6 de admisión; 7, la conexión del tubo de suministro del fluido hidráulico al embrague, no mostrado aquí; 8, la placa en la que se realiza la plantilla 9, acoplada al espárrago 10 de la manivela, al que el reductor 11 de marcha hace girar a sus órdenes; 12, la palanca conectada mediante la clavija 13 a dicha placa y, con contacto sostenido, a dicho pistón 3; 14, la guía de dicha placa 8; 15, el cojinete de reacción para la carrera de vuelta de dicho pistón 3, contra la reacción del muelle 16 compensador, ajustable con el fin de reducir las cargas sobre el mecanismo durante el manejo del embrague; 17, una esfera empujada por el muelle 18 para descansar en la depresión 19, con el fin de definir una posición fija de dicha manivela; 20, figura 2, el sensor de posición de la palanca del embrague; CD, figura 4, el desplazamiento inicial en el movimiento de desconexión del embrague, y CI, figura 8, la carrera final del movimiento de embrague; R, figura 9, el punto en el diagrama que indica la posición neutral del mecanismo ilustrado en la figura 3; D, el punto en el diagrama que indica la etapa inicial de desconexión, ilustrada en la figura 5; F, el punto en el diagrama que indica la desconexión total, ilustrada en la figura 6; I, el punto en el diagrama que indica el engranaje total, ilustrado en la figura 7; G, el vector de carga del muelle compensador desde I a R, ilustrado en la figura 8, o el vector de descarga de R a D, ilustrado en la figura 4; 21, figura 10, una placa con una plantilla 9, análoga a la anterior pero más corta para el accionamiento con el cable 22 metálico del control del embrague, no mostrado; 23, el vástago de conexión entre dicha placa 21 y la abrazadera 24 que sujeta dicho cable 22; 25, el muelle que compensa las fuerzas sobre el mecanismo; 26, la vaina de dicho cable metálico.

Las figuras también muestran: 27, figura 11, el accionador de control de una caja de cambios secuencial, en la que se obliga a la placa 28, con la plantilla 29, a deslizarse en la guía 30; dicha plantilla consta de dos perfiles 31 de guía, cada uno con un eje tangencial a la circunferencia seguida por dicho espárrago 10 de la manivela, y paralelos entre sí, así como de otros perfiles 32, coaxiales y tangenciales a dicha circunferencia, en una dirección perpendicular a los perfiles 31, y paralelos a la guía 30; 33, la biela que conecta la palanca de control de la caja de cambios; dicha biela está colocada en ambas direcciones por unos muelles 34, 35 de acción opuesta, mientras que está conectada elásticamente con la clavija 13 a dicha placa 28 mediante los muelles 36 compensadores de rebase; S, el agujero de colocación para el sensor que detecta la posición neutral del accionador 27, para detectar intervenciones manuales y para evitar la intervención automática del accionador; 37, el fulcro de la suspensión trasera del accionador; 38, figura 12, el sensor para detectar la posición del control; 39, figura 13, la prolongación de dicha biela 33; 40, el control de pedal, sobre el eje C, que determina la rotación del selector de la caja de cambios secuencial, no mostrado; 42, una biela que conecta dicho control 40 de pedal a la biela 39; 43, un brazo oscilador de dichas bielas.

Las figuras también muestran: 44, figura 14, el grupo de dos accionadores 1 y 27 para el control simultáneo del embrague, aquí operado hidráulicamente, y de la caja de cambios secuencial; 45, el reductor individual del motor eléctrico que activa síncronamente las clavijas que se acoplan con las plantillas 9 y 29, para actuar simultáneamente y con un único control, del mecanismo servoasistido de control, no mostrado; 46, figura 15, el grupo de dos accionadores 47 para la caja de cambios secuencial, en forma compacta, y 48 para el embrague; 49, la placa en que se realiza la plantilla 50, análoga a la plantilla 29 pero con perfiles 51 rectos que unen los perfiles 31-32 (y 32-21) en relación entre sí; 52, la biela rígida conectada rígidamente con la clavija 13 a dicha placa 49 y sometida a la acción de centrado de los muelles 34 y 35; 53, el dispositivo axial, mecánico, de desconexión rígidamente conectado a la palanca 54 de control del control de la caja de cambios secuencial: dicho dispositivo de desconexión consta de un alojamiento doble para el muelle 55 de compresión precargado, en el que la parte 56 exterior está conectada rígidamente a la biela 57, que es una prolongación de la biela 54, y la parte 58 interior está conectada rígidamente a la biela 54; 59, partes inclinadas de dicha parte exterior para contener y guiar dicho muelle 55 precargado hasta un valor fijo; 60, figura 18, el dispositivo giratorio de desconexión, colocado entre la palanca 61 de control, a la que está conectada la biela 42, y la clavija 62 para activar la caja de cambios secuencial en el eje C; 63, el muelle rotacional entre cuyas partes 64 extremas, precargadas hasta un valor fijado, está sujeta una clavija 65, fija rígidamente a dicho brazo 61, y una clavija 66, fija rígidamente a la palanca 40 de la caja de cambios, atornillada sobre dicha clavija 62: la palanca está acoplada giratoriamente a dicha

\hbox{clavija 62.}

Por último, las figuras también muestran: 67, figura 20, la biela rígida conectada rígidamente a la placa 68 deslizante en la que se encuentra la plantilla 9 para el espárrago 10 de la manivela; 69, la guía para dicha placa deslizante; 70, una depresión para la definición precisa del ángulo de rotación del espárrago 10, para la posición neutral; 71, un captador dinamométrico, para medir cargas axiales, situado entre dicha biela 67 y la prolongación 72, para permitir un ajuste fino del momento del engranaje del embrague; 73, figura 22, la extremidad de dicha biela 67, en la que existe un acoplamiento unidireccional, rígido, con dicha placa 68 deslizante: dicha conexión consta de una biela 74 conectada rígidamente a dicha placa 68 acoplada con deslizamiento axial en una correspondiente ranura 75 realizada en la biela 67: durante el movimiento de empuje, el saliente 76 de dicha placa 68 y la superficie 77 delantera de dicha extremidad están en contacto; 78, el diente de bloqueo de dicha biela 67, que presiona contra un saliente 79 axial realizado en dicha extremidad 73; 80, el electroimán que activa dicho diente 78 de bloqueo, cuando está desconectado en posición neutral.

El funcionamiento del accionador del embrague manejado hidráulicamente es el siguiente. El accionador puede colocarse en cualquier ubicación conveniente en el vehículo y tiene la conexión 7 hidráulica con el tubo al cilindro accionador del embrague, de tipo conocido, y el servocontrol actúa con una señal eléctrica al reductor del motor en el momento en que se acciona el embrague. Cuando se da la orden, la rotación del espárrago 10 de la manivela generada por el reductor del motor se efectúa con una velocidad que permite rápidamente que el empuje sobre el pistón 3 logre una respuesta apropiada del embrague a las condiciones de funcionamiento del vehículo en ese instante. Dicho espárrago que gira y empuja la plantilla 9 hacia dicho pistón, genera el movimiento axial de la bomba 2 que envía aceite presurizado a través del tubo 7 de conexión al embrague. En la última parte de rotación del botón 10, la carrera de retorno de la placa 8 es contrarrestada por el empuje del muelle 16 que actúa sobre la placa mediante el cojinete 15, para contrarrestar las fuerzas generadas por los muelles del embrague. Finalmente, la esfera 17 que se introduce en la ranura 19, selecciona la posición neutral de dicho espárrago 10 de la manivela en contacto con la plantilla 9. En esta posición, la placa es empujada solamente por el muelle 16, precargado, mientras que en el lado opuesto, las fuerzas del embrague están equilibradas dentro del mismo embrague y por la conexión 6 hidráulica entre el cilindro 4 y el tanque 5.

Al comparar el funcionamiento del accionador descrito anteriormente con el diagrama de desplazamiento de carga, el espárrago 10 de la manivela, figura 9, una vez más allá del punto muerto de la posición neutra, figura 3, existe una primera parte CD en la que el espárrago 10 es propulsado por el muelle 16 sin encontrar resistencia, debido a la carrera requerida por la conexión 6 para el cierre hidráulico: el movimiento se produce con la aceleración máxima que permite la inercia del mecanismo reductor del motor, llegando cerca del punto R; a continuación, en la parte CD, todavía bajo la acción del muelle, vence las fuerzas contrarias generadas al recuperar el juego ocasionado cuando se desconecta el embrague, en el diagrama la carga pasa a lo largo de la línea G con un desplazamiento muy pequeño desde R a D. Un desplazamiento posterior, desde la posición de la figura 4 a la de la figura 6, se representa desde el punto D a F en el diagrama, con una variación de carga que actúa sobre dicho espárrago 10, todavía bajo la acción del muelle 16 para la primera mitad del desplazamiento, y a continuación sólo posteriormente tiene el reductor del motor que vencer las fuerzas para conseguir la desconexión total del embrague, llegando a F: la carga que se tiene que contrarrestar en embragues normales, conocidos, se ha encontrado que se encuentra entre 0 y 30 daN. En la fase posterior de engranaje del embrague, desde la figura 6 a la figura 8, el empuje del embrague desde F hacia I ayuda a la rotación del espárrago de la manivela en la primera parte, luego, tal como se describió para la desconexión, la parte posterior tiene un valor reducido debido a la diferencia en la precarga de los muelles del embrague y el muelle 16 compensador; en la última parte, con el desplazamiento CI de la figura 8, el espárrago 10 tiene que vencer la fuerza total del muelle 16, pasando del punto I al punto R a lo largo del vector G de carga: este desplazamiento se produce al final del ciclo sin afectarlo, la carga generada por el reductor del motor eléctrico puede controlarse mediante la conformación de la cara de empuje de la plantilla 9. Dicha plantilla, en caso de una cara rectilínea o recta con respecto a la dirección de desplazamiento de la placa 8, tiene una relación sinusoidal de la reducción de la carga tangencial que actúa realmente sobre el reductor del motor con respecto a la carga generada por el muelle 16, ayudando así a alcanzar la posición inicial en la figura 3. De lo anterior surge la posibilidad de conformar la cara de la plantilla 9 en el lado del muelle 16 compensador, pero también de 25 con el cable 22 metálico para minimizar el par de torsión que actúa sobre el reductor del motor en el desplazamiento CI anterior: el perfil resultante tiene una sección inclinada con una variación de la inclinación cercana a la posición neutra. Por último, con este accionador, el perfil de la plantilla 9 puede realizarse con una geometría que define relaciones de desplazamiento para la desconexión y engranaje del embrague que permiten respuestas específicas del embrague a conseguir; esto es posible con el accionador 1, bien gire en una dirección, bien gire en ambas direcciones, cuando está acoplado al accionador 27 de la caja de cambios.

En la configuración posterior por el cable 22 metálico, figura 3, el funcionamiento es análogo, con la diferencia de la acción de tiro, y no empuje, aplicada por dicho cable, tal como se muestra en la figura 1; la posición neutral de dicho espárrago 10 de la manivela se consigue con el juego introducido entre la extremidad de dicho cable 22 y la abrazadera 24 que sujeta dicho cable, colocada en el extremo del vástago 23: el muelle 25 compensador tiene su carga máxima en esa posición.

De esta manera, la forma de la plantilla 9, tal como se describió anteriormente, puede tener ventajosamente un perfil no lineal diseñado para conseguir relaciones de desplazamiento de la placa que varíen en función de las posiciones del espárrago 10 de la manivela, que pueden así ajustarse convenientemente en función de las fuerzas que actúan sobre el mecanismo.

El funcionamiento del accionador de la caja de cambios secuencial, figura 4, es el siguiente. El control servoasistido que actúa sobre el embrague, tal como se describió anteriormente, también actúa como control para el accionador de la caja de cambios secuencial: a medida que el espárrago 10 de la manivela gira, se engrana con uno de los dos perfiles 31 y, actuando sobre la placa 28, la desplaza, la elección de perfil depende de la dirección de la selección de marchas, bien una marcha más alta, bien una más baja, y por tanto, en el sentido de rotación del espárrago 10; la clavija 13 es empujada a su vez por la placa 28 bajo la acción del muelle 36 compensador, con el fin de actuar sobre la biela 33 conectada con las bielas 40 y el pedal 41 de palanca. La carrera de control de la caja de cambios es más corta que la carrera de dicha placa 28, garantizando la compensación de los muelles 36 que se completa la carrera de la caja de cambios, garantizando un funcionamiento apropiado.

El engranaje con los perfiles 31 de guía de la placa 28 se establece ventajosamente tras al menos un cuarto de vuelta del espárrago 10 para permitir que el reductor del motor arranque con una ausencia total de resistencia y, además, para que engrane con el perfil 31 con movimiento tangencial, con el fin de evitar impactos; el retraso en la activación es también ventajoso en su uso en conjunción con el accionador del embrague, permitiendo que el accionador del embrague intervenga antes que el accionador de la caja de cambios. Además, los dos perfiles 32 permiten al operador emplear manualmente la caja de cambios secuencial, sin la intervención del control servoasistido ni del accionador: el espárrago 10 puede permanecer en su posición neutral, mostrada en la figura 4, mientras la placa 28, movida por el sistema de palanca externo, pedal 41, palanca 40, biela 42 y biela 39 de extensión, no encuentra obstáculos durante su carrera, permitiendo así el funcionamiento manual. Además, la configuración de la plantilla 50, con sus perfiles rectos, hace que sea fácil de manejar en todas las condiciones, permitiendo incluso un cambio manual por parte del conductor mientras el accionador 47 está en funcionamiento; una característica adicional de seguridad es el mecanismo mecánico de desconexión, tanto en su configuración 53 axial como su configuración 60 rotacional, garantizando una conexión rígida entre las partes con niveles limitados de carga, en el caso del mecanismo axial de desconexión, o un par de torsión limitado, en el caso de mecanismo rotacional de desconexión. El efecto de los mecanismos de desconexión es conseguir el rebase del accionador 47 sin dañar la caja de cambios secuencial, mientras que al mismo tiempo se garantiza que se completa la carrera de control.

El funcionamiento del accionador 1, 27 doble, figura 7, es como en los respectivos accionadores individuales para el embrague y la caja de cambios secuencial: el acoplamiento de los dos espárragos 10 respectivos se realiza convenientemente con el ángulo de fase requerido de uno con respecto al otro, mientras que en cuanto al sentido de rotación del reductor 45 del motor, aunque es indiferente para el control del embrague, no es indiferente para la caja de cambios secuencial. El acoplamiento de los dos espárragos 10 de la manivela y sus placas 8 ó 21, y 28 respectivas es posible de cualquier manera y muy conveniente, con los dos accionadores realizando una carrera de control simultánea y sincronizada empleando un dispositivo impulsor individual. Por consiguiente, se evita siempre una falta de sincronización entre la caja de cambios y el embrague.

El accionador 48 del embrague, tal como se muestra en las figuras 20 y 22, tiene una biela 67 de control rígida y su extensión 72, separada por el captador 71 dinamométrico que mide continuamente el valor de la carga aplicada entre el accionador 48 y el embrague, no mostrado aquí. La señal resultante es analizada por el procesador electrónico que controla la modulación de fase del engranaje de dicho embrague. Un efecto análogo de modulación de fase del engranaje del embrague puede obtenerse también en el control hidráulico del embrague, tal como en las figuras 1 y 2, teniendo en el tubo de control, es decir, aguas abajo de la bomba 2 y aguas arriba del cilindro que activa dicho embrague, un sensor para medir la presión del líquido hidráulico, que es, tal como es sabido, proporcional a la carga sobre la biela del embrague.

Las figuras 20 y 21 muestran la depresión 70, una variación de la depresión 19, en la que engrana el espárrago 10 de la manivela cuando está en su posición neutral, con el embrague engranado permitiendo una colocación precisa del accionador 48, mediante la acción compensadora del muelle 25 sobre la placa 68 deslizante con la plantilla 9.

El funcionamiento del diente 78 de bloqueo, mostrado en la figura 22, se logra activando el electroimán 80 de control, haciendo que dicho diente se engrane con el saliente 79 axial de la extremidad 73 de la biela 67: dicho saliente permite la carrera de empuje pero no permite el reengranaje del embrague, permitiendo así que el accionador realice un número de vueltas consecutivas del espárrago 10 sin manejar el embrague; esta posibilidad es muy útil cuando se realiza más de un cambio de marchas, normalmente cuando se reduce, permitiendo saltarse la fase de engranaje del embrague cuando se cambian varias marchas simultáneamente. Una vez que se completa la fase de cambio de múltiples marchas, el procesador electrónico de control desactiva el electroimán, permitiendo así que se lleve a cabo la última carrera de engranaje del embrague.

En la práctica, los materiales, las dimensiones y los detalles de ejecución pueden ser diferentes de, pero técnicamente equivalentes a, aquéllos descritos, sin apartarse del dominio jurídico de la presente invención.

Por ejemplo, aunque es menos ventajoso, en vez de dichas plantillas lineales, es decir, que generan una relación sinusoidal de desplazamiento, pueden emplearse mecanismos de manivela de empuje que, en función de la longitud de la biela del pistón empleada, se aproximan a dicha relación sinusoidal. Además, como alternativa a la biela 39 en el accionador 27 de la caja de cambios, el accionamiento puede transmitirse mediante cables metálicos. Asimismo, los perfiles 51 rectos pueden estar perfilados o curvados de cualquier manera para unir dichos perfiles 31-32 (y 32-31) en relación entre sí. Finalmente, el saliente 79 axial, en el caso del diente 78 de bloqueo para mantener el accionador 48 del embrague en la posición de apertura, puede obtenerse con un agujero anular, o incluso una ranura axial, en dicha extremidad 73, con una extensión axial apropiada para permitir un movimiento adecuado en dicha ranura para compensar el desplazamiento de la biela 67 en los rebases generados por la placa 68 deslizante.

Claims (21)

1. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial en vehículos automóviles, que comprende un motor (11) eléctrico y un mecanismo (31, 32) para transformar el movimiento giratorio del elemento (33, 52) accionador en movimiento lineal, caracterizado porque comprende: unos medios (29, 50) accionadores axiales colocados directamente en el eje de traslación de dicho elemento accionador; dichos medios tienen un desarrollo frecuente normal a dicho eje de traslación; dichos medios permiten múltiples selecciones consecutivas de marcha en cada sentido de rototraslación, bien una marcha más alta, bien una más baja; volviendo dichos medios a la posición inicial tras cada operación, también consecutiva, para una acción interna y/o externa al elemento controlado o al mismo accionador, con la posible ayuda de unos medios (34, 35) elásticos que actúen sobre el eje de dicho elemento accionador; permitiendo dicho medio accionador, indistintamente, el control manual o automático de dicha caja de cambios secuencial; el mecanismo para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal en una plantilla (29, 50) realizada en una placa (28, 49) que se desliza en una guía (30) correspondiente, en la que está colocado un espárrago (10) de la manivela hecho girar por dicho motor eléctrico.

2. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 1 anterior, caracterizado porque tiene la plantilla (29, 50) con contacto unilateral entre dicho espárrago (10) de la manivela y uno de los lados del perfil (31) que tiene un desarrollo vertical frecuente de dicha plantilla: la acción actúa en el lado de reacción al movimiento de dicho espárrago de la manivela y por la presencia de los medios (34, 35) elásticos, axialmente al elemento accionador, la posición de arranque/parada no está relacionada con cada velocidad engranada.

3. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 1 ó 2 anteriores, caracterizado porque la biela (33) de la caja de cambios está centrada mecánicamente en la guía (30) del accionador mediante unos muelles (34, 35) de acción opuesta que van a constituir dichos medios elásticos axialmente al elemento accionador.

4. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3 anteriores, caracterizado porque la plantilla (29, 50) consta de dos perfiles (31) que son cada uno paralelos y tangenciales a la circunferencia trazada por el espárrago (10), y de dos perfiles (32) que son coaxiales y tangenciales a dicha circunferencia en una dirección paralela a la de la guía (30) y perpendiculares a dichos perfiles paralelos (31).

5. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 4 anterior, caracterizado porque dicha plantilla (50) tiene unos perfiles (51) de conexión entre dichos perfiles (31) paralelos y perfiles (32) coaxiales cuando están en relación entre sí.

6. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 1 a 5 anteriores, caracterizado porque tiene un mecanismo (53, 60) mecánico de desconexión con un elemento (55, 63) elástico precargado situado entre dicho accionador (47) eléctrico y la clavija (62, C) de control de la caja de cambios secuencial.

7. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 6 anterior, caracterizado porque dicho mecanismo (53) de desconexión tiene una dirección axial de funcionamiento y está situado directamente en la palanca (54, 57) de control de la caja de cambios secuencial.

8. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 6 anterior, caracterizado porque dicho mecanismo (60) de desconexión interviene directamente en la rotación de la clavija (62, C) de la caja de cambios secuencial controlada por la biela (42) de dicho accionador (47) eléctrico de la caja de cambios.

9. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 7 anterior, caracterizado porque dicho mecanismo (53) mecánico, axial, de desconexión consta de un muelle (55) helicoidal precargado, situado en un asiento cuya parte (58) interior está rígidamente conectada a la biela (54) de control de la caja de cambios, mientras que la parte (56) exterior está conectada rígidamente a la parte de la biela (57) que es la extensión de la anterior.

10. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según la reivindicación 8 anterior, caracterizado porque dicho mecanismo (60) mecánico, giratorio, de desconexión está situado en el eje de dicha clavija (62) de control, que tiene un muelle giratorio arrollado a dicha clavija y las partes (64) extremas del muelle precargadas para sujetar las clavijas, una (65) fija rígidamente a un brazo (61) y la otra (66) fija rígidamente al pedal (40), a su vez atornillada sobre dicha clavija de control de la caja de cambios secuencial.

11. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 1 a 10 anteriores, caracterizado porque el elemento (33) accionador está conectado de una manera (36) elástica a la placa (29) que contiene la plantilla (29) con el fin de permitir el rebase de la carrera de control.

12. Accionador eléctrico para controlar la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tiene un sensor (S) para detectar la posición neutral de la plantilla (29, 50) del accionador.

13. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles que comprende un motor (11) eléctrico y un mecanismo (9, 10) para transformar el movimiento giratorio del elemento (2, 22, 67) accionador en movimiento lineal, caracterizado porque comprende: unos medios (9, 10) accionadores axiales colocados directamente en el eje de traslación de dicho elemento accionador; dichos medios tienen un desarrollo frecuente normal a dicho eje de traslación; dichos medios permiten múltiples operaciones consecutivas en cada sentido de rototraslación; volviendo a la posición inicial dichos medios tras cada operación, también consecutiva, para la acción interior y/o exterior al elemento controlado o al mismo accionador, con la posible ayuda de unos medios (16, 25) elásticos que actúan sobre el eje de dicho elemento accionador; el mecanismo para transformar el movimiento giratorio en movimiento lineal es una plantilla (9) realizada en una placa (8, 21, 68) que se desliza en una guía (14, 69) correspondiente, en la que está colocada un espárrago (10) de manivela hecho para que lo haga girar dicho motor eléctrico.

14. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según la reivindicación 13 anterior, caracterizado porque dicha plantilla (9) está conformada con contacto bilateral en la carrera de funcionamiento con dicho espárrago (10) de la manivela: los dos lados de la plantilla están involucrados en la acción de dicha manivela.

15. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 13 ó 14 anteriores, caracterizado porque presenta unos medios (16, 25) elásticos para la acumulación de energía, colocados axialmente al elemento accionador para compensar las fuerzas generadas por los muelles internos del embrague.

16. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según la reivindicación 15 anterior, caracterizado porque presenta dichos medios elásticos para la acumulación de energía, que constan de un muelle (16, 25) compensador para compensar las fuerzas generadas por los muelles internos del embrague.

17. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 13 a 16 anteriores, caracterizado porque tiene el elemento accionador que consta de una bomba (2) hidráulica conectada a la placa (8) que contiene dichos medios accionadores.

18. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 13 a 16 anteriores, caracterizado porque tiene una conexión (76, 77) rígida, unidireccional, entre la placa (68) deslizante con la plantilla (9) y la biela (67, 73) rígida, para controlar el embrague: teniendo también un diente (78) de bloqueo de dicha biela o extremidad (67, 73) para colindar con el saliente (79) o en la ranura realizada en él: dicho diente se controla mediante un electroimán (80) y su posición neutral desconectada.

19. Accionador eléctrico para controlar el embrague de vehículos automóviles según una de las reivindicaciones 13 a 16 anteriores, caracterizado porque el elemento accionador consta de un cable (22) metálico conectado a dicha placa (21) que contiene dicho medio accionador.

20. Accionador eléctrico para controlar el embrague y la caja de cambios secuencial de vehículos automóviles, caracterizado porque tiene el accionador para el embrague según una de las reivindicaciones 13 a 19 y el accionador para la caja de cambios secuencial según una de las reivindicaciones 1 a 12 anteriores: estando ambos accionadores impulsados por el mismo motor (45) eléctrico.

21. Conjunto para modificar el embrague de control y la caja de cambios secuencial de una motocicleta, que comprende al menos un accionador eléctrico para controlar el embrague según una de las reivindicaciones 13 a 20 anteriores y un accionador para controlar la caja de cambios secuencial según una de las reivindicaciones 1 a 12 y 20 anteriores.