переключатель ступеней трансмиссии

Формула изобретения

1. Переключатель ступеней трансмиссии, содержащий корпус и рычаг переключения для воздействия на датчики включения ступеней трансмиссии в положениях, удерживаемых фиксатором, подпружиненным относительно корпуса, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным датчиком, имеющим возможность взаимодействия с рычагом переключения при переключениях с одной ступени на другую с увеличенным передаточным числом.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что с дополнительным датчиком имеет возможность взаимодействия каретка, имеющая возможность ограниченного передвижения с перемещаемым звеном, кинематически связанным с рычагом переключения.

3. Переключатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на перемещаемом звене выполнены пазы, на одном из которых через подпружиненный шариковый фиксатор установлена каретка, при этом между дополнительным датчиком и кареткой выполнен зазор.

4. Переключатель по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что перемещаемое звено выполнено в виде диска с пазами, а каретка выполнена в виде поводка, имеющих общую ось вращения.

5. Переключатель по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что он снабжен вторым дополнительным датчиком, при этом каждый из дополнительных датчиков имеет возможность избирательного взаимодействия с упомянутым рычагом переключения, один при переключении ступеней в одном, а второй - в другом направлении.

6. Переключатель по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что дополнительный датчик выполнен как электрический выключатель.

7. Переключатель по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что дополнительный датчик соединен с устройством увеличения длительности его сигнала.

8. Переключатель по любому из пп.1 - 7, отличающийся тем, что устройство увеличения длительности его сигнала выполнено в виде подключаемой к источнику электропитания RC-цепи, параллельно которой через резистор включен вход транзистора, а выход транзистора соединен с выводами для снятия этого сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для дистанционного управления трансмиссиями транспортных и дорожностроительных машин. Известны переключатели ступеней трансмиссии, содержащие корпус и рычаг переключения, имеющий возможность воздействия на электрические выключатели, связанные с устройствами непосредственного включения отдельных ступеней в трансмиссии. Например, патент Германии N DE 3141181 C2, кл. H 01 H 25/06 и авторское свидетельство СССР N 1372401, кл. H 01 H 25/26.

В известных переключателях ступеней трансмиссии, в зависимости от фиксированных положений рычага переключения, происходит включение различных выключателей, которые и подают сигналы на включение соответствующих ступеней.

Наиболее близким к предложенному изобретению является переключатель для управления коробками передач транспортных машин по а.с. N 173287

Известный переключатель содержит корпус и рычаг переключения для воздействия на датчики включения ступеней трансмиссии в положениях, удерживаемых фиксатором, подпружиненным относительно корпуса.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей переключателя ступеней, а именно - создание переключателя ступеней, который подает не только сигнал на включение избранной рычагом переключения ступени, но и сигнал направления проведенного переключения ступени. Сигнал направления переключения ступени является дополнительной информацией, характеризующей в какую сторону было проведено перемещение рычага переключения, т.е. переключение было выполнено на ступень с меньшим или ступень с большим передаточным числом.

Поставленная цель достигается тем, что переключатель ступеней трансмиссии, содержащий корпус и рычаг переключения для воздействия на датчики включения ступеней трансмиссии в положениях, удерживаемых фиксатором, подпружиненным относительно корпуса, снабжен дополнительным датчиком, имеющим возможность взаимодействия с рычагом переключения при переключениях с одной ступени на другую с увеличенным передаточным числом.

Кроме того, с дополнительным датчиком имеет возможность взаимодействия каретка, имеющая возможность ограниченного передвижения с перемещаемым звеном, кинематически связанным с рычагом переключения.

Кроме того, на перемещаемом звене выполнены пазы, на одном из которых через подпружиненный шариковый фиксатор установлена каретка, при этом между дополнительным датчиком и кареткой выполнен зазор.

Кроме того, перемещаемое звено выполнено в виде диска с пазами, а каретка выполнена в виде поводка, имеющих общую ось вращения.

Кроме того, переключатель ступеней снабжен вторым дополнительным датчиком, при этом каждый из дополнительных датчиков имеет возможность избирательного взаимодействия с упомянутым рычагом переключения, один при переключении ступеней в одном, а второй - в другом направлении.

Кроме того, дополнительный датчик выполнен как электрический выключатель.

Кроме того, дополнительный датчик соединен с устройством увеличения длительности его сигнала.

Кроме того, устройство увеличения длительности его сигнала выполнено в виде подключаемой к источнику электропитания RC цепи, параллельно которой через резистор включен вход транзистора, а выход транзистора соединен с выводами для снятия этого сигнала.

На фиг. 1 представлен продольный разрез переключателя ступеней трансмиссии; на фиг. 2 - разрез по А-А переключателя по фиг. 1; на фиг. 3 - переключатель ступеней трансмиссии с двумя дополнительными датчиками; на фиг. 4 - вариант переключателя ступеней трансмиссии с поворотным рычагом переключения; на фиг. 5 - разрез по А-А переключателя по фиг. 4; на фиг. 6 - разрез по Б-Б переключателя по фиг. 4; на фиг. 7 - схема устройства увеличения длительности сигнала дополнительного датчика.

Переключатель ступеней трансмиссии /фиг. 1/ содержит корпус 1 и рычаг переключения 2, который закреплен на перемещаемом звене 3, выполненном, например, в виде штока с пазами в виде кольцевых проточек 4. При перемещении рычага переключения 2 вдоль паза 5 в корпусе 1 он посредством ролика 6 имеет возможность последовательно воздействовать на датчики 7-9 включения ступеней переднего хода. Если же рычаг переключения 2 будет повернут на 90 градусов вокруг оси перемещаемого звена 3, то при его перемещении вдоль паза 10 в корпусе 1 он может последовательно воздействовать на датчики 11, 12 включения ступеней заднего хода /фиг. 2/. На фиг. 2 положение рычага переключения 2 при повороте на 90 градусов показано пунктирной линией.

В качестве датчиков 7-9 и 11, 12 включения ступеней могут быть использованы электрические выключатели, датчики Холла, клапаны и другие устройства переключения ступеней трансмиссии. Расстояние между соседними проточками 4 равно шагу переключаемых ступеней. Подпружиненный относительно корпуса 1 фиксатор 13 предназначен для удержания перемещаемого звена 3 в положении нейтрали и при включениях заданных ступеней трансмиссии /фиг. 2/.

Перемещаемое звено 3 проходит сквозь каретку 14, внутри которой находится подпружиненный относительно каретки шариковый фиксатор 15. В положении нейтрали или любой из переключаемых ступеней каретка 14 посредством фиксатора 15 самоустанавливается на одной из проточек 4.

В корпусе 1, напротив торца каретки 14, установлен дополнительный датчик 16, например электрический выключатель. Между торцом каретки 14 и корпусом 1 имеется зазор 17, величина которого определяется ходом, необходимым для срабатывания дополнительного датчика 16.

На фиг. 1 рычаг переключения 2 находится в положении нейтрали. При перемещении рычага переключения 2 влево /фиг. 1/ произойдет срабатывание датчика 7, включающего, например, I ступень в трансмиссии. Так как слева каретка 14 соприкасается с корпусом 1, то в процессе включения I ступени, связанном с осевым передвижением перемещаемого звена 3, каретка 14 относительно корпуса 1 останется в положении, показанном на фиг. 1. Однако при передвижении влево перемещаемого звена 3 шариковый фиксатор 15 каретки 14 перейдет через выступ между проточками 4 и будет расположен в соседней кольцевой проточке 4 перемещаемого звена 3. Соответственно с фиксатором 15 займет положение и каретка 14.

Аналогичный процесс произойдет при дополнительном передвижении влево рычага переключения 2 и связанного с ним перемещаемого звена 3. При этом сначала сработает датчик 8 включения II ступени трансмиссии, а затем датчик 9 III ступени. Проведенные переключения с I на III ступень соответствуют ступенчатому уменьшению передаточного числа трансмиссии.

Если же произвести переключение с III ступени на II ступень, то благодаря фиксатору 15 каретка 14 начнет перемещаться вправо совместно с перемещающимся звеном 3. Торец каретки 14, выбирая зазор 17, воздействует на дополнительный датчик 16, который дает сигнал о переключении на понижающую ступень в трансмиссии. При дальнейшем передвижении перемещаемого звена 3 вправо, перемещаемое звено 3 начнет выдвигаться из каретки 14. Фиксатор 15 каретки 14 перейдет на соседнюю /расположенную слева/ кольцевую проточку 4 перемещаемого звена 3 и отведет каретку 14 от датчика 16 в исходное положение. При этом дополнительный датчик 16 выключится.

Таким образом, при переключении с III ступени на II ступень происходит кратковременное срабатывание дополнительного датчика 16, выдающего информацию о переключении на ступень с увеличенным передаточным числом.

То же самое произойдет и при переключении с II ступени на I ступень трансмиссии и с I ступени в нейтраль.

Аналогично дополнительный датчик 16 будет кратковременно срабатывать и при переключении со второй ступени заднего хода /датчик 12/ на первую ступень заднего хода /датчик 11/.

Изложенное показывает, что переключатель ступеней трансмиссии по фиг. 1, фиг. 2 обеспечивает срабатывание датчиков /7-9, 11-12/ для включения ступеней трансмиссии и подает дополнительный сигнал направления переключения /дополнительный датчик 16/ при переводе рычага переключения 2 на любую ступень с увеличенным передаточным числом. Длительность дополнительного сигнала направления переключения определяется временем перевода рычага переключения 2 с одной на другую позицию переключаемых ступеней.

Фиксатор 13 обеспечивает четкое включение каждой ступени, предотвращает самопроизвольное выключение ступени и срабатывание дополнительного датчика 16, например, от вибраций.

В переключателе ступеней трансмиссии /фиг. 1, фиг. 2/ для получения дополнительного сигнала по направлению проводимого переключения ступеней использован новый принцип работы, основанный на самовозврате каретки 14 посредством размещенного в ней фиксатора 15 в исходное положение относительно дополнительного датчика 16 при включении любой из ступеней и в положении нейтрали.

Переключатель ступеней трансмиссии /фиг. 3/ содержит второй дополнительный датчик 18, расположенный слева от торца каретки 14, содержащей два подпружиненных фиксатора 15, взаимодействующих с одной проточкой 4. Между левым торцом каретки 14 и корпусом 1 имеется зазор 19, величина которого определяется ходом, необходимым для срабатывания второго дополнительного датчика 18. При перемещении рычага переключения 2 влево каретка 14 посредством фиксаторов 15 передвигается совместно с перемещаемым звеном 3, выбирая зазор 19. При этом происходит срабатывание второго дополнительного датчика 18, подающего сигнал о переключении в сторону уменьшения передаточного числа. При дальнейшем передвижении перемещаемого звена 3 влево происходит включение датчика 7, соответствующего I ступени трансмиссии, а фиксаторы 15 передвигают каретку 14 вправо на соседнюю проточку 4. Дополнительный датчик 18 выключается.

Аналогично произойдет кратковременное срабатывание второго дополнительного датчика 18 при переключении с I ступени на II ступень и с II ступени III на ступень.

При каждом же переключении в направлении увеличения передаточного числа кратковременно срабатывает дополнительный датчик 16, как в переключателе по фиг. 1-2.

Изложенное показывает, что переключатель ступеней трансмиссии по фиг. 3 при каждом переключении в направлении уменьшения передаточного числа ступени формирует с помощью второго дополнительного датчика 18 кратковременный сигнал. Если же переключение выполнено в направлении увеличения передаточного числа ступени, то кратковременный сигнал формируется на дополнительном датчике 16. Наличие двух подпружиненных фиксаторов 15, взаимодействующих с одной проточкой 4, снижает силы трения при передвижении перемещаемого звена 3 относительно каретки 14, что повышает четкость отвода каретки в исходное положение.

Переключатель ступеней трансмиссии /фиг. 4/ содержит перемещаемое звено, выполненное в виде диска 20 с пазами 21 /фиг. 5/. С пазом 21 взаимодействует шариковый фиксатор 15, подпружиненный относительно каретки 22, выполненной в виде поводка. Диск 20 и каретка 22 установлены, например, на оси 23, закрепленной в корпусе 1. С двух сторон от каретки 22 расположены дополнительные датчики 16 и 18 /фиг. 5/. На диске 20 также выполнены другие пазы 24 для взаимодействия с шариковым фиксатором 13, подпружиненным относительно корпуса 1. Угловые шаги пазов 21 и 24 равны между собой. К диску 20 прикреплен кронштейн 25, с которым шарнирно соединен рычаг переключения 2.

На корпусе 1 также закреплена крышка 26, имеющая пазы 27 - 31 /фиг. 6/. Рычаг переключения 2 поджимается к крышке 26 пластинчатой пружиной 32.

На крышке 26, напротив пазов 29 - 31, установлены датчик 7 - 9 включения ступеней переднего хода. Напротив паза 27 установлен датчик 11 включения ступени заднего хода. На фиг. 4 - 6 рычаг переключения 2, расположенный в пазу 28, находится в положении нейтрали.

Для включения I ступени переднего хода рычаг переключения передач поднимается вверх фиг. 4/ и поворачивается вместе с диском 20 вокруг оси 23 до совмещения с пазом 29 /фиг. 6/, а затем опускается вниз. В результате этого происходит срабатывание датчика 7 включения I ступени трансмиссии. В процессе поворота диска 20 каретка 22 выбирает зазор 19, воздействуя на дополнительный датчик 18, подающий сигнал о проведенном переключении в направлении уменьшения передаточного числа ступени. Дальнейший поворот рычага переключения 2 до совмещения с пазом 29 приводит к переходу шарика фиксатора 15 на соседний паз 21 диска 20. При этом каретка 22 возвращается в исходное положение относительно дополнительных датчиков 16, 18, происходит выключение датчика 18.

Аналогично будет происходит кратковременное срабатывание дополнительного датчика 18 при переключении на II и III ступень, когда рычаг переключения 2 будет последовательно переводиться в пазы 30 и 31.

Таким же образом при переключении ступеней в направлении увеличения передаточного числа, т. е. с III на I ступень, а также ступень заднего хода, будет происходить кратковременное срабатывание дополнительного датчика 16.

Таким образом переключатель ступеней трансмиссии по фиг. 4 - 6 обеспечивает управление датчиками 7 - 9 и 11, включающими ступени трансмиссии, а также формирует два дополнительных сигнала. Один из них - при каждом переключении в направлении уменьшения передаточного числа ступени, а другой - при каждом переключении в направлении увеличения передаточного числа ступени.

В переключателе ступеней трансмиссии по фиг. 4 - 6 также использован принцип работы, основанный на самовозврате каретки в исходное положение относительно дополнительных датчиков при включении любой из ступеней трансмиссии и в положении нейтрали.

Однако в переключателе ступеней трансмиссии по фиг. 4 - 6 этот принцип работы использован применительно к вращательному движению перемещаемого звена и каретки, выполненной в виде поводка.

Схема /фиг. 7/ устройства увеличения длительности сигнала дополнительного датчика содержит присоединенную к дополнительному датчику 16 цепь, состоящую из резистора 33 и входа /база-эмиттер/ транзистора 34. Выход транзистора 34 /коллектор/ соединен с резистором нагрузки 35, от которого сделаны выводы 36 для снятия сигнала увеличенной длительности. Источником электропитания является, например, аккумулятор 37. Резистор 38 предназначен для стабилизации работы транзистора 34. С дополнительным датчиком 16 также соединена RC-цепь, состоящая из резистора 39 и конденсатора 40.

При срабатывании дополнительного датчика 16 его контакты замыкаются. Через резистор 33 на вход транзистора 34 подается управляющий потенциал, что приводит к его открытию /перевод в режим насыщения/ и появлению дополнительного сигнала на выводах 36. Одновременно происходит заряд конденсатора 40. Резистор 39 ограничивает максимальный ток заряда конденсатора 40.

После окончания включения понижающей ступени в переключателе по фиг. 1 - 6 контакты дополнительного датчика 16 размыкаются и начинается разряд конденсатора 40 через вход транзистора 34 и резистор 33. В процессе разряда конденсатора 40 на выводах 36 продолжает определенное время действовать дополнительный сигнал. Таким оразом увеличивается время действия сигнала, поданного дополнительным датчиком 16.

Устройство увеличения длительности сигнала по фиг. 7 может быть использовано и с вторым дополнительным датчиком 18.

В соответствии с изложенным, переключатель ступеней трансмиссии по фиг. 1-6 при перемещении рычага переключения 2 обеспечивает избирательное воздействие на датчики 7 - 9, 11, 12, предназначенные для включения различных ступеней трансмиссии.

Кроме того, переключатель ступеней также обеспечивает формирование дополнительного сигнала при каждом переключении на ступень с увеличенным передаточным числом, т.е. при переходе на любую понижающую ступень трансмиссии. Предусмотрены варианты переключателя ступеней, позволяющие получать два дополнительных сигнала. Один из них - при каждом переключении в направлении уменьшения передаточного числа ступени, а другой - при каждом переключении в направлении увеличения передаточного числа ступени.

Для получения сигналов по направлению проводимого переключения ступеней применен новый принцип работы, основанный на самовозврате каретки 14 /22/ посредством размещенного в ней фиксатора 15 в исходное положение относительно дополнительных датчиков 16, 18 при полном включении любой из ступеней трансмиссии, а также нейтрали.

Указанный принцип работы применительно к осевому передвижению перемещаемого звена применен в переключателе ступеней трансмиссии по фиг. 1 - 3, а применительно к вращательному движению перемещаемого звена - в переключателе по фиг. 4 - 6. Благодаря наличию подпружиненного относительно корпуса фиксатора 13 обеспечивается четкое включение ступеней, предотвращаются самопроизвольные выключения ступеней и срабатывания дополнительных датчиков.

Формируемые дополнительные сигналы действуют приблизительно в течение времени переключения ступени. Предусмотрено также устройство /фиг. 7/, позволяющее при необходимости увеличивать длительность дополнительных сигналов.

Таким образом, изобретенный переключатель ступеней трансмиссии имеет весьма широкие функциональные возможности. Наиболее рационально данное изобретение использовать для управления процессом включения фрикционных муфт в гидромеханических передачах и механических трансмиссиях, ступени в которых переключаются без разрыва потока мощности. Изобретение также может быть использовано в устройствах дистанционного управления обычными ступенчатыми механическими трансмиссиями, для коррекции скорости включения сцепления при его автоматизированном управлении, и др.