RU2326773C2

RU2326773C2 - Device of changing gears in vehicle mechanical fixed-ratio transmission

Info

Publication number: RU2326773C2
Application number: RU2006128945/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Ефимович Коган (RU); Евгений Ефимович Коган; Борис Владимирович Сорокин (RU); Борис Владимирович Сорокин; Сергей Александрович Серенко (RU); Сергей Александрович Серенко; Фарит Набиевич Хабиев (RU); Фарит Набиевич Хабиев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "КОРА Инжиниринг"
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-06-20
Also published as: RU2006128945A

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: device of changing gears incorporates a drive control unit with handle mounted in the driver's cab and a gear shift control mechanism arranged on the gear box. The control unit is fitted with a hinged element coupled with the handle to convert the handle lengthwise- crosswise motions into reciprocating motions of the cables linked with the said element. The opposite ends of cables have a pivot connection with the gear shift mechanism made up of the gear shifting shaft and the conversion mechanism. The conversion mechanism incorporates pivot connections with the vehicle body and gear shifting shaft that ensure the conversion of reciprocating motion on the cables into rotational motion of the shaft and its axial translation. The gear shifting shaft lengthwise motion axis is not parallel to the direction of the cables travel and does not exist in the pane formed by the resultant vectors of their travel.

EFFECT: longer life of the transmission train cables.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к устройствам для дистанционного управления механизмами, в частности для переключения передач в коробке передач транспортных средств.The invention relates to transport engineering, to devices for remote control of mechanisms, in particular for gear shifting in a gearbox of vehicles.

Известен дистанционный привод управления коробкой передач [1], содержащий переднюю продольную тягу, соединенную с задней продольной тягой, связанной с механизмом переключения передач. Передняя продольная тяга снабжена П-образным рычагом, жестко соединенным с задней продольной тягой своей верхней частью. Задняя продольная тяга снабжена консолью и жестко связана с ее верхней частью, при этом нижняя часть консоли связана с передней продольной тягой, имеющей свободу вращения. В результате обеспечивается возможность передачи осевого и окружного усилий между передней и задней продольными тягами с большой несоосностью.Known remote control gearbox [1], comprising a front longitudinal link connected to a rear longitudinal link associated with the gear shift mechanism. The front longitudinal link is equipped with a U-shaped lever rigidly connected to the rear longitudinal link with its upper part. The rear longitudinal rod is provided with a console and is rigidly connected with its upper part, while the lower part of the console is connected with the front longitudinal rod having freedom of rotation. As a result, it is possible to transmit axial and circumferential forces between the front and rear longitudinal rods with great misalignment.

Конструкция данного дистанционного привода обеспечивает дистанционную передачу осевого и окружного усилий при большой несоосности передней и задней продольных тяг, однако устройство имеет ограниченные возможности для применения. В частности, для передачи усилий на сравнительно длинной дистанции, например, у привода переключения передач автобуса с задним расположением силового агрегата, применить устройство невозможно из-за наличия нескольких перегибов на трассе привода.The design of this remote drive provides remote transmission of axial and peripheral forces with a large misalignment of the front and rear longitudinal rods, however, the device has limited application possibilities. In particular, for transferring forces over a relatively long distance, for example, at a bus gearshift drive with a rear power unit, it is impossible to use the device due to the presence of several excesses on the drive path.

Известен дистанционный привод управления коробкой передач [2], содержащий устройство управления приводом, установленное в кабине водителя, и механизм переключения передач, установленный на коробке передач, соединенные механической связью из длинномерных стержневых элементов. Устройство управления состоит из закрепленной в основании на сферическом шарнире рукоятки, нижний конец которой шарнирно соединен с вилкой, закрепленной на конце дистанционной штанги. Механизм переключения передач состоит из кронштейна дистанционного управления, закрепленного с одной стороны посредством шлицевого соединения на валу переключения передач, а с другой стороны шарнирно соединенного с вилкой, закрепленной на конце дистанционной штанги. Оба узла - устройство управления приводом и механизм переключения передач - соединены механической связью в виде набора сочлененных карданными шарнирами дистанционных штанг.Known remote control transmission gearbox [2], comprising a drive control device installed in the driver's cab, and a gear shift mechanism mounted on the gearbox, connected by mechanical coupling from long rod elements. The control device consists of a handle fixed to the base on a spherical hinge, the lower end of which is pivotally connected to a fork, mounted on the end of the distance rod. The gearshift mechanism consists of a remote control bracket fixed on one side by a splined connection to the gearshift shaft, and on the other hand, pivotally connected to a fork fixed to the end of the distance rod. Both nodes - the drive control device and the gearshift mechanism - are connected by mechanical communication in the form of a set of distance rods articulated by cardan joints.

Недостаток указанного дистанционного привода заключается в сложности конструкции. В нем содержится большое количество деталей и узлов, в частности механическая связь между управляющим (в кабине водителя) и исполнительным (у коробки передач) механизмами выполнена в виде набора из нескольких штанг. Каждый стык этих штанг, в свою очередь, содержит сложный карданный шарнир.The disadvantage of this remote drive is the design complexity. It contains a large number of parts and assemblies, in particular, the mechanical connection between the control (in the driver's cab) and the executive (at the gearbox) mechanisms is made in the form of a set of several rods. Each joint of these rods, in turn, contains a complex universal joint.

Известно также устройство переключения передач в механической ступенчатой коробке передач транспортного средства немецкой фирмы RCS [3]. Устройство содержит узел управления приводом с рукояткой, установленный в кабине водителя. На коробке передач установлен механизм переключения передач. Узел управления и механизм переключения передач соединены парой тросов, заключенных в оболочку, которая закреплена на корпусе транспортного средства. Один из тросов, перемещаясь, передает усилие только на выбор передач, другой трос в это время неподвижен. И наоборот, когда второй трос перемещается для включения передач, неподвижен первый трос. Как показано на кинематической схеме (фиг.6), отклоняя рукоятку в продольном направлении (вперед или назад) по стрелке, выполненной сплошной линией, смещают трос 4 также по сплошной стрелке. Механизм 6 вращается вокруг горизонтальной оси, вращая вал 9, что соответствует включению передачи. При этом трос 5 остается неподвижным. Отклоняя рукоятку в направлении, показанном пунктирной стрелкой, заставляют двигаться трос 5 (также по пунктирной стрелке), вследствие чего механизм 6 поворачивается вокруг вертикальной оси шарнира, при этом шарнирно сочлененная с механизмом 6 его вторая часть сдвигает вал 9 в осевом направлении, осуществляя выбор передачи. В этом случае опять работает один трос 5, а второй трос 4 неподвижен.There is also known a gear shift device in a mechanical speed gearbox of a vehicle of the German company RCS [3]. The device comprises a drive control unit with a handle mounted in the driver's cab. A gearshift mechanism is installed on the gearbox. The control unit and the gearshift mechanism are connected by a pair of cables enclosed in a sheath, which is mounted on the vehicle body. One of the cables, moving, transfers the force only to the choice of gears, the other cable at this time is stationary. Conversely, when the second cable moves to engage gears, the first cable is stationary. As shown in the kinematic diagram (Fig.6), deflecting the handle in the longitudinal direction (forward or backward) along the arrow made by a solid line, shift the cable 4 also along the solid arrow. The mechanism 6 rotates around a horizontal axis, rotating the shaft 9, which corresponds to the inclusion of the transmission. In this case, the cable 5 remains stationary. By rejecting the handle in the direction shown by the dashed arrow, the cable 5 is forced to move (also along the dashed arrow), as a result of which the mechanism 6 rotates around the vertical axis of the hinge, while the second part pivotally articulated with the mechanism 6 moves the shaft 9 in the axial direction, making a gear selection . In this case, again one cable 5 is operating, and the second cable 4 is stationary.

Задача заявляемого изобретения состоит в снижении усилий на каждом из тросов привода.The task of the invention is to reduce the forces on each of the drive cables.

Технический результат заключается в увеличении долговечности тросов дистанционного привода и уменьшении периодичности их обслуживания и замены.The technical result consists in increasing the durability of the cables of the remote drive and reducing the frequency of their maintenance and replacement.

Технический результат достигается заявляемым устройством переключения передач в механической ступенчатой коробке передач транспортного средства. Устройство содержит узел управления приводом с рукояткой, установленный в кабине водителя, и механизм переключения передач, установленный на коробке передач, соединенные парой тросов, заключенных в оболочку, которая закреплена на корпусе транспортного средства.The technical result is achieved by the claimed gear shifting device in a mechanical speed gearbox of a vehicle. The device comprises a drive control unit with a handle mounted in the driver's cab, and a gear shift mechanism mounted on the gearbox, connected by a pair of cables enclosed in a sheath that is mounted on the vehicle body.

Новое заключается в том, что в узле управления на шарнире установлен соединенный с рукояткой элемент, преобразующий продольно-поперечные перемещения рукоятки в возвратно-поступательные перемещения шарнирно соединенных с ним тросов за счет наличия плеч между точками крепления тросов относительно продольной оси вращения рычага и плеча между точкой приложения усилия на рычаге и осью его вращения в корпусе. Противоположные концы тросов шарнирно соединены с механизмом переключения передач, состоящим из вала переключения передач и механизма преобразования. Механизм преобразования имеет шарнирные связи с корпусом транспортного средства и с валом переключения передач, обеспечивающие преобразование возвратно-поступательных перемещений тросов. Перемещения тросов преобразуются, во-первых, во вращение вала за счет наличия плеча между осью вала и плоскостью результирующих векторов перемещения тросов. Во-вторых, в осевое перемещение вала за счет наличия плеча между осью вала и центром шарнира крепления механизма преобразования к корпусу транспортного средства и плеч между точками крепления тросов и осью шарнира соединения вала переключения передач с механизмом преобразования. Ось продольного перемещения вала переключения передач не параллельна направлению перемещения тросов в точках их крепления к механизму преобразования и не лежит в плоскости, образованной результирующими векторами перемещения этих тросов.The new lies in the fact that in the control unit, an element connected to the handle is installed on the hinge, which converts the longitudinal-transverse movements of the handle into reciprocating movements of the cables pivotally connected to it due to the presence of shoulders between the points of attachment of the cables relative to the longitudinal axis of rotation of the lever and the shoulder between the point application of force on the lever and its axis of rotation in the housing. The opposite ends of the cables are pivotally connected to a gearshift mechanism consisting of a gearshift shaft and a conversion mechanism. The conversion mechanism has articulated connections with the vehicle body and with the gearshift shaft, providing conversion of the reciprocating movements of the cables. The movements of the cables are converted, firstly, into the rotation of the shaft due to the presence of a shoulder between the axis of the shaft and the plane of the resulting vectors of movement of the cables. Secondly, in the axial movement of the shaft due to the presence of a shoulder between the axis of the shaft and the center of the hinge of the fastening of the conversion mechanism to the vehicle body and the shoulders between the points of attachment of the cables and the axis of the hinge of the connection of the gearshift shaft with the conversion mechanism. The axis of the longitudinal movement of the gearshift shaft is not parallel to the direction of movement of the cables at the points of their attachment to the transformation mechanism and does not lie in the plane formed by the resulting displacement vectors of these cables.

На чертежах представлена кинематическая схема заявляемого устройства.The drawings show a kinematic diagram of the inventive device.

На фиг.1 - общий вид; на фиг.2 и 3 показаны положения устройства при переключении передач; на фиг.3 и 4 - при выборе передач; на фиг.6 - кинематическая схема прототипа.Figure 1 is a General view; figure 2 and 3 show the position of the device when shifting gears; figure 3 and 4 - when selecting gears; figure 6 is a kinematic diagram of the prototype.

Узел управления приводом содержит рукоятку 1, которой водитель непосредственно переключает передачи. Рукоятка соединена с элементом 2, установленным на шарнире 3. С элементом 2 шарнирно соединены тросы 4 и 5. С противоположной стороны тросы шарнирно соединены с механизмом преобразования 6. Механизм преобразования через реактивную тягу 7 шарнирно соединен с корпусом транспортного средства. Посредством другого шарнирного соединения 8 он соединен с валом переключения передач 9, установленным в скользящей опоре на коробке передач (на чертеже не показана).The drive control unit includes a handle 1, by which the driver directly shifts gears. The handle is connected to the element 2 mounted on the hinge 3. The cables 4 and 5 are pivotally connected to the element 2. On the opposite side, the cables are pivotally connected to the conversion mechanism 6. The conversion mechanism through the reaction rod 7 is pivotally connected to the vehicle body. By means of another swivel joint 8, it is connected to the gearshift shaft 9 mounted in a sliding support on the gearbox (not shown in the drawing).

Устройство представляет собой рычажную систему. Благодаря плечам соответствующих рычагов усилие от рукоятки 1 передается к валу переключения передач 9. На фиг.1 обозначены плечи рычагов: а - плечи между точками крепления тросов на элементе 2 и продольной осью рукоятки 1; между точкой приложения усилия на рукоятке (вверху) и осью ее вращения в корпусе находится плечо b; между осью вала переключения передач 9 и плоскостью результирующих векторов перемещения тросов находится плечо c; между осью вала 9 и центром шарнира крепления механизма преобразования 6 к корпусу транспортного средства (посредством реактивной тяги 7) находится плечо d; между точками крепления тросов и осью шарнира 8 соединения вала переключения передач с механизмом преобразования 6 находятся плечи е.The device is a lever system. Thanks to the shoulders of the corresponding levers, the force from the handle 1 is transmitted to the gearshift shaft 9. In Fig.1, the shoulders of the levers are indicated: a - the shoulders between the points of attachment of the cables on the element 2 and the longitudinal axis of the handle 1; between the point of application of force on the handle (above) and the axis of its rotation in the body is shoulder b; between the axis of the gearshift shaft 9 and the plane of the resulting cable displacement vectors is shoulder c; there is a shoulder d between the axis of the shaft 9 and the center of the hinge of the fastening of the conversion mechanism 6 to the vehicle body (by means of the reaction rod 7); between the points of attachment of the cables and the axis of the hinge 8 of the connection of the gearshift shaft with the conversion mechanism 6 are the shoulders e.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вращение вала переключения передач 9 происходит под воздействием усилий, передаваемых движущимися в одну сторону (вперед или назад) обоими приводными тросами. Вращение вала происходит при переключении передач.The rotation of the gearshift shaft 9 occurs under the influence of the forces transmitted by moving in one direction (forward or backward) by both drive cables. The rotation of the shaft occurs when shifting gears.

Перемещение вала переключения передач 9 вдоль его оси осуществляется механизмом преобразования под воздействием усилий, передаваемых тросами, движущимися в противоположных направлениях. При этом поворот механизма 6 происходит относительно точки опоры, создаваемой реактивной тягой 7. Перемещение вала 9 вдоль оси происходит при выборе передачи.The movement of the gearshift shaft 9 along its axis is carried out by the conversion mechanism under the influence of the forces transmitted by the cables moving in opposite directions. While the rotation of the mechanism 6 occurs relative to the fulcrum created by the jet thrust 7. The movement of the shaft 9 along the axis occurs when the gear is selected.

Различные фазы работы устройства показаны на кинематических схемах, изображенных на фиг.2-5.Various phases of the operation of the device are shown in the kinematic diagrams shown in Fig.2-5.

На фиг.2-3 показана работа устройства при включении передач. Отклоняя рукоятку от нейтрали назад параллельно продольной оси транспортного средства по стрелке М (фиг.2), поворачивают элемент 2 (по стрелке M₁) вокруг горизонтальных шипов шарнира 3 и передвигают оба троса одновременно в одном направлении по стрелкам N и N₁. Механизм преобразования 6 отклоняется под воздействием тросов по стрелке Р и создает вращающий момент Q на валу переключения передач 9. Поворачиваясь, вал включает посредством закрепленной на нем вилки одну из передач. Отклоняя рукоятку вперед (по стрелке М'), т.е. в противоположном направлении (фиг.3), осуществляют все вышеописанные перемещения в противоположном, на 180°, направлении. Тросы смещаются по стрелкам N' и N'₁. Механизм преобразования отклоняется по стрелке Р', а вал 9 вращается в направлении стрелки Q'.Figure 2-3 shows the operation of the device when shifting gears. Deviating the handle from the neutral back parallel to the longitudinal axis of the vehicle in the direction of arrow M (Fig. 2), turn element 2 (in the direction of arrow M ₁ ) around the horizontal spikes of the hinge 3 and move both cables simultaneously in the same direction along arrows N and N ₁ . The conversion mechanism 6 deviates under the influence of cables along the arrow P and creates a torque Q on the gearshift shaft 9. Turning, the shaft engages one of the gears by means of a fork mounted on it. By pushing the handle forward (in the direction of the arrow M '), i.e. in the opposite direction (figure 3), carry out all of the above movements in the opposite, 180 °, direction. The cables move along the arrows N 'and N' ₁ . The conversion mechanism deviates along the arrow P ', and the shaft 9 rotates in the direction of the arrow Q'.

На фиг.4-5 показана работа устройства при выборе передач.Figure 4-5 shows the operation of the device when selecting gears.

Рукоятка отклоняется влево или вправо в поперечном направлении относительно продольной оси транспортного средства. Отклоняя рукоятку влево по стрелке М₂, ее вертикальную часть поворачивают в вертикальных шипах шарнира 3 по стрелке М₃. При этом в том же направлении поворачивается элемент 2, а тросы двигаются во встречных направлениях по стрелкам N₂ и N₃. В результате механизм преобразования 6 поворачивается вокруг вертикальной оси шарнира 8 по стрелке P₁ и одновременно поворачивается вокруг шарнира, соединяющего механизм с реактивной тягой 7. Это сложное движение механизма 6 приводит к осевому смещению вала 9 по стрелке Q₁, что ставит вал в одну из позиций выбора передачи. Отклоняя рукоятку вправо по стрелке М'₂, т.е. в противоположном направлении (фиг.5), осуществляют все вышеописанные перемещения в противоположном, на 180°, направлении. Тросы двигаются во встречных направлениях по стрелкам N'₂ и N'₃. Механизм преобразования отклоняется по стрелке P'₁, а вал 9 смещается в осевом направлении по стрелке Q'₁. Вал устанавливается в другую позицию выбора передачи.The handle deviates to the left or right in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the vehicle. Tilting the handle to the left in the direction of the arrow M ₂ , its vertical part is rotated in the vertical spikes of the hinge 3 in the direction of the arrow M ₃ . At the same time, element 2 rotates in the same direction, and the cables move in opposite directions along arrows N ₂ and N ₃ . As a result, the transformation mechanism 6 rotates around the vertical axis of the hinge 8 in the direction of arrow P ₁ and at the same time rotates around the hinge connecting the mechanism with the jet thrust 7. This complex movement of the mechanism 6 leads to the axial displacement of the shaft 9 along the arrow Q ₁ , which puts the shaft in one of gear selection positions. Tilting the handle to the right in the direction of the arrow M ' ₂ , i.e. in the opposite direction (figure 5), carry out all the above movements in the opposite, 180 °, direction. The cables move in opposite directions along the arrows N ' ₂ and N' ₃ . The conversion mechanism deviates in the direction of the arrow P ' ₁ , and the shaft 9 is displaced in the axial direction in the direction of the arrow Q' ₁ . The shaft is set to a different gear selection position.

Из вышеописанного видно, что в отличие от прототипа в заявляемом устройстве в процессе переключения передач постоянно участвуют оба троса.From the above it is seen that, unlike the prototype, both cables are constantly involved in the gear shift process in the inventive device.

Благодаря одновременной работе обоих тросов усилие, возникающее при преодолении сопротивления механизмов переключения коробки передач в момент выбора и переключения передачи, делится пополам между тросами, что приводит к соответствующему увеличению их ресурса. Кроме того, снижение передаваемых усилий каждым из шарниров крепления тросов уменьшает износ шарниров и, как следствие, приводит к увеличению долговечности привода.Due to the simultaneous operation of both cables, the force that arises when overcoming the resistance of gear shifting mechanisms at the time of gear selection and shifting is divided in half between the cables, which leads to a corresponding increase in their resource. In addition, the reduction of the transmitted forces by each of the hinges for attaching the cables reduces the wear of the hinges and, as a result, leads to an increase in the durability of the drive.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2163200, МПК В60К 20/00.1. RF patent №2163200, IPC B60K 20/00.

2. Редактор А.И.Турук. Каталог деталей автобусов ЛАЗ-695Н «ЛЬВИВ» и ЛАЗ-697Н «ТУРИСТ». М., Машиностроение, 1976, с.104.2. Editor A.I. Turuk. The catalog of parts for buses LAZ-695N LVIV and LAZ-697N TOURIST. M., Mechanical Engineering, 1976, p. 104.

3. Дистанционный тросовый привод немецкой фирмы RCS (Welsestrase 1с, 27753 Delmenhorst, Norddeutschland), проспект фирмы - прототип.3. Remote cable drive of the German company RCS (Welsestrase 1c, 27753 Delmenhorst, Norddeutschland), the company's prospectus is a prototype.

Claims

1. A gear shift device in a mechanical speed gearbox of a vehicle, comprising a drive control unit with a handle mounted in the driver's cab and a gear shift mechanism mounted on the gearbox, connected by a pair of cables enclosed in a sheath fixed to the vehicle body, characterized the fact that in the control unit on the hinge there is an element connected to the handle that converts the longitudinal-transverse movements of the handle into reciprocating I have pivotally connected cables to it due to the presence of shoulders between the points of attachment of the cables relative to the longitudinal axis of rotation of the handle and the shoulder between the point of application of force on the handle and the axis of its rotation in the housing, and the opposite ends of the cables are pivotally connected to the gear shift mechanism consisting of a gear shaft and a conversion mechanism, the conversion mechanism being pivotally coupled to the vehicle body and to the gearshift shaft, providing reciprocating conversion movement of the cables into the rotation of the shaft due to the presence of a shoulder between the axis of the shaft and the plane of the resulting vectors of movement of the cables, and to the axial movement of the shaft due to the presence of a shoulder between the axis of the shaft and the center of the hinge of the fastening of the conversion mechanism to the vehicle body and the shoulders between the points of attachment of the cables and the axis hinge for connecting the gearshift shaft to the conversion mechanism.

2. The device according to claim 1, characterized in that the axis of the longitudinal movement of the gearshift shaft is not parallel to the direction of movement of the cables at the points of their attachment to the conversion mechanism and does not lie in the plane formed by the resulting displacement vectors of these cables.