УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРОСОВЫМ ПРИВОДОМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ
DEVICE FOR CONTROLLING CABLE GEAR SHIFT ACTUATOR

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам для дистанционного управления механизмами, в частности для переключения передач в коробке передач транспортных средств.
Известно устройство управления дистанционным приводом переключения передач (патент РФ на ПМ №148431, опубл. 10.12.2014). Оно выполнено с возможностью закрепления в кабине, содержит основание и шарнирно соединенную с ним кулису, а также элементы для шарнирного присоединения тросов. Один элемент шарнира для присоединения троса закреплен на кулисе, а второй - на промежуточном рычаге, установленном на оси и посредством плавающего шарнира соединенном с кулисой. При этом охватываемый элемент плавающего шарнира имеет сферическую форму, а охватывающий выполнен в виде полого цилиндра. Охватываемый элемент может быть установлен на кулисе, а охватывающий на рычаге. И наоборот, эти решения эквивалентны. Ось промежуточного рычага находится в одной плоскости с прямой соединяющей центры сферического опорного шарнира кулисы и охватываемого сферического элемента плавающего шарнира при нейтральном положении кулисы. Между промежуточным рычагом и основанием установлен пружинный механизм возврата промежуточного рычага в нейтральное положение. Устройство снабжено фиксатором рабочих позиций при продольных качаниях кулисы, выполненным в виде установленного в кулисе подпружиненного штока с рабочим наконечником, упирающимся в поверхность детали фасонного профиля с заданным шагом выступов и впадин, выполненной на основании. Элементы шарниров для присоединения тросов могут быть закреплены выше центра качания кулисы или ниже центра качания. Между охватываемым элементом, выполненным в виде сферической головки, и охватывающим элементом, выполненным в виде полого цилиндра, может быть установлен промежуточный элемент - обойма, которая внутренней сферической поверхностью контактирует со сферической головкой, а наружной цилиндрической поверхностью - с цилиндрической поверхностью полого цилиндра.
Данное устройство предназначено для передачи усилий тросам, расположенным вертикально. Корпус устройства имеет специальную конструкцию, предназначенную для присоединения вертикальных тросов.
Известно устройство для управления дистанционным приводом механизма переключения передач (патент РФ на ПМ №53983, опубл. 10.06.2006). Устройство содержит основание, закрепленное в кабине, и шарнирно соединенную с основанием рукоятку, на нижнем конце которой закреплен элемент дистанционного привода. Основание выполнено в виде корпуса с вертикальными стенками. В основании на двух горизонтальных шипах установлена крестовина, на двух других шипах которой, расположенных вертикально, установлена кулиса. В верхней части кулисы выполнено гнездо под рукоятку, а с боковых сторон - элементы для присоединения тросов в виде двух приливов с присоединительными отверстиями. Верхняя часть кулисы выполнена отогнутой назад таким образом, что в вертикальной плоскости симметрии ось рукоятки пересекается под острым углом с осью вертикальных шипов крестовины. Ось горизонтальных шипов расположена перпендикулярно направлению движения транспортного средства. Ось рукоятки пересекается с осью вертикальных шипов крестовины под углом 25÷30°. Приливы на кулисе выполнены симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии. Шипы крестовины установлены в корпусе и в кулисе на подшипниковых опорах. Гнездо под рукоятку выполнено с прорезью и снабжено стяжным болтом. На корпусе установлен гофрированный пылезащитный чехол. Подшипниковые опоры выполнены в виде пластмассовых втулок.
Данное устройство предназначено для передачи усилий тросам, расположенным наклонно. Корпус устройства имеет специальную конструкцию, предназначенную для присоединения наклонных тросов.
Известно также устройство для управления дистанционным приводом механизма переключения передач (патент РФ на ПМ №55690, опубл. 27.08.2006). Устройство содержит основание, закрепленное в кабине, и шарнирно соединенную с основанием рукоятку, на нижнем конце которой закреплен элемент дистанционного привода. Основание выполнено в виде корпуса с вертикальными стенками. В корпусе на двух горизонтальных шипах установлена крестовина, на двух других шипах которой, расположенных вертикально, установлена кулиса. В верхней части кулисы выполнено гнездо под рукоятку, а с боковых сторон - элементы для присоединения тросов в виде двух приливов с присоединительными отверстиями, выполненных на нижнем торце кулисы. Ось горизонтальных шипов крестовины проходит через среднюю часть кулисы, а ось гнезда с рукояткой параллельна оси вертикальных шипов. Обе оси находятся в вертикальной плоскости симметрии и отстоят друг от друга на величину заданного эксцентриситета. Ось горизонтальных шипов расположена перпендикулярно направлению движения транспортного средства. Эксцентриситет между осью гнезда с рукояткой и осью вертикальных шипов крестовины составляет 35÷40 мм. Приливы на кулисе выполнены симметрично относительно ее вертикальной плоскости симметрии. Шипы крестовины установлены в корпусе и в кулисе на подшипниковых опорах. Гнездо под рукоятку выполнено с прорезью и снабжено стяжным болтом. На корпусе установлен гофрированный пылезащитный чехол. Подшипниковые опоры выполнены в виде пластмассовых втулок.
Данное устройство предназначено для передачи усилий тросам, расположенным горизонтально. Корпус устройства имеет специальную конструкцию, предназначенную для присоединения горизонтальных тросов.
В устройствах, описанных выше, представлены тросовые приводы с вертикальным, наклонным и горизонтальным направлением присоединенных тросов. В каждом случае использован корпус оригинальной конструкции и узел соединения рычага или кулисы с основанием.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство управления дистанционным приводом переключения передач (см. патент на изобретение Германии DE 10319705), в котором основание шарнирно соединено с кулисным механизмом посредством сферического шарнира, в котором охватываемый элемент имеет сферическую форму, а охватывающий выполнен в виде полого цилиндра. Охватываемый элемент может быть установлен на кулисе, а охватывающий на основании. И наоборот, эти решения эквивалентны. Все варианты конструкций, указанные в прототипе, установленные на опорных кронштейнах для присоединения тросов в «вертикальном», «горизонтальном» или «наклонном» исполнении, при выполнении таких элементов механизма как основание, ось качающегося промежуточного рычага, механизм фиксации рычага передачи, крепление возвратной пружины, упоры и соединение вилки рычага с качающимися рычагами имеют разное исполнение в силу особенностей предложенных в прототипе конструкций этих элементов. Общими во всех конструкциях представленных в прототипе является только сферический шарнир и его ось.
Задача заявляемого изобретения состоит:
- в сокращении номенклатуры деталей модельного ряда тросовых приводов с вертикальным, наклонным и горизонтальным расположением тросов;
- сокращении площади производства, снижении технологического времени изготовления компонентов, сокращении площади хранения компонентов, сокращении объемов незавершенного производства;
- увеличении серийности деталей, возможности использования более производительных технологий с меньшей себестоимостью;
- стандартизации элементов для сокращения номенклатуры запасных частей;
- уменьшении сроков подготовки производства в связи с появлением возможности быстрого создания большого количества вариантов конструкций привода при незначительном увеличении номенклатуры деталей;
Технический результат заключается в:
- сокращении площади производства изделий;
- сокращении площади складов компонентов;
- сокращении технологического времени производства компонентов;
- сокращении сроков подготовки производства.
Технический результат достигается устройством управления тросовым приводом переключения передач. Устройство содержит корпус, имеющий опорные элементы для крепления к кронштейнам тросов. На корпусе посредством сферического подшипника через ось установлена качающаяся вилка с гнездом для рычага переключения передач. Ось подшипника неподвижно закреплена на концах вилки и перпендикулярна оси внешнего кольца сферического подшипника в нейтральном положении. К качающейся вилке жестко или посредством подвижных промежуточных рычагов присоединены элементы крепления тросов двустороннего действия в виде сферических шарниров или отверстий для их крепления. Корпус опорными элементами установлен на кронштейны тросов, на которых имеются ребра для крепления оболочки тросов. Плоскость ребер перпендикулярна траектории тросов в нейтральном положении сферического подшипника.
Новое заключается в том, что на корпусе выполнен опорный элемент для крепления осей промежуточного качающегося рычага или возвратной пружины в виде прилива на корпусе сферического подшипника. Прилив выступает в сторону продольного качания рычага переключения передач - в перпендикулярном направлении к оси сферического подшипника в нейтральном положении. Ось качающегося рычага или возвратной пружины устанавливается в отверстие, выполненное в опорном элементе оси параллельно оси сферического подшипника в нейтральном положении. Опорный элемент осей может быть выполнен разъемным с корпусом и соединен с ним механической связью.
На внешних боковых торцах приливов качающейся вилки, в которых установлена ось сферического подшипника, по окружности выполнены отверстия для установки элемента крепления троса. Корпус сферического подшипника, обращенный к оси гнезда под рычаг переключения передач, выполнен в форме сферы, центр которой совпадает с центром сферического подшипника. На сфере корпуса выполнен паз, ось которого параллельна оси сферического подшипника, а в ответной части рычага переключения передач установлен подпружиненный шарик или призма. Опорные элементы корпуса, к которым крепится кронштейн тросов, находящиеся под опорным элементом осей, с обеих сторон выполнены с прямоугольным приливом, отстоящим от боковой поверхности опорного элемента осей на величину вылета самой длинной из имеющихся в наборе осей.
Первый вариант конструкции заключается в следующем. Один из сферических шарниров элемента крепления троса находится на продолжении оси сферического подшипника, а второй лежит в плоскости, перпендикулярной оси сферического подшипника. К опорным элементам корпуса крепится кронштейн тросов, у которого траектории тросов между сферическими шарнирами и ребрами крепления оболочки лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях: одна в плоскости качания вилки в положении нейтрали вдоль оси сферического подшипника, другая в плоскости качания вилки в положении нейтрали перпендикулярно оси сферического подшипника. На опорном элементе осей в отверстии может быть закреплена ось возвратной пружины, которая лежит в плоскости, образованной центрами сферических шарниров и сферического подшипника в нейтральном положении, а усики пружины охватывают ось сферического подшипника с двух сторон образующей и опираются на упор установленный в опорном элементе осей. Корпус через опорные элементы закреплен на кронштейне тросов.
Другим вариантом конструкции является следующий. Траектории тросов между сферическими шарнирами и ребрами крепления оболочки тросов расположены под острым углом к плоскости крепления опорных элементов корпуса к кронштейну. При этом: один из сферических шарниров находится в плоскости поперечного качания вилки, перпендикулярной оси сферического подшипника, а второй сферический шарнир закреплен на конце качающегося рычага, ось которого параллельна оси сферического подшипника и установлена в опорном элементе осей. Второй конец качающегося рычага имеет шарнирную связь с осью сферического подшипника. Траектории тросов перпендикулярны плоскостям, образованным сферическими шарнирами, и: для шарнира, установленного на качающемся рычаге, плоскость образована эти шарниром и осью рычага; для шарнира, закрепленного в плоскости поперечного качания вилки, плоскость образована этим шарниром и осью сферического подшипника. На оси качающегося рычага между корпусом и качающимся рычагом установлена возвратная пружина, усики которой опираются на упор, выполненный в прямоугольных приливах корпуса на опорном элементе осей, а на качающемся рычаге сделан возвратный упор, который вставлен между усиками пружины.
Возвратная пружина может быть установлена на оси качающегося рычага с противоположной стороны корпуса, ее усики опираются на упор, выполненный в прямоугольных приливах корпуса на опорном элементе осей. На оси со стороны пружины неподвижно закреплен упор, который вставлен между усиков пружины.
Возможна установка возвратной пружины таким образом, что усики возвратной пружины охватывают ось сферического подшипника с двух сторон образующей и опираются на упор, неподвижно установленный на корпусе подшипника. Возвратная пружина установлена на собственную ось, закрепленную на опорном элементе осей.
Возможен третий вариант конструкции. Когда корпус через опорные элементы закреплен на кронштейне тросов, а траектории тросов между сферическими шарнирами и ребрами крепления оболочки тросов расположены в плоскости, близкой к параллельной плоскости фланца крепления опорных элементов корпуса к кронштейну и ниже этой плоскости. При этом: один из сферических шарниров находится в плоскости поперечного качания вилки, перпендикулярной оси сферического подшипника, и закреплен на фланце торца вилки через рычаг, опущенный ниже фланца крепления опорных элементов корпуса на кронштейне тросов. Второй сферический шарнир закреплен на конце качающегося рычага, ось которого параллельна оси сферического подшипника и установлена в опорном элементе осей. Второй конец качающегося рычага имеет шарнирную связь с осью сферического подшипника. Конец рычага с установленным сферическим шарниром опущен ниже фланца крепления опорных элементов корпуса на кронштейне тросов. Траектории тросов перпендикулярны плоскостям, образованным сферическими шарнирами, и: для шарнира, установленного на качающемся рычаге - с осью рычага, для шарнира, закрепленного в плоскости поперечного качания вилки - с осью сферического подшипника. На оси качающегося рычага между корпусом и качающимся рычагом установлена возвратная пружина, усики которой опираются на упор, выполненный в прямоугольных приливах корпуса на опорном элементе осей, а на качающемся рычаге сделан возвратный упор, который вставлен между усиками пружины.
Возвратная пружина может быть установлена на оси качающегося рычага с противоположной стороны корпуса, ее усики опираются на упор, выполненный в прямоугольных приливах корпуса на опорном элементе осей. На оси со стороны пружины неподвижно закреплен упор, который вставлен между усиков пружины.
Возможна установка возвратной пружины таким образом, что усики возвратной пружины охватывают ось сферического подшипника с двух сторон образующей и опираются на упор, неподвижно установленный на корпусе подшипника. Возвратная пружина установлена на собственную ось, закрепленную на опорном элементе осей.
Заявляется способ изготовления устройства управления тросовым приводом переключения передач.
Известен способ изготовления устройства управления тросовым приводом переключения передач, реализованный в патенте на изобретение Германии DE 10319705.
Известный способ включает изготовление комплектов деталей, обеспечивающих сборку устройств с заданной траекторией движения тросов - в направлении вертикальном, наклонном и горизонтальном. Известный способ недостаточно эффективен, поскольку предусматривает использование большой номенклатуры деталей при изготовлении устройства.
Задача, которую решает заявляемый способ, состоит в удешевлении устройства за счет сокращения номенклатуры изготовляемых деталей
Способ изготовления устройства управления тросовым приводом переключения передач включает изготовление комплектов деталей, обеспечивающих сборку устройств с заданной траекторией движения тросов - в направлении вертикальном, наклонном и горизонтальном.
Новое заключается в том, что наряду с оригинальными для каждого комплекта деталями используют взаимозаменяемые детали - корпус с опорными элементами для крепления к кронштейнам тросов, устанавливаемый в корпусе сферический подшипник и устанавливаемую на подшипнике качающуюся вилку с гнездом для рычага переключения передач.
В зависимости от выбранной конструкции кронштейна тросов и кинематики привода на корпусе в опорном элементе оси на заданной координате выполняется отверстие под ось возвратной пружины или двуплечего качающегося рычага. В случае, если опорный элемент оси выполнен разъемным с корпусом выбирается один из типовых опорных элементов оси и закрепляется на корпусе. В корпус устанавливается сферический подшипник с осью и опорная вилка с механизмом фиксации нейтрали в виде подпружиненного шарика или призмы. На вилку предварительно неподвижно установлен одноплечий рычаг или неразъемным соединением (например, сваркой) непосредственно к вилки или разъемным соединением на отверстия в торцевых фланцах вилки. Если изготавливается механизм для горизонтального или наклонного привода, на опорный элемент оси закрепляется ось двуплечего качающегося рычага. Если вертикальный привод- возвратная пружина. В случае установки двуплечего рычага на его ось между ним и корпусом может предварительно устанавливаться возвратная пружина. Качающийся рычаг устанавливается так, что расположенный на нем упор вставляется между усиками пружины. В зависимости от требуемых усилий на рычаге переключения передачи, компоновки механизма по отношению к окружающим узлам, компоновки самого привода выбирается один из доступных вариантов установки пружины. Возвратная пружина опирается на выступ корпуса. Если выбран вариант опирания усиков возвратной пружины на выступ в корпусе, прямоугольный прилив корпуса на опорных элементах под осью пружины фрезеруется под размер пружины. Возвратная пружина может быть установлена с противоположной стороны оси двуплечего рычага. Если пружина устанавливается на ось с противоположной стороны корпуса, между усиками устанавливается упор, закрепленный жестко на оси качающегося рычага. В случае охвата возвратной пружины оси сферического подшипника на корпус неподвижно крепится упор, на который опираются усики пружины.
На чертежах представлено заявляемое устройство.
Фиг. 1 - общий вид устройства для случая с вертикальным направлением тросов;
фиг. 2 - общий вид устройства для случая с наклонным направлением тросов;
фиг. 3 - общий вид устройства для случая с горизонтальным направлением тросов;
фиг. 4 - общий вид устройства в сборе с тросами для случая с вертикальным направлением тросов;
фиг. 5 - общий вид устройства в сборе с тросами для случая с наклонным направлением тросов;
фиг. 6 - общий вид устройства в сборе с тросами для случая с горизонтальным направлением тросов;
фиг. 7 - схема компоновки устройства с вертикальным направлением тросов;
фиг. 8 - схема компоновки устройства с наклонным направлением тросов;
фиг. 9 - схема компоновки устройства с горизонтальным направлением тросов.
На корпусе 1 посредством сферического подшипника установлена качающаяся вилка 2. Корпус 1 соединен с кронштейном тросов 3, конфигурация которого предназначена для установки тросов 4 с вертикальным направлением движения (фиг. 1, 4). В другом случае корпус 1 соединен с кронштейном тросов 5, конфигурация которого предназначена для установки тросов 6 с наклонным направлением движения (фиг. 2, 5). В третьем случае корпус 1 соединен с кронштейном тросов 7, конфигурация которого предназначена для установки тросов 8 с горизонтальным направлением движения (фиг. 3, 6). Во всех вышеописанных трех случаях компоновки тросов использован корпус 1 одинаковой формы.
На корпусе 1 выполнен прилив 9, имеющий развитую объемную форму.
В приливе 9 закрепляют оси 10, 11 и 12 (фиг. 7, 8, 9), предназначенные для установки возвратных пружин 13, 14 и 15 и качающихся рычагов 16 и 17.
Шарнирное соединение качающейся вилки 2 с корпусом 1 выполнено посредством сферического подшипника, который содержит установленную в обойме, выполненной в корпусе 1, усеченную сферу 18 (фиг. 7, 8). Через сферу 18 пропущена ось 19, на которой закреплены концы качающейся вилки 2. Такое соединение вилки 2 с корпусом 1 обеспечивает возможность качания вилки в продольном и поперечном направлениях, показанных стрелками ММ' и NN'.
Качающиеся рычаги 16 и 17 (фиг. 3, 5, 6) шарнирно соединены с выступающим концом оси 19 посредством шарниров 20 и 21. Это соединение обеспечивает качание рычагов 16 и 17 на осях 11 и 12 при поперечных качаниях вилки 2. Рычаг 16 установлен с одной стороны фланца опорного элемента корпуса 1 (фиг. 5) в схеме с наклонными тросами 6, а рычаг 17 установлен с противоположной стороны стороны фланца опорного элемента корпуса 1 (фиг. 6) в схеме с горизонтальным расположением тросов 8.
В схеме с вертикальным направлением тросов 4 один из тросов шарнирно соединен со свободным концом рычага 22, другой конец которого жестко соединен с вилкой 2, а второй трос шарнирно соединен с выступающим концом оси 24 (фиг. 1, 4).
В схеме с горизонтальным направлением тросов 8 (фиг. 3, 6) один из тросов шарнирно соединен со свободным концом рычага 23, другой конец которого жестко соединен с вилкой 2, а второй трос шарнирно соединен с качающимся рычагом 17
Для шарнирного соединения тросов 4, 6 и 8 с рычагами 16, 17, 22, концом оси 19 и непосредственно с вилкой 2 на них закреплены охватываемые элементы 24 сферических шарниров.
Оболочки тросов 4, 6 и 8 закрепляются на кронштейнах тросов 3, 5 и 7 в отверстиях 25 или клеммах 26.
Использование универсального корпуса 1 в компоновках с вертикальным, наклонным и горизонтальным направлением тросов существенно отличает заявляемое устройство от прототипа и обеспечивает достижение заявленного технического результата.