MXPA98009499A - Sistema y metodo para cambio asistido por fluido de transmisiones mecanicas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un mecanismo de cambios para una transmisión mecánica que tiene una pluralidad de relaciones de engrane seleccionables, el mecanismo de cambios comprendiendo:unaflecha selectora que tiene una pluralidad de horquillas de cambios colocadas a su alrededor, donde la rotación de la flecha selectora selecciona una de las horquillas de cambios y la traslación de la flecha selectora es operativa para trasladar la horquilla de cambios seleccionada para vincular o desvincular una relación de engranes seleccionada;una varilla de control acoplada direccionalmente con la flecha selectora para rotación positiva con ella mientras se permite una traslación axial relativa, predeterminada, entre ellas;un conjunto de cilindro asociado operativamente con la flecha selectora y la varilla de control proporcionando un acoplamiento de fluido entre ellos, para aplicar una fuerza sobre la flecha selectora en respuesta a la traslación relativa entre la flecha selectora y la varilla de control.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA CAMBIO ASISTIDO POR FLUIDO DE TRANSMISIONES MECÁNICAS Campo Técnico La presente invención se refiere a un sistema y método para cambiar transmisiones mecánicas usando fluido a presión para reducir el esfuerzo del operador necesario para cambiar velocidades . Técnica Antecedente Las transmisiones mecánicas convencionales, particularmente aquéllas para camiones de trabajo pesado, usan típicamente una palanca de cambio de velocidades acoplada a la transmisión vía un eslabón mecánico para efectuar un cambio de relación o cambio de la transmisión. En estas transmisiones es deseable minimizar el esfuerzo requerido por el conductor para cambiar la transmisión para reducir la fatiga del conductor mientras todavía se mantiene una "sensación" aceptable al conductor. Mas recientemente, se han desarrollado transmisiones mecánicas automatizadas y semi-automatizadas que utilizan uno o mas accionadores remotos para efectuar un cambio de engranes en las transmisiones. En estas transmisiones es deseable reducir la fuerza de cambio de modo que los accionadores asociados puedan ser reducidos en tamaño y/o energía requerida, dando como resultado reducción de costos y de peso del sistema global del vehículo.

Se han desarrollado diversos mecanismos de cambios de transmisión y se han aplicado tanto a las transmisiones mecánicas tradicionales (manuales) como a las transmisiones mecánicas automatizadas o semi-automatizadas . Los mecanismos de cambios que utilizan una sola flecha o riel de cambios para seleccionar y vincular las relaciones de una transmisión mecánica de velocidades múltiples, para un vehículo, son conocidos en el estado de la técnica, como puede verse por referencia a las patentes de los Estados Unidos 4,621,537; 4,532,823; y 4,222,281, cuyas divulgaciones se incorporan en la presente por referencia. Tales mecanismos pueden tener ventajas relativas a dispositivos de rieles múltiples de cambios tales como aquéllos divulgados en las patentes de los Estados Unidos 4,445,393; 4,275,612; 4,584,895; y 4,722,237, cuyas divulgaciones son incorporadas en la presente por referencia. Estas ventajas pueden incluir complejidad reducida (menos partes), la capacidad de usar cojinetes mejorados y mejores terminados de superficie, pues solamente está implicada una flecha, un menor paquete, y un control relativamente mas sencillo de una transmisión auxiliar, incluyendo detección de las condiciones de la transmisión tales como condiciones de neutral y de estado de engrane. Independientemente del mecanismo de cambios particular usado, las transmisiones de cambio de engranes generalmente usan un conjunto de alojamiento de barra de cambios. Típicamente, tales alojamientos de barra de cambios son controlados manualmen-te y operador por un dedo de cambios fijo a una palanca de cambios montada directamente o a la fecha cruzada de un mecanismo de cambios controlado remotamente. Para impedir la selección de mas de un engrane en cualquier tiempo particular, se proveen mecanismos de entrecierre. El conjunto de alojamiento de barra de cambios contiene una o mas barras de cambios movibles axialmente, uno o mas rieles de cambios o una o mas varillas de cambios. Cada riel de cambios lleva al menos una horquilla de cambios, la cual es movida axialmente para vincular o desvincular un engrane de la transmisión seleccionado. El riel de cambios (o la horquilla de cambios en una transmisión de un solo riel de cambios) es generalmente seleccionado por un movimiento transversal (izquierda o derecha) de un accionador o palanca de cambios. El engrane seleccionado es vinculado o desvinculado con un movimiento axial o longitudinal (hacia adelante o atrás) del riel de cambios, lo que ocasiona un movimiento axial de un miembro de embrague, un engrane que lleva dientes de embrague, o un embrague de quijada, como es bien sabido en el estado de la técnica, y puede verse por referencia a las patentes de los Estados Unidos 4,445,393; 4,754,665; 4,876,924; y 5,053,961, cuyas divulgaciones son incorporadas en la presente por referencia. Conjuntos de alojamiento de barra de cambios que no son operados directamente por el conductor también son conocidos en el estado de la técnica. Tales conjuntos pueden ser accionados por fluido hidráulico a presión, aire a presión, o motores eléctricos, y tienen controles adecuados para ellos, como puede verse mediante referencia a las patentes de los Estados Unidos 4,428,248; 4,445,393; 4,722,237; y 4,873,881, todas cedidas a la cesionaria de la presente invención y todas incorporadas en la presente por referencia. Compendio de la Invención Un objetivo de la presente invención es el de proveer un sistema y método para cambiar una transmisión mecánica que reduzca el esfuerzo requerido por el operador mientras mantiene una sensación de cambio aceptable. Un objetivo adicional de la presente invención es el de proveer un sistema y método para cambiar una transmisión mecánica que utiliza un fluido a presión para reducir la fuerza de cambio requerida por el conductor. Todavía otro objetivo de la presente invención es el de proveer un sistema y método para cambiar una transmisión mecánica, que reduzca el esfuerzo de cambio del operador, pero que sea aplicable tanto a transmisiones sencillas como compuestas. Todavía un objetivo mas de la presente invención es el de proveer un sistema y método para cambiar una transmisión mecánica de un solo riel que usa fluido a presión para reducir la fuerza de cambio del operador. Otro objetivo de la presente invención es el de proveer una transmisión mecánica de un solo riel de cambios teniendo un sistema de asistencia de cambios integrado con el riel de cambios de engranes . Todavía otro objetivo de la presente invención es el de proveer un sistema y método para cambiar una transmisión mecánica de cambio de engranes que produce una fuerza de asistencia proporcional a la fuerza ejercida sobre la palanca de cambios por el operador. Al llevar a la práctica los objetivos anteriores y otros objetivos, aspectos y ventajas de la presente invención, un sistema para reducir el esfuerzo del operador en los cambios de una transmisión mecánica incluye un miembro de control acoplado fluidamente a un miembro de cambios por una distancia predeterminada de desplazamiento vía un arreglo proporcional de válvula y pistón. El miembro de control está conectado a un émbolo de válvula mientras el miembro de cambios está conectado a un cuerpo de válvula de la válvula proporcional . El movimiento relativo entre el miembro de control y el miembro de cambios provee flujo de aire proporcional al pistón para proveer una fuerza de asistencia proporcional a la fuerza aplicada a la palanca de cambios. En una forma de realización, el dedo de cambios está acoplado al miembro de control vía pasadores colocados a través de hendiduras que son alargadas para proveer la distancia predeterminada de desplazamiento. En otra forma de realización, el dedo de cambios está conectado directamente al miembro de cambios que está conectado por pasador al miembro de control usando hendiduras como en la primera forma de realización. Otra forma de realiza-ción utiliza un arreglo proporcional de válvula y pistón para cada riel de cambios en una transmisión mecánica de múltiples rieles de cambios. También se provee un método de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Varias ventajas están asociadas con la presente invención. Por ejemplo, el sistema y método de la presente invención proveen un dispositivo de asistencia de cambios integrado con el mecanismo de cambios. La presente invención no requiere de detección electrónica de una posición de compuerta cruzada o carga de la palanca de cambios, pero no obstante provee una fuerza de asistencia de cambios proporcional a la carga de la palanca de cambios. La presente invención provee un acoplamiento limitado de fluido tal que se use un acoplamiento mecánico positivo para cambiar la transmisión en caso que se pierda presión de fluido o se aplique una fuerza excesiva a la palanca de cambios. Para transmisiones de rieles múltiples teniendo un arreglo de válvula y pistón para cada riel de cambios, la fuerza para cada sincronizador puede ser variada usando diferentes tamaños de pistón sin la necesidad de control adicional de válvula . Las ventajas anteriores, además de otras ventajas, características y objetivos de la presente invención serán evidentes de manera fácil a un técnico en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, cuando se la lee con los dibujos acompañantes. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una ilustración esquemática de una transmisión mecánica compuesta teniendo un sistema de cambios de acuerdo con la presente invención; La figura 2 es una vista parcial en sección transversal de una transmisión mecánica sencilla, ilustrando un sistema y método para reducir el esfuerzo de cambio del operador, donde un dedo de cambios es conectado por pasador a un miembro de control de acuerdo con la presente invención; La figura 3 es una vista parcial en sección transversal de una forma de realización alternativa para reducir el esfuerzo de cambio del operador, donde un dedo de cambios es acoplado a un miembro de cambios que es conectado por pasador a un miembro de control de acuerdo con la presente invención; y Las figuras 4A-4E proveen vistas parciales en sección transversal de un conjunto de cilindro de fluido para proveer una fuerza proporcional de asistencia de cambios de acuerdo con la presente invención. Menor (es) Modo(s) para Llevar la Invención a la Práctica Se usará cierta terminología en la siguiente descripción para conveniencia de referencia únicamente, y no será limitativa. Las palabras "hacia arriba", "hacia abajo", "a la derecha", y "a la izquierda" designarán direcciones en los dibujos a que se hace referencia. Las palabras "delantero" y "posterior" se referirán, respectivamente, a los extremos frontal y posterior de la transmisión, tal como se monta convencionalmente en un vehículo, siendo respectivamente desde los lados izquierdo y derecho de la transmisión, como se ilustra en la figura 1. Las palabras "hacia adentro" y "hacia afuera" se referirán a direcciones hacia y lejos, respectivamente, del centro geométrico del dispositivo y sus partes designadas. Esta convención o terminología se aplica a las palabras mencionadas anteriormente de manera específica, además de sus derivaciones y palabras de connotación similar. El término "transmisión compuesta" es usado para designar una transmisión de cambio de velocidades o cambio de engranes que tiene una sección principal de transmisión con múltiples velocidades hacia adelante y una sección auxiliar de transmisión conectada en serie con la sección principal de transmisión, donde la relación de engrane seleccionada en la sección principal de transmisión puede ser combinada por una reducción de engrane seleccionada en la sección auxiliar de transmisión. "Conjunto de embrague sincronizado" y palabras de connotación similar designan un conjunto de embrague utilizado para acoplar de manera no giratoria un engrane seleccionado a una flecha por medio de un embrague positivo, en el cual la vinculación intentada de dicho embrague es impedida hasta que los miembros del embrague estén en rotación sustancialmente sincrónica .

El término "transmisión", como se usa en la presente, se referirá ya sea a una transmisión sencilla o a la sección principal de transmisión de una transmisión compuesta. Haciendo ahora referencia a la figura 1, se muestra un diagrama esquemático que ilustra una transmisión 10 teniendo un mecanismo de cambios 12 de acuerdo con la presente invención. La transmisión 10 es una transmisión mecánica compuesta que tiene una sección principal 14 conectada en serie con una sección auxiliar de transmisión 16, como es bien sabido en la materia. La sección principal 14 provee una pluralidad de relaciones de engrane seleccionables, que son seleccionadas usando el mecanismo de cambios 12 de acuerdo con la presente invención. La sección principal 14 incluye una flecha de entrada 18 que es acoplada selectivamente a una flecha de cigüeñal 20 de un motor E vía un embrague maestro de fricción C que incluye una porción de impulso 22 y una porción impulsada 24. La flecha de entrada 18 de la sección principal 14 está conectada a un engrane de entrada 26 que impulsa conjuntos de contraflecha 28, 30 de la sección principal 14, que son sustancialmente idénticos. La contraflecha 30 está sostenida en el alojamiento H vía cojinetes 32, 34. Varios engranes de contraflecha 36, 38, 40, 42, 44, 46 están fijos para rotación con la contraflecha 30 y en vinculación de engrane constante con engranes correspondientes 26, 48, 50, 52, 54 y 56, respectivamente. Los engranes de tracción de la flecha principal son acoplables de manera selectiva a la flecha principal 64 vía collarines de embrague deslizante 58, 60, 62. El engrane 56 es el engrane de reversa y está acoplado al engrane de contraflecha 46 de la sección principal vía el engrane intermedio de marcha al vacío 66. Los collarines de embrague 58, 60, 62 son colocados axialmente usando horquillas de cambios 68, 70 y 72 correspondientes, respectivamente, como es bien sabido en la materia. Los collarines de embrague 58, 60, 62 puede ser del tipo de quijada de accionamiento sincronizado o de quijada doble de accionamiento no sincronizado. Las horquillas de cambios 68, 70, 72 generalmente forman parte del mecanismo de cambios 12 y están asociadas operativamente con una flecha selectora 74 usando un arreglo bien conocido de hendidura y cuña. Una palanca de cambios de engranes 76 está conectada a un conjunto de dedo de cambios 78 que coopera con un bloque selector 80 para transferir la fuerza de cambios del operador de la palanca de engranes 76 a la flecha selectora 74, como se explica mas adelante con mayor detalle. Como es sabido en la materia, un movimiento transversal de la palanca de cambios 76 gira la flecha selectora 74 para seleccionar una de las horquillas de cambios 68, 70 o 72. Un movimiento longitudinal o axial de la palanca de cambios 76 traslada la flecha selectora 74 junto con una horquilla de cambios seleccionada para vincular o desvincular una relación de engrane seleccionada. En una forma de realización de la presente invención, el bloque selector 80 es acoplado direccionalmente a una varilla de control 82 tal que la flecha selectora 74 sea fijada rotacionalmente a la varilla de control 82. Sin embargo, el acoplamiento direccional permite una traslación axial relativa predeterminada entre la flecha selectora 74 y la varilla de control 82. En una forma de realización (mejor ilustrada en la figura 2), el acoplamiento direccional es provisto por pasadores de cola de pato que pasan a través de una perforación en la varilla de control 82 y una hendidura alargada axialmente en la flecha selectora 74. La hendidura alargada axialmente permite una traslación axial relativa predeterminada entre la varilla de control 82 y la flecha selectora 74. El mecanismo de cambios 12 también incluye un conjunto de cilindro 84 asociado operativamente con la flecha selectora 74 y la varilla de control 82 para proveer un acoplamiento de fluido entre ellas. Para aplicación a transmisiones compuestas, tales como la transmisión 10, el conjunto de cilindro 84 puede estar contenido dentro del alojamiento de la transmisión. Para transmisiones sencillas, el conjunto de cilindro 84 puede estar colocado como se ilustra en las figuras 2-3, donde el cilindro de rango de la sección auxiliar está ubicado en transmisiones compuestas dispuestas de manera similar. De preferencia, se usa una válvula proporcional 86 para dirigir un fluido a presión, tal como aire o fluido hidráulico, a un lado apropiado del pistón 88 que viaja dentro del cilindro 90. El fluido a presión actúa sobre el pistón 88 para aplicar una fuerza a la flecha selectora 74 para ayudar a la vinculación o desvinculación de la relación de engrane seleccionada vía traslación de una horquilla de cambio seleccionada de las horquillas de cambio 68, 70, 72. Una ilustración y explicación mas detalladas de la operación del mecanismo de cambios 12 son provistas con referencia a las figuras 2-4. Como también se muestra en la figura 1 , la sección auxiliar 16, similar a la sección principal 14, incluye dos conjuntos de contraflecha 92, 94 sustancialmente idénticos. Cada conjunto de contraflecha 92 incluye una contraflecha 96 sostenida dentro del alojamiento H por cojinetes 98, 100. Los engranes de contraflecha de sección auxiliar 102, 104 están en vinculación de engrane constante con los engranes de rango 106, 108, respectivamente. El engrane de salida/rango 108 está fijo para rotación con la flecha principal 54. Un conjunto de embrague de quijada sincronizado, de dos posiciones 112 acopla el engrane de rango 106 a la flecha principal 64, o alternativamente acopla el engrane de rango 108 a la flecha de salida 110, para proveer operación de rango alto o rango bajo, respectivamente. Por supuesto, la presente invención es también aplicable a transmisiones tipo rango que utilizan una sección auxiliar combinada tipo divisor/rango. La transmisión 10 es referida típicamente como teniendo una sección principal "cuatro mas uno", combinada por una sección auxiliar de dos velocidades. Aunque la sección principal 14 provee cinco relaciones de engrane hacia adelante y una relación de engrane de reversa, típicamente, la relación de engrane mas baja provista acoplando el engrane de flecha principal 54 directamente a la flecha principal 64 es referida como un "engrane de arrastre" , que es operado solamente cuando la sección auxiliar está en el rango bajo. Como tal, la sección principal 14 provee cuatro relaciones hacia adelante que son combinadas por la sección auxiliar 16, que opera ya sea en el rango bajo o el rango alto para proveer un total de ocho relaciones de engrane hacia adelante para operación normal, además de un engrane de arrastre. Por supuesto, la presente invención puede ser utilizada en cualquiera de las varias transmisiones mecánicas para reducir el esfuerzo del operador requerido durante cambios de la transmisión. Haciendo referencia ahora a la figura 2, se muestra una sección transversal parcial de una transmisión mecánica de seis velocidades teniendo un mecanismo de cambios de acuerdo con la presente invención. La transmisión 110 incluye una pluralidad de engranes 112 que definen una pluralidad de relaciones de engrane entre una entrada y una salida de transmisión. Las relaciones de engrane son seleccionadas vía una palanca de cambios (no mostrada) conectada al conjunto de dedo de cambios 114 que incluye un dedo de cambios 116 colocado para vinculación con un bloque selector 118. Una flecha selectora 120 está dispuesta dentro del alojamiento de cambios 122 e incluye una pluralidad de horquillas de cambios asociadas 124, 126, 128, 130, cada una seleccionable por rotación de la flecha selectora 120 usando un arreglo de hendidura 130 y cuña 132, como es sabido en la materia. Las horquillas de cambios 124, 126, 128 son acopladas a los embragues asociados 134, 136 y 138, respectivamente, para vincular o desvincular un engrane correspondiente de la pluralidad de engranes 112 vía traslación axial de la flecha selectora 120. La transmisión 110 puede incluir diversos sensores de estado de engrane tales como el sensor de neutral 140 y el sensor de reversa 142. En la forma de realización ilustrada en la figura 2, la fuerza de la palanca de engrane es transmitida de una manera normal al conjunto de dedo de cambios 14 y el dedo de cambios 116 al bloque selector 118 que está acoplado direccionalmente a la varilla de control interna 144 por al menos un pasador 146. Al menos una hendidura alargada axialmente 148 coopera con un pasador 146 correspondiente para proveer el acoplamiento direccional. La hendidura axialmente alargada puede estar en la varilla de control 144, la flecha selectora 120, o ambas. Esto provee rotación positiva de la varilla de control y la flecha selectora mientras permite traslación axial relativa predeterminada entre la varilla de control 144 y la flecha selectora 120. En la forma de realización de la figura 2, el movimiento del bloque selector 118 no traslada inmediatamente el movimiento de la flecha selectora 120. Los pasadores 146 pueden trasladar a lo largo de la flecha selectora 120. La longitud de la hendidura 148 provee espacio libre adecuado para movimiento relativo entre la varilla de control 144 y la flecha selectora 120, que es de alrededor de un milímetro en una forma de realización. Este movimiento relativo es usado para operar un conjunto de válvula proporcional 150. La varilla de control 144 es asegurada o fijada al émbolo de válvula 152 mientras el cuerpo de válvula 154 es asegurada a la flecha selectora 120. El pistón 156 es asegurado al cuerpo de válvula 154 y traslada dentro del cilindro 158. La válvula de control 160 dirige un fluido a presión, tal como fluido hidráulico o aire, desde la fuente 162 para operar el pistón 156 en cualquier dirección, dependiendo de la dirección de movimiento del émbolo de válvula 152. Al moverse el pistón 156 dentro del cilindro 158, el fluido a presión es pasado a través de una descarga controlada 164. Como tal, el conjunto de válvula de control y cilindro está asociado operativamente con la flecha selectora 120 y la varilla de control 144 para proveer un acoplamiento de fluido entre ellas . Un fluido a presión dentro del cilindro ?58 aplica una fuerza sobre el pistón 156 que es conectado al cuerpo de válvula 154 y la flecha selectora 120 en respuesta a la traslación relativa entre la flecha selectora 120 y la varilla de control 144. Haciendo ahora referencia a la figura 3, se muestra una forma de realización alternativa de un mecanismo de cambios de acuerdo con la presente invención. En esta forma de realización, la flecha selectora 166 coopera con la varilla de control 168 y el conjunto de cilindro 170 para reducir el esfuerzo de cambio del operador de una manera similar a la forma de realización descrita e ilustrada con referencia a la figura 2. En esta forma de realización, el bloque selector 172 es conectado a la flecha selectora 166 de una manera convencional. La varilla de control 168 es acoplada direccionalmente a la flecha selectora 166 vía un pasador 174 y la hendidura alargada axialmente 175. De preferencia, la varilla de control 168 es conectada por pasador a una cuña selectora 169 de la flecha selectora 166. El conjunto de cilindro 170 incluye la válvula de control proporcional 178 con el cuerpo de válvula 180 (que se une al pistón 182) unido a la flecha selectora 166. La varilla de control 168 está asegurada al émbolo de válvula 184. Como se ilustra, la forma de realización de la figura 3 requiere de una varilla de control 168 mas corta que puede ser ventajosa, dependiendo de la aplicación particular . Haciendo ahora referencia a las figuras 4A-4E, se muestran vistas parciales en sección transversal de un conjunto de cilindro para un mecanismo de cambios de acuerdo con la presente invención. El conjunto de cilindro 200 incluye un cuerpo de cilindro 202 y la cubierta de cilindro 204 que se aseguran al alojamiento H de la transmisión usando sujetadores apropiados (no mostrados) que pasan a través de perforaciones 206. El conjunto 200 incluye un conjunto de válvula de control proporcional 208 que incluye un cuerpo de válvula 210 asegurado a un pistón 212 mediante sujetadores apropiados 214, tales como anillos elásticos o similares, tal que el cuerpo de válvula 210 y el pistón 212 se muevan como una sola unidad dentro del cuerpo de cilindro 202. La flecha selectora 216 es asegurada al cuerpo de válvula 210 de modo que la fuerza aplicada por el fluido a presión al pistón 212 sea transferida a través del cuerpo de válvula 210 a la flecha selectora 216. La varilla de control 218 es asegurada al extremo roscado del émbolo 220 que hace contacto con el pistón de barra 222. El cilindro de barra 224 coopera con el pistón de barra 222 para dirigir el fluido a presión a través del conjunto de válvula de control 208 hacia una cámara apropiada del cilindro 202. La válvula de control de descarga 226 coopera con la válvula de barra y el émbolo 220 para controlar la descarga de fluido a presión desde el interior del cuerpo de cilindro 202 a través de la compuerta de descarga 228. Un orificio de descarga seleccionable 230 es usado para controlar la tasa de descarga del fluido a presión que se suministra a través de la fuente de fluido 232. Sellos apropiados, tales como los sellos 234, son usados en diversos lugares del conjunto de cilindro 200 para reducir o eliminar las fugas de fluidos. En operación, al incrementarse el movimiento axial relativo entre la flecha selectora 216 y el controlador 218, el émbolo de válvula 220 abre un espacio libre entre el pistón de barra 222 y el asiento de válvula de pistón de barra '236 permitiendo que entre el fluido a presión a través de la fuente 232 para pasar a través del canal 238 a la porción interior del cuerpo de cilindro 202 que aplica una fuerza sobre el pistón 212. Esta fuerza es transmitida a través del cuerpo de válvula 210 a la flecha selectora 216 para proveer una fuerza de cambio en adición de la fuerza ejercida sobre la palanca de cambio de engranes por parte del operador. Al desplazarse el pistón 212 dentro del cilindro 202, el fluido a presión es dejado descargar desde la cámara de cilindro opuesta. La tasa de flujo del fluido descargado es controlada por medio de un orificio seleccionable predeterminado 230 antes de que pase fluido a través de la compuerta de descarga 228. Cuando la fuerza es retirada del dedo de cambios, el émbolo de válvula 220 se torna estacionario, tal que el cuerpo de válvula 210 cierre el asiento de válvula de barra 236. El flujo de fluido a presión es provisto a ambas cámaras de pistón tal que se retire la fuerza de asistencia generada por el conjunto de cilindro 200. La fuerza generada por el conjunto de cilindro 200 es de preferencia proporcional al movimiento axial relativo entre la flecha selectora 216 y la varilla de control 218. La asistencia proporcional es gobernada por el espacio libre de asiento de la válvula de barra durante operación. Una mayor fuerza aplicada sobre el dedo de cambios incrementa el espacio libre entre el pistón de válvula de barra 222 y el asiento de válvula 236, permitiendo mayor flujo de fluido hacia las cámaras de cilindro. El émbolo de válvula 220 opera contra un resorte de válvula de barra 240 para reaccionar contra la fuerza de apertura. El resorte 240 es pre-cargado de modo que se requiera un mínimo nivel de fuerza antes de que se provea cualquier asistencia por el conjunto de cilindro 200. Nótese que el acoplamiento direccional ilustrado en las figuras 1-3 es tal que un acoplamiento de fluido a través del conjunto de cilindro 200 sea provisto para un movimiento axial relativo, predeterminado entre la flecha selectora 216 y la varilla de control 218. De preferencia, se provee aproximadamente 1 mm de desplazamiento por la hendidura alargada axialmente. Una vez que el desplazamiento relativo excede este valor, la línea de fluido es transformada a un acoplamiento positivo tal que cualquier movimiento de la varilla de control de como resultado un movimiento correspondiente de la flecha selectora, y viceversa. Las figuras 4B-4E ilustran los movimientos relativos dentro del conjunto de cilindro 200 para vincular y desvincular los sincronizadores seleccionados. La colocación de la figura 4A representa una posición neutral. Cuando se aplica una fuerza a la varilla de control 218 hacia la derecha, el pistón de válvula de barra 222 supera la fuerza del resorte de válvula de barra 240 y es movido fuera del asiento de válvula 236, permitiendo que fluya fluido a presión a través del canal 228 hacia la cámara izquierda del cilindro 202. Esto crea una fuerza sobre el pistón 212 para ayudar en la vinculación del sincronizador. De una manera similar, una fuerza FD sobre la varilla de control 218 en la dirección opuesta, como se ilustra en la figura 4C, conecta fluido a presión de la fuente 232 al canal 242, el cual llena la cámara derecha del cilindro 202 aplicando una fuerza adicional vía el pistón 212 a la varilla de control para ayudar a desvincular el sincronizador seleccionado. De manera simultánea, el canal 238 es conectado a la compuerta de descarga 228 a través del émbolo, la válvula de barra, y la válvula de descarga. Si la fuerza FD continúa ocasionando un desplazamiento relativo entre la varilla de control y la flecha selectora, el conjunto de cilindro continuará proporcionando una asistencia de cambio a través de la posición neutral para vincular el siguiente sincronizador, como se ilustra en la figura 4E. Un cambio a neutral da como resultado la posición ilustrada en la figura 4D, con el pistón de válvula de barra 222 asentado y la válvula de control de descarga 226 desasentada, tal que el fluido a presión pase directamente desde la fuente 232 a través de ambos canales 238 y 242 antes de ser descargado a través de la compuerta de descarga 228 tal que no sea generada por el pistón 212 fuerza de cambio adicional. Aunque el mejor modo contemplado para poner en práctica la invención ha sido descrito en detalle, se entenderá que son posibles diversas modificaciones sin apartarse del espíritu y los alcances de la invención, como se definen por las reivindicacio-nes siguientes

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES 1. Un mecanismo de cambios para una transmisión mecánica que tiene una pluralidad de relaciones de engrane seleccionables, el mecanismo de cambios comprendiendo: una flecha selectora que tiene una pluralidad de horquillas de cambios colocadas a su alrededor, donde la rotación de la flecha selectora selecciona una de las horquillas de cambios y la traslación de la flecha selectora es operativa para trasladar la horquilla de cambios seleccionada para vincular o desvincular una relación de engrane seleccionada; una varilla de control acoplada direccionalmente con la flecha selectora para rotación positiva con ella mientras se permite una traslación axial relativa, predeterminada, entre ellas; un conjunto de cilindro asociado operativamente con la flecha selectora y la varilla de control proporcionando un acoplamiento de fluido entre ellos, para aplicar una fuerza sobre la flecha selectora en respuesta a la traslación relativa entre la flecha selectora y la varilla de control.
2. 2. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, donde el conjunto de cilindro provee una fuerza proporcional a la traslación relativa.
3. 3. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, donde el conjunto de cilindro comprende un conjunto de cilindro hidráulico .
4. 4. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, donde el conjunto de cilindro comprende un conjunto de cilindro neumático .
5. 5. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, donde el conjunto de cilindro comprende: un alojamiento de cilindro; un pistón dispuesto dentro del alojamiento; un cuerpo de válvula asegurado a la flecha selectora y el pistón y sellado fluidamente para movimiento axial relativo al aloj amiento; un émbolo de válvula dispuesto dentro del cuerpo de válvula y asegurado a la varilla de control; y una válvula de control dispuesta dentro del cuerpo de válvula en contacto con el émbolo de válvula para dirigir fluido a presión hacia el alojamiento de cilindro para aplicar la fuerza a la flecha selectora vía el pistón.
6. 6. El mecanismo de cambios de la reivindicación 5, donde la válvula de control comprende una válvula de barra.
7. 7. El mecanismo de cambios de la reivindicación 5, donde la válvula de control comprende: un cilindro de válvula de barra; un pistón de válvula de barra que coopera con el cilindro de válvula de barra; y un resorte dispuesto entre el cilindro de válvula de barra y el pistón de válvula de barra.
8. 8. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, comprendiendo además : un conjunto de dedo de cambios; un bloque selector acoplado positivamente a la flecha selectora para rotación y traslación con ella, el bloque selector cooperando con el dedo de cambios para transferir la fuerza de cambios de una palanca de cambios a la flecha selectora.
9. 9. El mecanismo de cambios de la reivindicación 1, comprendiendo además: un conjunto de dedo de cambios; un bloque selector acoplado positivamente a la varilla de control para rotación y traslación con ella, el bloque selector cooperando con el dedo de cambios para transferir la fuerza de cambio de una palanca de cambios a la flecha selectora.
10. 10. Un mecanismo de cambios para una transmisión mecánica que tiene una pluralidad de engranes que definen relaciones de engrane seleccionables vía una palanca de cambios y un conjunto de dedo de cambios, el mecanismo de cambios comprendiendo: un alojamiento de barra de cambios; una flecha selectora dispuesta dentro del alojamiento de barra de cambios, la flecha selectora teniendo una pluralidad de horquillas de cambios asociadas con ella, cada una selecciona-ble por rotación de la flecha selectora y trasladable axialmente para vincular o desvincular un engrane seleccionado; una varilla de control dispuesta concéntricamente dentro de la flecha selectora y acoplada direccionalmente a la flecha selectora vía al menos un pasador que pasa a través de la varilla de control y la flecha selectora, donde un componente seleccionado de la varilla de control y la flecha selectora incluye una hendidura axialmente alargada para proveer rotación positiva de la varilla de control y la flecha selectora mientras permite una traslación axial relativa, predeterminada, entre ellas; un conjunto de válvula proporcional, asociado operativamente con la flecha selectora y la varilla de control proporcionando un acoplamiento de fluido entre ellas para aplicar una fuerza sobre la flecha selectora en respuesta a la traslación relativa entre la flecha selectora y la varilla de control.
11. 11. El mecanismo de cambios de la reivindicación 10, comprendiendo además : un bloque selector fijo para" rotación y traslación con la flecha selectora, el bloque selector asociado operativamente con el conjunto de dedo de cambios para transmitir fuerza de la palanca de cambios a la flecha selectora.
12. 12. El mecanismo de cambios de la reivindicación 10, comprendiendo además : un bloque selector fijo para rotación y traslación con la varilla de control, el bloque selector asociado operativamente con el conjunto de dedo de cambios para transmitir fuerza de la palanca de cambios a la flecha selectora.
13. 13. El mecanismo de cambios de la reivindicación 10, donde la flecha selectora comprende: una pluralidad de flechas selectoras, cada una estando asociada con un sola horquilla de la pluralidad de horquillas de cambios, cada flecha selectora teniendo una varilla de control y un conjunto de válvula proporcional asociados.
14. 14. El mecanismo de cambios de la reivindicación 10, donde el conjunto de válvula proporcional comprende un conjunto de válvula hidráulica.
15. 15. El mecanismo de cambios de la reivindicación 10, donde el conjunto de válvula proporcional comprende un conjunto de válvula neumática.
16. 16. Un método para reducir el esfuerzo del operador durante el cambio de una transmisión mecánica teniendo una pluralidad de engranes definiendo una pluralidad de relaciones de engrane seleccionables, la transmisión incluyendo una palanca de cambios que coopera con un conjunto de dedo de cambios que acciona una flecha selectora teniendo al menos una horquilla de cambios seleccionada por rotación de la flecha selectora, la horquilla de cambios siendo trasladada en respuesta a la traslación de la flecha selectora para vincular o desvincular una relación de engrane seleccionada, el método comprendiendo: acoplar la flecha selectora a una varilla de control tal que la flecha selectora gire con la varilla de control mientras se permite un desplazamiento axial predeterminado entre ellas; y acoplar fluidamente la flecha selectora a la varilla de control para proveer una fuerza adicional sobre la flecha selectora mientras el desplazamiento relativo de la varilla de control y la flecha selectora es de entre cero y el desplazamiento axial predeterminado .
17. 17. El método de la reivindicación 16, comprendiendo además : variar la fuerza adicional suministrada a la flecha selectora con base en una fuerza correspondiente aplicada a la palanca de cambios.