IT9021065A1

IT9021065A1 - THREE-SHAFT SPEED CHANGE PARTICULARLY FOR INDUSTRIAL VEHICLES IN GENERAL

Info

Publication number: IT9021065A1
Application number: IT021065A
Authority: IT
Inventors: Fritz Carl Anton Hurth
Original assignee: Fritz Carl Anton Hurth
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-01-25
Also published as: DE69124552D1; IT1242502B; ATE148774T1; DE69124552T2; IT9021065A0

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato riguarda un cambio di velocità a tre alberi particolarmente per veicoli industriali In genere The present invention relates to a three-shaft gearbox particularly for industrial vehicles in general

Nel veicoli Industriali In genere esiste un problema tecnico legato al cambio del rapporto di velocità quando la macchina è sotto sforzo, o meglio legato al passaggio marcia sotto coppia, nonché l’automatizzazione di tali cambi in modo semplice per non distogliere l’operatore dalle manovre che sta eseguendo. In industrial vehicles Generally there is a technical problem linked to the change of the speed ratio when the machine is under stress, or better linked to the shifting of gear under torque, as well as the automation of these changes in a simple way so as not to distract the operator from maneuvers. that is running.

Una soluzione utilizzata oggigiorno nei veicoli industriali in genere prevede l’utilizzo di cambi a tre alberi, i quali prevedono solitamente un albero d’ingresso, due contralberi su cui è ripartita equamente la potenza trasmessa dall’albero d’ingresso, ed un albero di uscita, sul quale la potenza viene nuovamente sommata. Questa soluzione permette di bilanciare le spinte tangenziali sull’albero di uscita, il quale è solitamente flottante, e contenere le dimensioni del cambio stesso. A solution used today in industrial vehicles generally involves the use of three-shaft gearboxes, which usually have an input shaft, two countershafts on which the power transmitted by the input shaft is equally distributed, and an input shaft. output, on which the power is added again. This solution allows to balance the tangential thrusts on the output shaft, which is usually floating, and to contain the dimensions of the gearbox itself.

Tale soluzione però è fonte di alcuni inconvenienti. Infatti, ad esempio, per le marce ridotte questo tipo di cambio richiede una notevole quantità di catene cinematiche per ottenere le riduzioni. Inoltre in questo tipo di cambio, per la sua automatizzazione, sono necessari tanti innesti a frizione quante sono le marce. However, this solution is the source of some drawbacks. In fact, for example, for reduced gears this type of gearbox requires a considerable amount of kinematic chains to obtain the reductions. Furthermore, in this type of gearbox, for its automation, as many friction clutches as there are gears are required.

Compito del presente trovato è quello di eliminare o sostanzialmente ridurre gli inconvenienti sopra lamentati in tipi noti di cambi a tre alberi escogitando un cambio di velocità a tre alberi particolarmente per veicoli industriali in genere, il quale elimini la divisione di potenza su contralberi e la sua successiva somma su un albero in uscita. The aim of the present invention is to eliminate or substantially reduce the aforementioned drawbacks in known types of three-shaft gearboxes by providing a three-shaft gearbox particularly for industrial vehicles in general, which eliminates the power division on countershafts and its subsequent sum on an output tree.

Nell'ambito del compito accennato uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un cambio di velocità a tre alberi il quale riduca sostanzialmente il numero di innesti a frizione necessari per la sua automatizzazione . Within the scope of the above aim, an object of the present invention is to provide a gearbox with three shafts which substantially reduces the number of friction clutches necessary for its automation.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di ottenere un cambio di velocità di relativamente facile realizzazione ed a costi competitivi e che inoltre sia installabile anche su veicoli industriali in genere già in produzione senza modifiche sostanziali di questi ultimi. Not least object of the present invention is to obtain a gearbox which is relatively easy to produce and at competitive costs and which, moreover, can also be installed on industrial vehicles in general already in production without substantial modifications of the latter.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito vengono raggiunti da un cambio di velocità a tre alberi particolarmente per veicoli industriali in genere secondo il trovato, caratterizzato dal fatto di comprendere un albero d'ingresso, associabile ad un gruppo motore, ed atto ad interagire selettivamente con un primo contralbero e con un secando contralbero, detto primo contralbero supportando solidali in rotazione ingranaggi di marce dispari e detto secondo contralbero supportando solidali in rotazione ingranaggi di marce pari, detto primo contralbero e detto secondo contralbero essendo fra loro disgiunti, detti ingranaggi di marce pari e detti ingranaggi di marce dispari ingranando in rispettivi ingranaggi di uscita supportati da un albero di uscita e selettivamente vincolabili in rotazione a detto albero di uscita. The aforementioned aim, as well as the aforementioned objects and others which will appear more clearly later on, are achieved by a three-shaft gearbox particularly for industrial vehicles in general according to the invention, characterized in that it comprises an input shaft, which can be associated with a motor unit, and adapted to interact selectively with a first countershaft and with a second countershaft, said first countershaft supporting integral rotation gears of odd gears and said second countershaft supporting integral rotation gears of even gears, said first countershaft and said second countershaft being disjoint from each other, said gears of even gears and said gears of odd gears engaging in respective output gears supported by an output shaft and selectively constrained in rotation to said output shaft.

Ulteriori caratterietiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un cambio di velocità a tre alberi particolarmente per veicoli Industriali in genere secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nell’unito disegno, In cui l’unica figura è una schematizzazione di un cambio di velocità secondo il trovato. Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of a three-shaft gearbox particularly for industrial vehicles in general according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawing. to which the only figure is a schematic representation of a gearbox according to the invention.

Con riferimento a tale figura, un cambio di velocità a tre alberi secondo 11 trovato comprende un albero d’ingresso 1, il quale è associabile ad un gruppo motore 2 del veicolo industriale in genere attraverso un riduttore 3; l’albero d’ingresso 1, supportata In rotazione da cuscinetti a sfere 4 e 5, supporta un ingranaggio di marcia avanti 6 ed un ingranaggio di retromarcia 7, i quali sono normalmente in posizione di folle rispetto all’albero d’ingresso 1 e sono selettivamente vincolablll in rotazione all’albero d’ingresso 1 mediante mezzi di sincronizzazione comprendenti sincronizzatori 8. With reference to this figure, a three-shaft gearbox according to the invention comprises an input shaft 1, which can be associated with a motor unit 2 of the industrial vehicle generally through a reducer 3; the input shaft 1, supported in rotation by ball bearings 4 and 5, supports a forward gear 6 and a reverse gear 7, which are normally in the neutral position with respect to the input shaft 1 and they are selectively constrained in rotation to the input shaft 1 by means of synchronization means comprising synchronizers 8.

L’ingranaggio di marcia avanti 6 e l’ingranaggio di retromarcia 7, quest’ultimo mediante l’interposizione di un rocchetto invertente 9, ingranano con rispettivi ingranaggi di trasmissione 10 ed 11, 1 quali sono calettati su supporto 12 di una pluralità di dischi conduttori 13 di innesti a frizione o frizioni a dischi 14 e 15. The forward gear 6 and the reverse gear 7, the latter through the interposition of an inverting spool 9, engage with respective transmission gears 10 and 11, 1 which are keyed onto a support 12 of a plurality of discs conductors 13 of friction clutches or disc clutches 14 and 15.

L’innesto a frizione 14 innesta la propria molteplicità di dischi conduttori 13 su dischi condotti 16 calettati su un primo contralbero 17, mentre l'innesto a frizione 15 innesta la propria molteplicità di dischi conduttori 13 su dischi condotti 18 calettati su un secondo contralbero 19. The friction clutch 14 engages its own multiplicity of driving discs 13 on driven discs 16 keyed on a first countershaft 17, while the friction clutch 15 engages its own multiplicity of driving discs 13 on driven discs 18 keyed on a second countershaft 19 .

Il primo contralbero 17, il quale è sostenuta in rotazione da cuscinetti a sfere 20 e 21, supporta marce dispari, ossia l’ingranaggio di prima marcia 22, l’ingranaggio di terza marcia 23 e l’ingranaggio di quinta marcia 24, per un esempio di cambio a sei marce, come illustrato nella figura allegata. Il secondo contralbero 19, il quale è sostenuto in rotazione da cuscinetti a sfere 25 e 26, supporta marce pari, ossia l’ingranaggio di seconda marcia 27, l’ingranaggio di quarta marcia 28 e l’ingranaggio di sesta marcia 29, per l'esempio in questione. Ovvi sono gli adattamenti del presente trovato per cambi con un maggiore o minore numero di rapporti di marcia. Gli ingranaggi di marcia 22, 23, 24, 27, 28 e 29 sono calettati direttamente sui rispettivi contralberi 17 e 19. The first countershaft 17, which is supported in rotation by ball bearings 20 and 21, supports odd gears, i.e. the first gear 22, the third gear 23 and the fifth gear 24, for a example of a six-speed gearbox, as shown in the attached figure. The second countershaft 19, which is supported in rotation by ball bearings 25 and 26, supports even gears, i.e. the second gear 27, the fourth gear 28 and the sixth gear 29, for the example in question. The adaptations of the present invention for gearboxes with a greater or lesser number of gear ratios are obvious. The gear gears 22, 23, 24, 27, 28 and 29 are keyed directly on the respective countershafts 17 and 19.

Gli ingranaggi di marcia 22, 23, 24, 27, 28 e 29 ingranano su rispettivi ingranaggi di uscita marcia, come meglio viene chiarito nel seguito, disposti su un albero di uscita 30, definendo i relativi rapporti di marcia. The gear gears 22, 23, 24, 27, 28 and 29 mesh with respective gear output gears, as better explained below, arranged on an output shaft 30, defining the relative gear ratios.

L’albero di uscita 30, sostenuto in rotazione da cuscinetti a sfere 31 e 32, presenta un ingranaggio di uscita retromarcia 33, calettato sull’albero di uscita 30, il quale ingrana sull'ingranaggio di trasmissione 11. The output shaft 30, supported in rotation by ball bearings 31 and 32, has a reverse gear output gear 33, keyed on the output shaft 30, which meshes with the transmission gear 11.

L’ingranaggio di prima marcia 22 ingrana con un ingranaggio di uscita prima marcia 34, il quale è normalmente in folle rispetto all’albero di uscita 30, ed è vincolabile in rotazione all’albero di uscita stesso mediante sincronizzatori 35. The first gear 22 meshes with a first gear 34 output gear, which is normally in neutral with respect to the output shaft 30, and can be constrained in rotation to the output shaft itself by means of synchronizers 35.

L’ingranaggio di seconda marcia 27 ingrana con un ingranaggio di uscita seconda marcia 36, il quale è normalmente in folle rispetto all’albero di uscita 30, ed è vincolabile all’albero di uscita stesso mediante sincronizzatori 37. The second gear gear 27 meshes with a second gear output gear 36, which is normally in neutral with respect to the output shaft 30, and can be linked to the output shaft itself by synchronizers 37.

L’ingranaggio di terza marcia 23 ingrana con un ingranaggio di uscita terza marcia 38 ed l’ingranaggio di quinta marcia 24 ingrana con un ingranaggio di uscita quinta marcia 39. Gli ingranaggi di uscita marcia 38 e 39 sono normalmente in folle rispetto all’albero di uscita 30, e sono vincolabili selettivamente in rotazione all'albero di uscita stesso mediante sincronizzatori 40. The third gear 23 meshes with a third gear output gear 38 and the fifth gear 24 meshes with a fifth gear output gear 39. The gear output gears 38 and 39 are normally in neutral with respect to the shaft output shaft 30, and can be selectively constrained in rotation to the output shaft itself by means of synchronizers 40.

L’ingranaggio di quarta marcia 28 ingrana con un ingranaggio di uscita quarta marcia 41 e l’ingranaggio di sesta marcia 29 ingrana con un ingranaggio di uscita sesta marcia 42. Gli ingranaggi di uscita marcia 41 e 42 sono normalmente in folle rispetto all'albero di uscita 30, e sono vincolabill selettivamente in rotazione all’albero stesso mediante sincronizzatori 43. The fourth gear 28 meshes with a fourth gear output gear 41 and the sixth gear 29 meshes with a sixth gear output gear 42. The gear output gears 41 and 42 are normally in neutral with respect to the shaft output 30, and are selectively constrained in rotation to the shaft itself by means of synchronizers 43.

Il funzionamento, in breve, è il seguente: nel caso, ad esempio, di preselezione di retromarcia, il sincronizzatore 8 vincola in rotazione l’ingranaggio dì retromarcia 7 all’albero d’ingresso 1. Viene quindi azionata la catena cinematica comprendente l'ingranaggio di retromarcia 7, il rocchetto invertente 9, l’ingranaggio di trasmissione 11 e l’ingranaggio di uscita retromarcia 33. La catena cinematica descritta trasmette la retromarcia all’albero di uscita 30. La retromarcia può essere comunque ridotta dal riduttore 3. The operation, briefly, is as follows: in the case, for example, of reverse gear preselection, the synchronizer 8 rotates the reverse gear 7 to the input shaft 1. The kinematic chain comprising the reverse gear 7, the reversing spool 9, the transmission gear 11 and the reverse output gear 33. The described kinematic chain transmits the reverse gear to the output shaft 30. The reverse gear can in any case be reduced by the reduction gear 3.

Nel caso, ad esempio, di preselezione delle marce avanti, il sincronizzatore 8 vincola in rotazione l’ingranaggio dì marcia avanti 6, il quale aziona l’ingranaggio dì trasmissione 10, quest’ultimo trasmette il moto al supporto 12. Il moto ricevuto dal supporto 12 viene trasmesso ad uno dei contralberi 17 o 19. Supponiamo, a tìtolo dì esempio, che sia preselezionata la terza marcia. In questo caso esemplificativo, l’innesto a frizione 14 è innestato, ossia i dischi conduttori 13 sono impattati sui dischi condotti 16, ponendo quindi in rotazione il contralbero 17. Sull'albero di uscita il sincronizzatore 40 ha vincolato l'ingranaggio di uscita terza marcia 39 all'albero di uscita 30, per cui il moto ricevuto dal contralbero 17 viene trasmesso all’albero di uscita 30 da una catena cinematica comprendente l’ingranaggio di terza marcia 23 e l’ingranaggio di uscita terza marcia 39. Equivalentemente si ha sia per le altre marce dispari che per le marce pari. In quest’ultimo caso l’innesto a frizione innestato è la frizione a dischi 15, ed i dischi conduttori 13 impattano i dischi condotti 18. In the case, for example, of preselection of forward gears, the synchronizer 8 constrains the forward gear 6 in rotation, which drives the transmission gear 10, the latter transmitting the motion to the support 12. The motion received by the support 12 is transmitted to one of the countershafts 17 or 19. Let us suppose, by way of example, that third gear is preselected. In this exemplary case, the friction clutch 14 is engaged, i.e. the driving disks 13 are impacted on the driven disks 16, thus turning the countershaft 17. On the output shaft, the synchronizer 40 has constrained the third output gear gear 39 to the output shaft 30, whereby the motion received by the countershaft 17 is transmitted to the output shaft 30 by a kinematic chain comprising the third gear gear 23 and the third gear output gear 39. Equivalently we have both for the other odd gears and for the even gears. In the latter case, the friction clutch engaged is the disc clutch 15, and the drive discs 13 impact the driven discs 18.

É quindi chiaro come la potenza fluisca completamente dall'albero d’ingresso 1 all'albero di uscita 30 solo attraverso uno dei due contralberi 17 o 19, i quali sono compresi entro la catena cinematica di trasmissione in reciproca mutua esclusione. Gli innesti a frizione 14 e 15, i quali selezionano in quale dei due contralberi 17 o 19 fluisca la potenza, sono necessari per realizzare l'automatizzazione del cambio secondo il trovato, con evidente riduzione del numero di innesti a frizione rispetto al noto. Inoltre il problema della sincronizzazione fra le marce è risolto mediante i vari sincronizzatori citati nel testo precedente, i quali semplificano ulteriormente sia il funzionamento del cambio secondo il trovato che la sua automatizzazione. It is therefore clear how the power flows completely from the input shaft 1 to the output shaft 30 only through one of the two countershafts 17 or 19, which are included within the kinematic transmission chain in mutual exclusion. The friction clutches 14 and 15, which select in which of the two countershafts 17 or 19 the power flows, are necessary to automate the gearbox according to the invention, with an evident reduction in the number of friction clutches with respect to the known one. Furthermore, the problem of synchronization between the gears is solved by means of the various synchronizers mentioned in the previous text, which further simplify both the operation of the gearbox according to the invention and its automation.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Ad esempio, l'ingranaggio di retromarcia può essere supportato dal secondo contralbero insieme con le marce pari, e possono essere previsti ingranaggi di mezza marcia supportati dall’albero d’ingresso, che possono sostituire oppure integrare gli ingranaggi di marcia avanti e di retromarcia. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention thus conceived is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept. For example, the reverse gear can be supported by the second countershaft together with the even gears, and mid-gear gears supported by the input shaft can be provided, which can replace or integrate the forward and reverse gears. Furthermore, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

In pratica i materiali impiegati nonché le dimensioni potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to requirements.

Claims

CLAIMS 1. Gearbox with three shafts particularly for industrial vehicles in general characterized by the fact that it comprises an input shaft, which can be associated with a motor unit, and adapted to interact selectively with a first countershaft and with a second countershaft, said first countershaft supporting integral in rotation of gears of odd gears and said second countershaft supporting in rotation gears of even gears, said first countershaft and said second countershaft being separated from each other, said gears of even gears and said gears of different gears engaging in respective output gears supported by a output shaft and selectively constrained in rotation to said output shaft.

2. Gearbox according to the preceding claim, characterized in that said gears of even gears and said gears of odd gears meshing with said respective output gears define gear ratios.

3. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises two friction clutches interposed between said first countershaft, said second countershaft and said input shaft, said friction clutches being able to interact selectively with said input shaft selectively realizing gear passages under torque between said first countershaft and said second countershaft.

4. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said friction clutches comprise two disc clutches, discs driving said disc clutches being connected to each other by a support, driven discs of said disc clutches being keyed on said first countershaft and on said second countershaft, said disc clutches remain engaged in mutual exclusion and being able to be engaged with power crossing.

5. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said synchronization means comprise a plurality of synchronizers placed in correspondence with pairs and / or single output gears on said output shaft, said synchronizers being suitable to be preselected on the countershaft the neutral position for the next gear shift selectively up and down.

6. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized by the fact of comprising a reducer interposed between said motor unit and said input shaft.

7. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said input shaft supports a forward gear and a reverse gear which can be selectively constrained in rotation to said input shaft by means of their own synchronizers, said gear reverse gear by engaging, by interposing an inverting sprocket, with a transmission gear connected to the motor, said forward gear by meshing with a transmission gear connected to the motor.

8. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said second countershaft supports a reverse gear.

9. Gearbox, according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises half gear gears supported by said input shaft, said half gear gears being selectively in cooperation with and in replacement of said forward gear and of reverse gear, said half gear gears being constrained in rotation to said input shaft by means of their own synchronizers.

10. Three-shaft gearbox particularly for industrial vehicles generally characterized in that it comprises one or more of the characteristics described and / or illustrated above.