NO162165B - Automatisk transmisjon. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en automatisk transmisjon som sjalter kun i avhengighet av momentet på den inngående aksel og den utgående aksel, hvor disse aksler alltid står i forbindelse med hverandre gjennom drivhjul.

i

Automatiske transmisjoner er vel kjent og har funnet anvend-else blant annet i ulike kjøretøyer. Det er også aktuelt å anvende transmisjoner med flere utvekslinger for andre formål slik som vinsjer, ankerspill og forskjellige skogbruks- og

landbruksmaskiner.

Automatiske transmisjoner er kjent gjennom de som anvendes i personbiler, lastebiler og busser. Disse har i tillegg til en væskemomentomformer og en girveksel, et hydraulisk system for styring og aktivering av de ulike transmisjonsfunksjoner. For en god sjalting har disse transmisjoner sjaltet i avhengighet av omdreiningshastighet på en transmisjonsaksel og motorpå-drag. Det er også kjent automatiske kilebeltetransmisjoner med varierbare remhjul.

Med den automatiske transmisjon ifølge oppfinnelsen oppnås en enkel form for automatgir som har en oppbygning mye i likhet med de tradisjonelle manuelle girveksler. Med den foreliggende løsning oppnås et høyere sjaltenivå fra høy til lav enn fra lav til høy som medfører at høygir anvendes så lenge som mulig og at lavgir ikke anvendes lenger enn høyest nødvendig. Den foreliggende løsning har også det fortrinn at sjalte-nivået kan justeres av brukeren selv.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at den inngående aksel har et parti anordnet med utvendige gjengeinnretninger på hvilke en første drivhjulsenhet med innvendige komplementære gjengeinnretninger løper slik at den første drivhjulsenhet er noe aksielt bevegbar relativt den inngående aksel ved hjelp av gjengepartiene, og at en andre drivhjulsenhet er aksielt glidbart anordnet på den inngående aksel for samvirke med et ringhjul fast forbundet til den inngående aksel over en frigjørbar koblingsanordning, og at en tredje drivhjulsenhet er anordnet til den utgående aksel over et frihjul, hvis tredje drivhjulsenhet står i konstant inngrep med den første drivhjulsenhet, og at en fjerde drivhjulsenhet er fast forbundet og står i konstant inngrep med den utgående aksel, samt innretninger som presser den første drivhjulsenhet aksielt i retning mot og til samvirke med den andre drivhjulsenhet .

Ytterlige utførelser og ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de etterfølgende uselvstendige krav.

Andre og ytterligere formål, trekk og fordeler vil fremkomme fra den følgende beskrivelse av for tiden foretrukkede utførelser av oppfinnelsen, gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger hvor: Fig.l viser skjematisk en første utførelse av transmisjonen ifølge oppfinnelsen,

fig.2 viser skjematisk to transmisjoner koblet i serie

for å øke antall utvekslinger,

fig.3 viser skjematisk en andre utførelse av transmisjonen ifølge oppfinnelsen,

fig.4 viser skjematisk en variant av den andre ut-førelse av oppfinnelsen,

fig. 5 viser skjematisk nok en variant av den andre

utførelse ifølge oppfinnelsen,

fig.6 viser skjematisk en tredje utførelse av den foreliggende oppfinnelse,

fig.7 viser skjematisk den første utførelse av

transmisjonen ifølge oppfinnelsen ved høygir,

fig.8 viser skjematisk den første utførelse av transmisjonen ifølge oppfinnelsen i lavgir, |og

fig.9 viser et momentdiagram over sjaltingen mellom

høy og lav og mellom lav og høy.

Det vises nå til fig.l som skjematisk illustrerer en automatisk transmisjon 15 med to sjaltetrinn. En inngående aksel 10 er opplagret i et omgivende hus 5 og tilsvarende er en utgående aksel 11 også opplagret i huset 5. Akslen 10 har et utvendig parti med gjenger 9 som fortrinnsvis har stor stigning, f.eks. av den type som brukes i bendix-drev. Et første tannhjul 1 har innvendige komplementære gjenger til nevnte akselparti og er ved hjelp av gjengepartiene noe aksielt bevegbart. Tannhjulet 1 har utvendige tenner som kan være rettskårne, men er fortrinnsvis skråskårne. En fjær 7, fortrinnsvis en spiralfjær, er anordnet mellom tannhjulet 1 og et anlegg 6. Anlegget eller anleggsskiven 6 har innvendige gjenger som samvirker med korresponderende gjenger på akslen 10. Ved dreining av anleggsskiven 6 gis mulighet for stramm-ing respektivt avspenning av fjæren 7. Et andre tannhjul 2 er glidbar anordnet på den inngående aksel 10 med mulighet for en liten bevegelse i aksiell retning. Tannhjulet 2 er også. fritt dreibart på akslen 10. Et ringhjul 8 er fast forbundet til den inngående aksel 10. De skjematisk viste klaringer mellom det første tannajul 1 og det andre tannhjul 2 og mellom det andre tannhjul 2 og ringhjulet 8 er i en praktisk utførelse svært små. Det første tannhjul 1 står i forbindelse med et tredje tannhjul 3 som er anordnet på den utgående aksel 11 over en sperre 13 og løper som et frihjul. Sperren 13 bevirker at det tredje tannhjul 3 fritt kan dreie i en retning i forhold til akslen 11 mens det låser seg til akslen ved motsatt dreining.

Et fjerde tannhjul 4 er fast forbundet med den utgående aksel 11 og står 1 inngrep med det andre tannhjul 2. Tannhjuls-parene 1 og 3 respektivt 2 og 4 står alltid i inngrep med hverandre, men tannhjulene 1 og 2 har som nevnt mulighet for en liten aksiell bevegelse langs akslen 10 og dermed langs de respektive tannhjul 3 og 4. Tannhjulsparet 1 og 3 utgjør et lavgir mens tannhjulparet 2 og 4 utgjør et høygir. 1 fig. 2-8 er korresponderende komponenter til de som er vist i fig.l er gitt samme henvisningstall. Fig.2 fremstiller skjematisk en flertrinns automatisk transmisjon hvor to like transmisjonsenheter 15 og 15' er koblet i serie. Transmisjon-ene 15 og 15' har en oppbygning som helt samsvarer med oppbygningen omtalt med hensyn til fig.l. Denne sammen-kobling vil gi en firetrinns transmisjon hvor de ulike sjaltenivåer kan bestemmes ved dimensjonering av clutcher, tannhjul og justering av fjærene. Fig.3 viser en andre utførelse av den automatiske transmisjon 25 ifølge oppfinnelsen. Den inngående aksel 10 med tilhørende komponenter har en oppbygning i likhet med den som er vist i fig.l, bortsett hva angår det første tannhjul 1. I denne utførelse er tannhjulet 1 utformet som et frihjul over en sperre 13 som hindrer dreining av tannhjulet 1 i forhold til akslen 10 i en retning. Som tidligere er akslen anordnet med gjengepartiet 9 og tannhjulet 1 har korresponderende innvendige gjenger. I denne utførelse utgjøres imidlertid den utgående aksel av en omgivende trommel 21 anordnet med innvendige tannhjul 23 og 24 som respektivt går i inngrep med tannhjulet 1 og tannhjulet 2. Trommelen 21 dreier om faste opplager 18 og 18'. Den inngående aksel 10 er igjen opplagret eksentrisk i de faste opplager 18 og 18'. Fig. 4 viser en tredje utførelse 35 av den automatiske transmisjon ifølge oppfinnelsen. Den inngående aksel 10 har en oppbygning og funksjon som samsvarer med den som er vist i fig.3. I likhet med hva som er vist i fig. 3 har også denne utførelse en omgivende trommel 31 med innvendige tannhjul 33 og 34. Her er det imidlertid innsatt mellomliggende tannhjul 38 og 39 mellom henholdsvis tannhjul 1 og 33 og tannhjul 2 og 34. Med de mellomliggende tannhjul 38 og 39 oppnås en omkastning av rotasjonsretningen for den utgående aksel eller trommelen 31. I likhet med fig.3 er trommelen 31 opplagret i de stasjonære lagre 18 og 18'. Fig.5 viser en automatisk transmisjon 45 som er en variant av den som er vist i fig. 4. Den inngående aksel 10 med tilhør-ende komponenter har en helt tilsvarende oppbygning til den som er vist i fig. 4. Imidlertid er den inngående aksel 10 opplagret sentrisk i opplagrene 19 og 19'. Den omgivende trommel 41 med tilhørende innvendige tannhjul 43 og 44 er i hovedsak lik med trommelen 31 i fig.4. De mellomliggende tannhjul 48 og 4 9 er noe større enn tannhjulene 38 og 39 og det oppnås således et noe annet utvekslingsforhold. Fig.6 viser en fjerde utførelse av den automatiskej transmisjon 55 ifølge oppfinnelsen. Den inngående aksel 10 er i likhet med de tidligere utførelser anordnet med et anlegg 6 og et første tannhjul 1 med mellomliggende fjær 7. Den inngående aksel 10 er i likhet med utførelsene ifølge fig.3 og 4 opplagret eksentrisk i opplagrene 18 og 18'. Tannhjulet 1 er i likhet med det som er vist i fig.3,4 og 5 anordnet til akslen 10 over gjengene 9 og frihjulsperren 13. Tannhjulet 1 står i forbindelse med et tannhjul 58 som er fast forbundet til en aksel 56 som igjen er fast forbundet til et mindre tannhjul 59. På den inngående aksel 10 er det også anordnet en lamellclutch 52 hvor det ene lamellsett står i fast forbindelse med den inngående aksel 10. Det andre lamellsett står i forbindelse med en tannhjulsring 57 som har utvendige tenner i inngrep med tannhjul 59. Denne tannhjulsring 57 står også i forbindelse med et innvendig tannhjul 54 i trommelen 51. Med en transmisjon av denne type med overgangsdrev oppnås en vesentlig større utveksling. Tannhjulsringen 57 vil fungere som overføring både i høygir og lavgir. Fig.7 viser en mer konstruksjonsmessig riktig utførelse av den automatiske transmisjon 15 ifølge oppfinnelsen. Her vises tydeligere hvordan en form for kopling mellom det andre tannhjul 2 og ringhjulet 8 er løst. Denne foretrukkede utførelsesform består av en innvendig konus i ringhjulet 8 og en utvendig konus anordnet på det andre tannhjul 2. Tilsammen utgjør disse en konuskopling 17. Som antydet på figuren har også det første tannhjul 1 mulighet for å presse mot det andre tannhjul 2. Som vist har både det første og andre tannhjul mulighet for noe aksiell bevegelse i forhold til den inngående aksel 10. Fig. 7 viser konuskoplingen 17 i inngrep som bevirker at kraften overføres gjennom tannhjulene 2 og 4 og går således i høygir. Fig.8 viser transmisjonen 15 helt tilsvarende den som er vist i fig. 7, men hvor kraften overføres gjennom tannhjulsparet 1 og 3 og går således i lavgir. Fig.9 viser et momentdiagram som viser at sjalting fra lavgir vil skje ved et lavere moment enn sjalting fra høy til lav. Dette forhold vil ytterligere bli omtalt nedenfor.

For en bedre forståelse av transmisjonens virkemåte vil det nå gis en utførlig funksjonsbeskrivelse av den automatiske transmisjon. Denne funksjonsbeskrivelse vil gis i forbindelse med fig. 7 som uten særlige vanskeligheter bør kunne over-føres til de andre utførelsesformer. Normalt vil kraften overføres gjennom tannhjul sparet 2 og 4, dvs høygir. Dette skjer ved at fjæren 7 som i sin ene ende ligger an mot den justerbare anleggsskive 6, i sin andre ende presser mot det første tannhjul 1. Tannhjulet 1 er noe aksielt forskyvbart over gjengepartiet 9 som naturligvis vil bevirke at tannhjulet 1 dreier noe samtidig som det forskyver seg aksielt. Som nevnt presser fjæren 7 mot tannhjulet 1 som igjen presser tannhjulet 1 mot det andre tannhjul 2 som også er aksielt glidbart og samtidig dreibart anordnet til den inngående aksel 10. Ringhjulet 8 er fast forbundet med akslen 10 og ved hjelp av fjæren 7 presses det andre tannhjul 2 til konusinn-grep mellom tannhjulet 2 og ringhjulet 8 slik at tannhjulet 2 låses til ringhjulet 8. Kraften overføres fra tannhjulet 2 til tannhjulet 4 som er fast forbundet til den utgående aksel 11. Det første tannhjul 1 vil imidlertid ha samme hastighet som det andre tannhjul 2. For å unngå låsing er det tredje tannhjul anordnet til akslen 11 over en enveissperre 13 slik at tannhjulet 3 løper som et frihjul på akslen 11. Således vil tannhjulet 3 rotere saktere enn den utgående aksel 11. Ved økende momentbehov vil overførbart moment gjennom konuskoplingen 17 ved en bestemt verdi overskrides. Ved denne grenseverdi vil koplingen 17 et øyeblikk slure. Hastigheten på utgående aksel 11 vil straks reduseres til den har samme rotasjonshastighet som tannhjulet 3. Da låser sperren tannhjulet 3 til utgående aksel 11. Ettersom tannhjulet 1 er montert til den inngående aksel 10 over et gjengeparti, fortrinnsvis av bendix-typen, vil dette tannhjul 1 når det belastes bli skrudd mot høyre i figuren og følgelig mot fjærkraften. Således avlastes koplingen 17 fullstendig og tannhjulet 2 løper dermed fritt på akslen 10. Tannhjulene 3 og 4 vil nå rotere med samme hastighet som utgående aksel, men ingen kraftoverføring skjer mellom tannhjulsparet 4 og 2 ettersom tannhjulet 2 nå er frikoplet. Tannhjulet 3 kan bare stå stille eller rotere mot i forhold til utgående aksel.

Når momentbehovet igjea avtar vil fjæren 7 ved en bestemt verdi skyve tannhjulene 1 og 2 mot venstre igjen i figuren, dvs, at koplingen 17 igjen går i inngrep. Tannhjulet 2 blir igjen forbundet med den inngående aksel 10 over ringhjulet 8. Rotasjonshastigheten på utgående aksel 11 øker ettersom kraften nå overføres gjennom tannhjulsparet 2 og 4. Ingen kraft overføres til tannhjulet 3 siden utgående aksel 11 roterer fortere enn tannhjulet 3.

Sjaltemomentet styres av fjæren 7. Overførbart moment er proposjonal med fjærtrykket mot koplingen (er proposjonalt med overførbart moment). Fjærtrykket, og dermed momentet kan som tidligere nevnt justeres med anleggsskiven 6. Når det sjaltes fra høygir til lavgir er det bare koplingsmomentet som er bestemmende. Når det kjøres på lavgir vil, når tannhjulene har skråfortanning, skapes en kraftkomponent mot høyre i figuren eller mot fjærkraften. Ved lavgirdrift er tannhjulet 1 skrudd mot høyre i figuren ved hjelp av sin innvendige gjenge. Også denne kraft virker mot fjærkraften. Som det fremgår av momentdiagrammet i figur 9 vil derfor sjalting fra lavgir skje fra et lavere moment enn sjalting fra høy til lav.

De andre utførelsesformer, bortsett fra den som er vist i figur 6 har en helt tilsvarende virkemåte, men tannhjulene og akslene er gitt en annen utforming og plassering. Virkemåten for den utførelse av den automatiske transmisjon 55 som vist i figur 6 er som følger. Ved høygir presses det første tannhjul 1 ved hjelp av fjæren 7 mot koplingen 52. Kraften overføres til tannhjulsringen 57 som igjen står i forbindelse med det innvendige tannhjul 54 i trommelen 51. Det overføres også dreiebevegelse fra tannhjulsringen 57 til overgangs-drevet 59 og videre til mellomhjulet 58. Mellomhjulet 58 står igjen i forbindelse med tannhjulet 1 som løper som et frihjul over sperren 13. Tannhjulet 1 vil imidlertid her løpe på en hylse slik at det er hylsen som presser mot koplingen 52. Ved økende momentbehov vil overførbart moment gjennom koplingen 52 igjen ved en bestemt verdi overskrides. Ved denne grenseverdi vil koplingen 52 et øyeblikk slure. Hastigheten på utgående aksel eller trommelen 51 vil straks reduseres til tannhjulet igjen går i inngrep med akselen 10. Kraften overføres nå gjennom tannhjulet 1, mellomhjulet 58 over akselen 56 og til tannhjulet 59 og videre over tannhjulsringen 57 til det innvendige tannhjul 54 i trommelen 51. Derved oppnås en transmisjon med en vesentlig større utveksling mellom lavgir og høygir.

Det skal forstås at koplingen 17 ikke nødvendigvis trenger å være av den koniske type, men kan være av enhver egnet art, f.eks. av lamelltypen. Det skal også forstås at drivihjuls-enhetene ikke nødvendigvis er tannhjul, men kan være remhjul, friksjonsruller eller enhver form for hjul som kan overføre momenter eller krefter. Likeledes kan fjæren som presser mot den første drivhjulsenhet være enhver innretning som tilveie-bringer et press slik som tallerkenfjærer, hydraulisk regulerbart trykk eller lignende. Transmisjonen kan være av den type som går i et oljebad eller den kan være bygd som en tørrtransmisjon ved bruk av plast- og teflonkomponenter.

Claims (10)

1. Automatisk transmisjon som sjalter kun I avhengighet av momentet på den inngående aksel og den utgående aksel, hvilke aksler alltid står i forbindelse med hverandre gjennom drivhjul.karakterisert ved at den inngående aksel (10) har et parti anordnet med utvendige gjengeinnretninger (9) på hvilke en første drivhjulsenhet (1) med Innvendige komplementære gjengeinnretninger løper slik at den første drivhjulsenhet er noe aksielt bevegbar relativt den inngående aksel (10) ved hjelp av gjengepartiene, og at en andre drivhjulsenhet (2) er aksielt glidbart og dreibart anordnet på den inngående aksel (10) for samvirke med et ringhjul (8) fast forbundet til den inngående aksel (10) over en frigjørbar koplingsanordning (17), og at en tredje drivhjulsenhet (3) er anordnet til den utgående aksel (11) over en sperre (13) som et frihjul, hvis tredje drivhjulsenhet står i konstant inngrep med den første drivhjulsenhet (1), og at en fjerde drivhjulsenhet (4) er fast forbundet til den' utgående aksel (11) og står i konstant inngrep med den andre drivhjulsenhet (2), samt innretninger (7) som presser den første drivhjulsenhet (1) aksielt i retning mot og til samvirke med den andre drivhjulsenhet (2).

2. Automatisk transmisjon som sjalter kun i avhengighet av momentet på den inngående aksel og den utgående aksel, hvilke aksler alltid står i forbindelse med hverandre gjennom drivhjul, karakterisert ved at den inngående aksel (10) har et parti anordnet med utvendige gjengeinnretninger (9) på hvilke en første drivhjulsenhet (1) med innvendige komplementære gjengeinnretninger løper over en sperre (13) som et frihjul slik at den første drivhjulsenhet (1) er noe aksielt bevegbar relativt den inngående aksel (10) ved hjelp av gjengepartiene, og at en andre drivhjulsenhet (2) er aksielt glidbart anordnet på den inngående aksel (10) for samvirke med et ringhjul (8) fast forbundet til den inngående aksel (10) over en frigjørbar koplingsanordning (17), og at en tredje drivhjulsenhet (23) er anordnet til den inngående aksel (21), hvis tredje drivhjulsenhet (23) står i konstant inngrep med den første drivhjulsenhet (1), og at en fjerde drivhjulsenhet (24) er fast forbundet til den utgående aksel (21) og står i konstant inngrep med den andre drivhjulsenhet (2), samt innretninger (7) som presser den første drivhjulsenhet (1) aksielt i retning mot og til samvirke med den andre drivhjulsenhet (2).

3. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 2, karakterisert ved at minst en tilsvarende transmisjon (15') er koblet i serie for dannelse av flere utvekslingstrinn.

4. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 3, karakterisert ved at drivhjulene er tannhjul og fortrinnsvis skråfortannede. ,

5. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 4, karakterisert ved at gjengepartiene på den inngående aksel (10) og den første drivhjulsenhet (1) er av bendix-drev-typen.

6. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 5, karakterisert ved at innretningen (7) som presser den første drivhjulsenhet aksielt utgjøres av en fjær og et anlegg (6).

7. Automatisk transmisjon ifølge krav 6, karakterisert ved at anlegget (6) er aksialt forskyvbart langs den inngående aksel (10) og utgjør en justerings-anordning for fjærkraften mot den første drivhjulsenhet (1).

8. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 7, karakterisert ved at den frigjørbare koplingsanordning (17) utgjøres av en utvendig og innvendig konus anordnet respektivt til den andre drivhjulsenhet (2) og ringhjulet (8) eller omvendt.

9. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 7, karakterisert ved at den frigjørbare koplingsanordning (17) utgjøres av en lamellkopling (52).

10. Automatisk transmisjon ifølge krav 1 til 9, karakterisert ved at det mellom det første drivhjulspar (1,3) og mellom det andre drivhjulspar (2,4) er anordnet mellomhjul (38,39).