NO864299L - Synkroniseringsanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en synkroniseringsanordning for girveksler, i hvilke det er anordnet aksielt på den ene side av et tannhjul som er montert fritt dreibart på en aksel til girvekslen for innkopling av girtrinnet som samsvarer med dette tannhjuls første synkroniseringselementer, hvis elementer innbefatter en sykroniser-ingsinnretning, i og for seg kjent i faget, som opereres av en girskifter, og aksielt på den andre side av tannhjulet med hensyn til de første synkroniseringselementer, på akselen er anordnet andre sykron-iseringselementer.

Det er for tiden en generell trend å bygge girveksler til kjøretøyer, arbeidsmaskiner og lignende med små dimensjoner, med små avstander mellom akslene og med forholdsvis liten aksiell avstand mellom tannhjulene på akslene. Av denne årsak kan synkroniseringsringer med stor diameter ikke anvendes i slike girveksler. Synkroniseringseffektiviteten, dvs. koplingsmomentet oppnåelig med synkroniseringsinnretningen og den anvendte tid til å skifte gir, avhenger i sin tur på diameteren av synkroniseringsringene, på koplingskraften som brukes og helningen på synkriniseringskonusene. Koplingsk raften og helningen på synkroniser-ingskonusene er ikke fritt endrbare fordi disse grenser er pålagt disse ved materialer som anvendes for tilvirkning av girvekslen. Diameteren til synkroniseringskonusen kan ikke økes fordi dette ville medføre at girvekseldimensjonen ville også forøkes. Således er problemet at det ikke er mulig å danne i synkroniseringsinnretningene en tilstrekkelig stor konus ved hjelp av hvilke adekvat akselerering og retardasjon av tannhjulene kan tilveiebringes. Dette problem er særlig påtagelig i tungt utstyr og i arbeidsmaskiner.

Forsøk har vært gjort for å forbedre synkroniseringseffektiviteten, bl.a. ved å innsette mellom det tradisjonelle par av synkroniseringskonuser, ytterligere konuser (f.eks. to) ved hjelp av hvilke synkroniseringseffektiviteten kunne vesentlig forøkes. Denne type løsning er imidlertid lite vellykket med hensyn til at de ytterligere konuser øker diameteren til synkroniseringsinnretningene og dens aksielle lengde. Videre vil friksjonsvarmen som frigis under synkronisering konsentreres på et lite område, og således bevirke overoppvarmingsproblemer. Som et resultat må hele girvekslen bygges forholdsvis mye større.

Med den foreliggende oppfinnelse oppnås en forbedring sammenlignet med synkroniseringsinnretningen av tidligere kjent teknikk. Oppfinnelsen kjenentegnes i hovedsak ved at tannhjulet er anordnet til å være aksielt forskyvbart mellom første og andre synkroniseringselementer, og at det mellom det første tannhjul og det andre synkroniseringselement er anordnet i det minste en aksielt virkende fjær, idet tannhjulet er anordnet, når girtrinnet som samsvarer med tannhjulet gjør inngrep, og bevege under påvirkning av det første synkroniseringselement mot det andre synkroniseringselement for å kople disse til å operere i hovedsak samtidig med det første synkroniseringselement, og at etter at synkronisering har funnet sted er det andre synkroniseringselement anordnet til å bli skjøvet av nevnte fjøær til å frakople driften.

Blant fordelene ifølge oppfinnelsen overfor de tidligere kjente konstruksjoner kan følgende fordeler anføres. I utformingen ifølge oppfinnelsen kan en synkroniseringsinnretning av liten diametral dimensjon anvendes og dette muliggjør anvendelse av små akselavstander, hvorved girvekslen vil være liten i dimensjon. Friksjonsvarmen som frigjøres i synkroniseringsprosessen deles mellom begge ender av tannhjulet, hvorved overopp-heting unngås. Synkroniseringseffektiviteten er betraktelig bedre enn i tidligere kjente konstruksjoner og som et resultat kan koplingsk ref tene holdes lave, og tiden brukt til å veksle girtrinn er kort. Den eneste ulempe at den aksielle lengde av girvekslen er noe større enn hva som er tilfelle når en konvensjonell synkroniseringsinnretning brukes.

Oppfinnelsen blir mer utfyllende beskrevet i det følgende hvor det vises til den vedlagte tegning. I tegningen presenteres en synkroniseringsinnretning ifølge oppfinnelsen fremstilt delvist som en snittskisse.

Figuren viser et tannhjul 2 og en synkroniseringsinnretning på akselen 1, hvor synkroniseringsinnretningen innbefatter første synkroniseringselementer 3 og andre synkroniseringselementer 4. Som vist i figuren er det første synkroniseringselement 3 og det andre synkroniseringselement 4 plassert aksielt på forskjellige sider av tannhjulet 2. Det første synkroniseringselement 3 består av en konvensjonell synkroniseringsinnretning, innbefattende en skiftering 31 bevegbar i aksiell retning ved hjelp av en girskifter. Skifteringen 31 har på konvensjonell måte blitt anordnet med innvendige koplingstenner 32. Mellom skifteringen 31 og tannhjulet 2 er det anordnet en bremsering 33 anordnet med tenner på en ytre rand. Bremseringen 33 har en indre koplingskonus 34, og på tannhjulet 2 er det likeledes formet en utvendig koplingskonus 33 som korresponderer med den indre koplingskonus 34. Tannhjulet 2 er videre anordnet med utvendige koplingstenner 36 som samvirker med de innvendige koplingstenner 32 til skifteringen 31.

På den aksielt motsatte side av tannhjulet 2, i forhold til det første synkroniseringselement 3, er det anordnet andre synkroniseringselement 2 av hvilke kun en fordelaktig utførelse er avbildet i figuren. I utførelsen ifølge figuren, innbefatter det andre synkroniseringselement 4 et legeme 41 som er festet til ikke å vøære dreibart med hensyn til akselen 1 og dens aksielle bevegelse er forhindret, i det minste i retningen bort fra tannhjulet 2. For å forhindre den aksielle bevegelse, er en stoppring 46 anordnet på akselen 1. Legemet 41 kan naturligvis være i sin helhet stivt montert på akselen 1 slik at legemet 41 ikke kan bevege seg aksielt i noen retning på akselen 1.

1 utførelsen ifølge figuren er det dannet på legemmet 41 en første friksjonsflate 42 som vender i hovedsak mot tannhjulet 2, og på tannhjulet er det på korresponderende måte maskinert en andre friksjonsflate 43 som samvirker med den første friksjonsflate 42. I utførelsen ifølge figuren, er f rik sjons f laten 42 og 43 koniske på en slik måte at den første friksjonsflate 42 er en innvendig konus og den andre friksjonsflate 43 er en utvendig konus. Naturligvis kan f riksjonsf låtene likeledes være anordnet slik at den første friksjonsflate 42 er formet som en utvendig konus og tilsvarende den andre friksjonsflate 43 formet som en innvendig konus. Det skal bemerkes i denne sammenheng, imidlertid at den koniske form av f riksjonsf lat ene 42 og 43 er er ikke ufravikelig; disse friksjonsflater kan likeledes være anordnet på en annen måte som vil fremkomme senere i denne beskrivelse. Mellom legemet 41 og tannhjulet 2 er det i utførelsen ifølge figuren anordnet en fjær 44, hvilke tenderer til å skyve legemet 41 og girhjulet 2 aksielt bort fra hverandre slik at f riksjonsf låtene 42 og 42 holdes fra hverandre. I den avbildede utførelse, anvendes en tallerkenfjær for fjæren 44, men en annen type fjær kan likeledes anvendes for dette formål, f.eks. en helisk fjær. Det kan også være mer enn en fjær, i hvilket tilfelle kan fjærene f.eks. anordnes i en sirkel rundt akselen 1. Siden legemet 41 er anordnet til å være udreibar på akselen 1, mens tannhjulet 2 er anordnet til å være fritt dreibart på akselen 1, må et aksieltrykklager anordnes mellom fjæren 44 og tannhjulet 2 for å eliminere friksjonen mellom fjæren 44 og tannhjulet 2, hvor dette trykklager indikeres med henvisningstall 45 i figuren.

Opereringsmåten for synkroniseringsinnretningen presentert i figuren er som følger. Når det er ønskelig å skifte i girvekslen girtrinnet som korresponderer med tannhjulet 2, betjenes girskifteren (ikke avbildet) til å bevege skiftevingen 31 aksielt mot tannhjulet 2, dvs. mot høyre i figuren. Skifteringen 31 beveger seg så også, sa.mmen med seg selv, bremseringen 33 mot høyre, hvormed koplingskonusene 34 og 35 på bremsevingen 33 og på tannhjulet 2 kommer i kontakt. Videre beveger også skifteringen 31 seg sammen med seg selv tannhjulet 2 mot høyre, mot trykkraften til fjæren 44. Fjæren 44 presses sammen, og den første friksjonsflate 42 på legemet 41 og den andre friksjonsflate 43 på tannhjulet 2 bringes til kontakt. Når f riksjonsf låtene 42 og 43 mellom det andre synkroniseringselement 4 og tannhjulet 2 møter, oppstår et friksjonsmoment mellom -tannhjulet 2 og akselen 1, hvor dette moment har den samme retning som friksjonsmomentet frembragt ved det første synkrniseringselement 3. Friksjonsmomentet bevirket av det andre synkroniseringselement 4 er direkte proposjonalt med den aksielle kraft som virker på det første synkroniseringselement 3.

Friksjonsmomentet som således oppnås er betraktelig høyere enn friksjonsmomentet som skapes med det første synkroniseringselement 3 alene, og derfor kan akselerasjonene og retardasjonene til tannhjulet 2 i forhold til akselen 1 gjøres betraktelig høyere enn tidligere, hvorved synkroniseringen vil være mer effektiv og den nødvendige tid før girtrinnet er sjaltet inn er kortere. Når synkroniseringen er fullendt, er det mulig for skifteringen 31 å bevege seg over koplingstennene 36 på tannhjulet 2, hvorved girtrinnet i overensstemmelse med tannhjulet 2 er koplet inn. Straks etter at synkroniseringsprosessen er fullendt, skyver fjæren 44 den første og andre friksjonsflate 42, 43 fra hverandre og skyver tannhjulet 2 til sin korrekte stilling i forhold til tannhjulet med hvilke det er i inngrep.

Dersom friksjonsflatene 42, 43 på det andre synkroniseringselement 4 er konisk, bør konusene til friksjonsflatene 42,43 ha tilstrekkelig stor helning slik at ved fullendt synkronisering vil fråkoplingen mellom friksjonsflatene 42,43 finne sted umiddelbart. I tilfelle at koniske friksjonsflater anvendes, er det alltid obligatorisk, for å sikre fråkoplingen mellom friksjonsflatene 42, 43 å anvende mellom legemet 41 og tannhjulet 2 en fjær 44 ved hjelp av hvilke nevnte fråkopling sikres.

Det har allerede fremkommet fra den foranstående beskrivelse at friksjonsflaten 42 og 43 ikke nødvendigvis er koniske. Disse friksjonsflater kan også være plane, i et plan som er på tvers av senteraksen til akselen 1. Når slike plane friksjonsflater anvendes, er det ikke absolutt nødvendig å plassere en fjær 44 mellom legemet 41 og tannhjulet 2 fordi plane friksjonsflater kommer fra hverandre med betraktelig større enkelhet enn koniske friksjonsflater. Det er imidlertid fordelaktig også i tilfelle av plane friksjonsflater å anvende en fjær 44, fordi fråkopling av kontakten mellom friksjonsflatene er viktig ved tidspunktet når slutt - kopling av koplingstennene finner sted. Videre er fjæren 44 hjelpsom i å bevege tannhjulet 2 etter fullendt kopling aksielt inn til sin korrekte stilling, særlig når tannhjul med rette tenner anvendes, i hvilke tilfelle ingen aksiell kraftkomponent virker på tannhjulene avledes fra tann-kreftene. Når plane friksjonsflater anvendes, er det mulig å anvende i egenskap av det andre synkroniseringselement 4, f.eks. en konvensjonell multiplateclutch ved hjelp av hvilke god adhesjon oppnås mellom friksjonsflatene, og på den andre side enkel fråkopling. Det er fordelaktig i forbindelse med en mult^skiveclutch også å anvende for å sikre fråkopling, en fjær 44 plassert mellom legemet 41 og tannhjulet 2.

Oppfinnelsen er presentert gjennom et eksempel i det foranstående som refererer seg til figuren. Det er imidlertid ikke ment å avgrense oppfinnelsen kun til den viste utførelse i figuren, og i beskrivelsen; idet et stort antall modifikasjoner er mulig innenfor oppfinnelsens ramme definert ved de vedlagte krav.

Claims (8)

1. Synkroniseringsinnretning for girveksler i hvilke det er anordnet aksielt på den ene side av et tannhjul (2) fritt dreibart på en aksel (1) for å sjalte inn girtrinnet som korresponderer med tannhjulet (2), første synkroniseringselement (3) innbefattende en synkroniseringsinnretning, i og for seg kjent i faget, betjent av en girskifter, andre synkroniseringselement (4) anordnet på akselen (1) aksielt på motsatt side av tannhjulet (2) i forhold til det første synkroniseringselement (3), karakterisert ved at tannhjulet (2) er anordnet til å være bevegbart aksielt mellom det første og andre synkroniseringselement (3,4) og at mellom tannhjulet (2) og det andre synkroniseringselement (4) er det anordnet i det minste en aksielt virkende fjær (4); hvis tannhjul (2) er anordnet til å, når girtrinnet som tilhører nevnte tannhjul (2) er innsjaltet, bevege seg under påvirkning av det første synkroniseringselement (3) mot det andre synkroniseringselement (4) for å bevirke at disse opererer i hovedsak simultant med det første synkroniseringselement (3) , og at etter at synkronisering har funnet sted er det andre synkroniseringselement (4) anordnet til å frakoples driften idet forskyvning skjer ved nevnte fjær (44).

2. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre synkroniseringselement (4) innbefatter et legeme (41) anordnet ikke dreibart med hensyn til akselen (1) og på hvilke det er dannet en første friksjonsflate (42), og at på tannhjulet (2) er det formet en andre friksjonsflate (43), som korresponderer med den første friksjonsflate (42).

3. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at friksjonsflatene (42,43) er koniske.

4. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 3, karakterisert ved at den første friksjonsflate (42) innbefatter en innvendig konisk overflate og den andre friksjonsflate (43) innbefatter en utvendig konisk overflate.

5. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 3, karakterisert ved at den første friksjonsflate (42) innbefatter en utvendig konisk overflate og den andre friksjonsflate (43) innbefatter en innvendig konisk overflate.

6. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 2, karakterisert ved at friksjonsflatene er plane, med sine plan vinkelrett mot senteraksen til akselen (1).

7. Synkroniseringsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved det andre synkroniseringselement (4) innbefatter en multiple skiveclutch, bestående av et legeme (41) og friksjonsskiver anordnet mellom legemet (41) og tannhjulet (2).

8. Synkroniseringsinnretning ifølge et eller flere av de foregående krav, k a rakterisert ved at i det minste en fjær (44) holdes ved en ende av legemet (41) og ved sin andre ende av et trykklager (45) anordnet mellom tannhjulet (2) og fjæren (44).