SE0950094A1 - Synkroniseringsbroms - Google Patents

Description

15 20 25 30 2 därigenom synkronisera växelkugghjulets rotationshastighet med axelns rotationshastighet. Exempel på olika axelbromsanordningar visas i US-A-4 211 313 och US-A-4 727 764. Dessa axelbromsanordningar har dock en förhållandevis komplicerad utformning samt innefattar många olika komponenter vilka gör dem kostsamma och tidskrävande att tillverka och montera samt utrymmeskrävande.

Behov föreligger således för en synkroniseringsbromsanordning som reducerar problemen med tidigare kända lösningar.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har till syfte att undanröja ovanstående problem. Syftet uppnås genom en synkroniseringsbroms enligt det självständiga patentkravet.

De ovan beskrivna problemen löses genom att synkroniseringsbromsen enligt definitionen i patentkravet är utformad som en enhet vilken kan monteras ihop innan den slutligen sätts på plats i växellådan genom att fästas i växellådans hölje. Detta är mycket fördelaktigt då befintliga växellådskonstruktioner på ett enkelt sätt kan kompletteras med en synkroniseringsbroms enligt uppfinningen.

Synkroniseringsbromens kugghjul kan dessutom placeras i ingrepp med något av kugghjulen längs sidoaxeln, alternativt mellanbackkugghjulet vilket ger en flexibel synkroniseringsbroms som kan placeras på lämpligt ställe i anslutning till de olika kugghjulen längs sidoaxeln.

Genom att synkroniseringsbromsen placeras i radiell riktning från sidoaXeln påverkas inte växellådans axiella längd vilket i vissa applikationer är mycket viktigt. Denna placering nära växellådshöljet 10 15 20 25 30 3 gör den även lätt att montera och demontera vid till exempel service eller eventuella haverier.

I en utföringsform av synkroniseringsbromsen är axeln förankrad i växellådshöljet. Denna utföringsform ger en enkel infästning av synkroniseringsbromen då dess placering resulterar i att den hamnar nära växellådshöljet.

I en utföringsform av synkroniseringsbromsen har den första bromsytan och den andra bromsytan korresponderande koniska former. Koniska bromsytor resulterar i ett utväxlingsförhållande mellan den axiellt pålagda kraften och den på ytan resulterande kraften då det uppstår en sprängade verkan vilket är fördelaktigt. Vinklade bromsytor ger även en större kontaktyta för en given diameter vilket medför större bromseffekt för synkroniseringsbromsen vilket för vissa växellådor är nödvändigt för att nå önskat resultat.

I en utföringsform av synkroniseringsbromsen har bromsskivan formen av en bromsring som omsluter kugghjulets periferi, och är anordnad runt axeln på den ena sidan av kugghjulet medan den första bromsytan är anordnad på en skiva på motsatt sida av kugghjulet. Denna utföringsform ger ett mycket kompakt utförande av synkroniseringsbromsen.

I en utföringsform av synkroniseringsbromsen beskriven ovan är den första bromsytan är anordnad som en vinklad yta runt skivans periferi och den andra bromsytan är korresponderande anordnad runt bromsringens insida. Förutom det kompakta utförandet ger denna utföringsform en mycket effektiv bromsning då bromsytorna är placerade en sträcka från axeln vilket resulterar i ett större bromsmoment. 10 15 20 25 30 4 En utföringsform av synkroniseringsbromsen innefattar en tryckluftcylinder som vid aktivering av synkroniseringsbromsen förflyttar bromsskivan aXiellt och pressar den andra bromsytan med en aXiell kraft mot den första bromsytan. Många olika fordon använder tryckluftsystem för drivning av vissa funktioner. Genom att använda en tryckluftcylinder för att via styrning från en elektronisk styrenhet generera den önskade förflyttningen, och därigenom bromsverkan, erhålls en tillförlitlig synkroniseringsbroms som drivs via ett redan befintligt system i fordonet.

En utföringsform av synkroniseringsbromsen innefattar en fjäderanordning för att efter utförd synkroniseringsbromsning återföra bromsskivan till det ursprungliga läget. För att säkerställa snabb urkoppling av synkroniseringsbromsen, samt för att säkerställa att synkroniseringsbromsen inte adderar mer motstånd än nödvändigt i växellådan mellan bromsningarna kan den förses med en ijäderanordning som då kraften från tryckluftcylinder understiger en viss förbestämd nivå återför bromsskivan till sin ursprungsposition fullständigt frikopplad från bromsytan.

I en utföringsform av synkroniseringsbromsen utgörs fjäderanordningen av en spiralfiäder anordnad runt axeln och verkande mellan bromsskivan och kugghjulet. Denna utformning ger en tillförlitlig återföring av bromsskivan samt ett kompakt utförande.

Den föreliggande uppfinningen avser även en växellåda innefattande en synkroniseringsbroms enligt någon av utföringsformerna beskrivna ovan, samt ett fordon innefattande en sådan växellåda.

Kort figurbeskrivning Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till ritningsfigurerna, där: 10 15 20 25 30 Figur 1 illustrerar schematiskt valda delar i en växellåda; Figur 2 illustrerar en synkroniseringsbroms enligt uppfinningen i ingrepp med ett frilagt kugghjul; Figur 3 visar en sprängskiss av synkroniseringsbromsen enligt uppfinningen; Utförlig beskrivning av uppfinningen I figur 1 visas en huvudaxel 10 vars första ände 1 1 är kopplad till en ej visad drivmotor, så som till exempel en förbränningsmotor. Axelns andra ände 12 och dess ej visade förlängning används till exempel för drivning av valda hjul tillhörande ett fordon. Ett antal växelkugghjul 13 är anordnade längs huvudaxeln 10 och antalet växelkugghjul 13 anpassas utifrån önskade egenskaper för växellådan så som till exempel önskat antal växlar. Dessa växelkugghjul 13 är rörligt anordnade längs huvudaxeln 10 och är i ständigt ingrepp med ett korresponderande kugghjul 14 anordnat längs en sidoaxel 15 parallell med huvudaxeln 10. Kugghjulen 14 är fast förankrade i sidoaxeln 15. På ett ställe är ett mellanbackkugghjul 16 anordnat mellan växelkugghjulet 13 och kugghjulet 14 på sidoaxeln. Mellanbackkugghjulet 16 möjliggör förflyttning av fordonet i bakåtriktningen medan övriga växlar är avsedda för förflyttning framåt.

Vid växling kopplas något av de kring huvudaxeln 10 roterande växelkugghjulen 13 till huvudaxeln 10. För att underlätta beskrivna växlingsförfarande måste växelkugghjulets 13 rotationshastighet synkroniseras med huvudaxelns 10 rotationshastighet. Detta görs mekaniskt till exempel genom att bromsa sidoaxelns 15 rotationshastighet och därigenom även växlingskugghjulets 13 rotationshastighet. I figuren visas även rotationsriktningen för vissa av komponenterna vid normal användning med pilar i anslutning till respektive komponent. 10 15 20 25 30 Den ovan beskrivna bromsningen av växlingskugghjulen utförs företrädesvis med en synkroniseringsbroms enligt den föreliggande uppfinningen. Synkroniseringsbromsen 30 som kan anordnas vid något av kugghjulen 14 längs sidoaxeln 15 eller mellanbackkugghjulet 16 visas i figur 2 där den är i ingrepp med ett frilagt kugghjul 20. En sprängskiss av synkroniseringsbromen visas dessutom i figur 3 för att underlätta förståelsen av uppfinningen.

Synkroniseringsbromsen innefattar en axel 31 vilken är placerad på sådant sätt relativt sidoaxeln 15 att ett kugghjul 32 är i ständigt ingrepp med något av kugghjulen 14 fast anordnade längs sidoaxeln 15, huvudaxeln 10 alternativt mellanbackkugghjulet 16. Axeln 31 är huvudsakligen parallell med sidoaxeln 15 samt huvudaxeln 10 och är förankrad i ett ej visat hölje som omsluter växellådans komponenter. En skiva 33 är anordnad längs axeln 31 på den ena sidan av kugghjulet 32. Skivan 33 och kugghjulet 32 är rotationskopplade så att skivan 33 roterar med kugghjulet 32. Skivan 33 har en huvudsakligen plan sida 34 vänd mot kugghjulet 32 samt en konisk första bromsyta 35 anordnad runt skivans periferi koncentrisk med kugghjulet 32.

Synkroniseringsbromsen innefattar dessutom en bromsskiva 36 vilken är förhindrad att rotera kring axeln 31 genom att vara kopplad till det ej visade höljet som omsluter växellådans komponenter. Bromsskivan 36 är placerad på motsatt sida om kugghjulet 32 som skivan 33 och sträcker sig i sitt monterade läge från sin infästning kring axeln 31 i radiell riktning förbi kugghjulets 32 periferi, för att sedan fortsätta i riktning mot skivan 33 på sådant sätt att den omsluter kugghjulet 32 samt skivan 33. Den del av bromsskivan 36 som omsluter skivans periferi är försedd med en inre konisk andra bromsyta 37 avsedd att anligga den första bromsytan 35 på skivan 33 vid bromsning. 10 15 20 25 30 7 Bromsskivan 36 har således i denna utföringsform huvudsakligen formen av en bromsring som verkar på skivans periferi.

Vid aktivering av synkroniseringsbromsen förflyttas bromsskivan 36 från sitt viloläge där ingen anliggning sker mellan inre andra bromsytan 37 och den första bromsytan 35 på skivan 33 i axiell riktning mot skivan 33 så att den andra bromsytan 37 och den första bromsytan 35 runt skivans 33 periferi kommer att anligga mot varandra och därigenom bromsa skivan 33 och kugghjulet 32 samt alla därtill sammankopplade delar i växellådan.

I den del av bromsskivan 36 som är belägen mellan axeln 31 och den andra bromsytan 37 är bromsskivan 36 försedd med urtag 39. Ett av dessa urtag 39 möjliggör kuggingrepp mellan synkroniseringsbromsens kugghjul samt kugghjulet som synkroniseringsbromsen är avsedd att verka mot. I syfte att erhålla en symetrisk bromsskiva 36, samt för att reducera vikten och därigenom materialåtgången vid tillverkning har ytterligare urtag 39 gjorts i bromsskivan 36. Förflyttningen av bromsskivan 36 mot skivan 33 utförs i denna utföringsform av en tryckluftcylinder 40 som flyttar bromsskivan 36 axiellt och pressar bromsskivan 36 mot skivan 33 så att den nödvändiga bromsverkan erhålls. När den erforderliga bromsningen utförts och tryckkraften från tryckluftcylindern 40 försvinner återförs bromsskivan 36 till sitt ursprungliga viloläge utan ingrepp mellan den första och andra bromsytan 35 och 37 med hjälp av en spiralfjäder 38 anordnad runt axeln 31 på motsatt sida om bromsskivan 36 relativt tryckluftcylindern 40 och verkande på bromsskivan nära dess infästning i axeln 31.

I figurerna visas även vissa delar vilka används för infästning etc av de ovan beskrivna komponenterna. Till exempel visas infästningsdon 50 för infästning av axeln 31 i höljet som omger växellådans komponenter, 10 15 20 25 8 samt don 60 för koppling av kugghjulet 32 och skivan 33 till varandra och axeln 31.

Synkroniseringsbromsen inryms antingen på lämpligt ställe innanför höljet som omger växellådan, eller så görs en öppning i det befintliga växellådshöljet där synkroniseringsbromsen skall placeras. Denna öppning tillsluts då synkroniseringsbromsen är monterad med hjälp av ett synkroniseringsbromshölje som omger synkroniseringsbromsen och skyddar denna. Synkroniseringsbromsens axel 31 förankras antingen i växellådshöljet eller synkroniseringsbromshöljet. Denna lösning är mycket fördelaktig då detta separata hölje kan avlägsnas om synkroniseringsbromsen behöver servas eller inspekteras.

Uppfinningen har ovan beskrivits utifrån en utföringsform. Ett antal modifieringar är dock tänkbara så som: - Bromsytornas utformning och vinkel kan varieras så länge de ger önskad bromsverkan då bromsskivan förflyttas axiellt mot bromsytan på skivan som roterar tillsammans med kugghjulet.

- Bromsskivan kan ha olika utformning för att anpassas till olika växellådor.

- Alternativa utformningar är möjliga genom att anordna bromsskiva och skiva på samma sida om kugghjulet.

- Alternativa lösningar kan användas för förflyttning samt återföring av bromsskivan vid bromsning respektive utförd bromsning. Även om uppfinningen beskrivits utifrån några exemplifierande utföringsformer år uppfinningen inte begränsad till dessa utan definieras utifrån de medföljande patentkraven.

Claims (10)

10 15 20 25 30 PATENTKRAV

1. Synkroniseringsbroms för användning i en växellåda innefattande åtminstone en huvudaxel, en sidoaxel parallell med huvudaxeln, åtminstone ett kring någon av axlarna roterbart anordnat växlingskugghjul vilket är i ständigt ingrepp med ett i den andra axeln fast förankrat kugghjul eller ett mellanbaokkugghjul anordnat runt en mellanbackkugghjulsaxel, samt ett hölje som åtminstone delvis omger växellådan, varvid synkroniseringsbromsen innefattar: en axel (31) huvudsakligen parallell med huvudaxeln, sidoaxeln och mellanbaokkugghjulsaxel; ett kugghjul (32) roterande kring axeln (31) samt avsett att vara i ständigt ingrepp med ett av de fast förankrade kugghjulen eller mellanbackkugghjulet; en första bromsyta (35) placerad koncentriskt, samroterande samt axiellt fixerad i förhållande till kugghjulet (32); och en i förhållande till bromsytan (35) axiellt förflyttningsbart anordnad bromsskiva (36) försedd med en andra bromsyta (37) rotationförhindrad genom förankring i höljet; varvid bromsskivan (36) vid aktivering av synkroniseringsbromsen (30) förflyttas axiellt och den andra bromsytan (37) pressas mot den första bromsytan (35) så att det samroterande kugghjulet (32) bromsas.

2. Synkroniseringsbroms enligt krav 1, där axeln (31) är förankrad i höljet.

3. Synkroniseringsbroms enligt krav 1 eller 2, där den första bromsytan (35) och den andra bromsytan (37) har korresponderande koniska former. 10 15 20 25 30 10

4. Synkroniseringsbroms enligt något av föregående krav, där bromsskivan (33) har formen av en bromsring som omsluter kugghjulets (32) periferi, och är anordnad runt axeln (31) på den ena sidan av kugghjulet (32) medan den första bromsytan (35) är anordnad på en skiva (33) på motsatt sida av kugghjulet (32).

5. Synkroniseringsbroms enligt krav 4, där den första bromsytan (35) är anordnad som en vinklad yta runt skivans (33) periferi och den andra bromsytan (37) är korresponderande anordnad runt bromsskivans insida.

6. Synkroniseringsbroms enligt något av föregående krav, innefattande en tryckluftcylinder (40) som vid aktivering av synkroniseringsbromsen (30) förflyttar bromsskivan (36) axiellt och pressar denna med en axiell kraft mot den första bromsytan (35) på skivan (33).

7. Synkroniseringsbroms enligt något av föregående krav, innefattande en ijäderanordning (38) för att efter utförd synkroniseringsbromsning återföra bromsskivan (36) till det ursprungliga läget.

8. Synkroniseringsbroms enligt krav 7, där ijäderanordningen utgörs av en spiralfjäder (39) anordnad runt axeln (31) och verkande på bromsskivan (36).

9. Växellåda innefattande en synkroniseringsbroms (30) enligt något av kraven 1 till 8.

10. Fordon innefattande en växellåda enligt krav 9.