SE1250367A1 - Mobil fordonsväxelenhet - Google Patents
Mobil fordonsväxelenhet Download PDFInfo
- Publication number
- SE1250367A1 SE1250367A1 SE1250367A SE1250367A SE1250367A1 SE 1250367 A1 SE1250367 A1 SE 1250367A1 SE 1250367 A SE1250367 A SE 1250367A SE 1250367 A SE1250367 A SE 1250367A SE 1250367 A1 SE1250367 A1 SE 1250367A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- gear
- output shaft
- shaft
- input shaft
- layshaft
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 36
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 102000018062 Taperin Human genes 0.000 description 1
- 108050007169 Taperin Proteins 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- IDLFZVILOHSSID-OVLDLUHVSA-N corticotropin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1NC=NC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](N)CO)C1=CC=C(O)C=C1 IDLFZVILOHSSID-OVLDLUHVSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N ethoprophos Chemical compound CCCSP(=O)(OCC)SCCC VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 210000003813 thumb Anatomy 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/26—Special means compensating for misalignment of axes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
- F16H57/0037—Special features of coaxial shafts, e.g. relative support thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
- F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H2057/02034—Gearboxes combined or connected with electric machines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H2057/02039—Gearboxes for particular applications
- F16H2057/02043—Gearboxes for particular applications for vehicle transmissions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
- F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
- F16H2057/0216—Intermediate shaft supports, e.g. by using a partition wall
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
- F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
- F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
- F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
- F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
- F16H3/0915—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft with coaxial input and output shafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/19647—Parallel axes or shafts
- Y10T74/19651—External type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Ett förfarande för nedväxling av hastigheten av en rotationsrörelse från en första hastighet, som tillförs en ingående axel (28), till en andra hastighet, som avges av en utgående axel (28), innefattande överföring av nämnda rotationsrörelse till nämnda utgående axel (26), via ett drivet kugghjul (34) på den utgående axeln (26), vilket drivna kugghjul (34) är snedskuret och har en första kuggsnedvinkel (^), från en mellanaxelanordning, i syfte att generera ett första axialtryck (F1) hos den utgående axeln (26) i en första axiell riktning; överföring av nämnda rotationsrörelse till mellanaxelanordningen, via ett drivande kugghjul (44) på den ingående axeln (28), vilket drivande kugghjul (44) är snedskuret och har en andra kuggsnedvinkel (4^), som är större än nämnda första kuggsnedvinkel (T), från den utgående axeln (28) i syfte att åstadkomma ett andra axialtryck (F2) hos den ingående axeln (28) i en andra riktning, vilken andra riktning är väsentligen motsatt nämnda första riktning; och ansättning av nämnda första axialtryck (F1) och nämnda andra axialtryck (F2) på samma ställe av en axiellt stel stödkonstruktion (50) så att nämnda första och andra axialtryck (F1, F2) motverkar varandra och åtminstone delvis tar ut varandra i stödkonstruktionen (50).Publiceringsbild: Fig 9a
Description
10
15
20
25
30
35
2
rörelse från en första hastighet, som tillförs en ingående axel, till en andra
hastighet, som avges av en utgående axel, vilket förfarandet innefattar
överföring av rotationsrörelsen till den utgående axeln via ett drivet
kugghjul på den utgående axeln, vilket drivet kugghjul är snedskuret och har
en första kuggsnedvinkel, från en mellanaxelanordning, i syfte att åstad-
komma ett första axialtryck hos den utgående axeln i en första axiell riktning;
överföring av rotationsrörelsen till mellanaxelanordningen via ett
drivande kugghjul på den ingående axeln, vilket drivande kugghjul är sned-
skuret och har en andra kuggsnedvinkel, som är större än nämnda första
kuggsnedvinkel, från den ingående axeln, i syfte att åstadkomma ett andra
axialtryck hos den ingående axeln i en andra riktning, vilken andra riktning är
väsentligen motsatt den första riktningen; och
ansättning av åtminstone en del av nämnda första axialtryck och
åtminstone en del av nämnda andra axialtryck på samma ställe av en axiellt
stel stödkonstruktion, så att nämnda första och andra axialtryck motverkar
varandra och åtminstone delvis tar ut varandra i nämnda stödkonstruktion.
Skillnaden hos kuggsnedvinklarna medför att tryckens storlek bli mera
lika, vilket innebär att graden med vilken axialtrycken åtminstone delvis tar ut
varandra ökar. Den resulterande kraften mot den axiellt stela stödkonstruk-
tionen blir därmed begränsad. Och genom att låta axialtrycken verka mot
samma ställe av stödkonstuktionen, kan den axiella rörelsen av den ingående
och utgående axeln på grund av varierande lastförhållanden minimeras. Vid
nedväxlingsförfarandena enligt teknikens ståndpunkt får däremot den in-
gående och utgående axeln i allmänhet låta sitt respektive dynamiska axial-
tryck verka mot motstående ändväggar av ett växellådshus, så att växel-
Iådshuset utböjs eller deformeras något under den axiella lasten och den
ingående och utgående axeln därigenom skjuts isär något. Sådan förskjutning
kan medföra förtida lagerbrott, speciellt under varierande lastförhållanden.
Axiell förskjutning nödvändiggör också en lite mera förlåtande växelenhets-
konstruktion, vid vilken ett betydande kuggspel eller glapp ger en viss rörelse-
frihet. Genom att istället låta motsatt riktade axialtryck verka mot samma
ställe av en stödkonstruktion, blir det möjligt att åstadkomma ett axiellt stelt
förhållande mellan den ingående och utgående axeln, så att den ingående
och utgående axeln inte förflyttas i någon betydande utsträckning i axiell
riktning iförhållande till varandra. Följaktligen kan en växelenhet med mindre
glapp och därmed ökad livslängd byggas för ett sådant nedväxlingsför-
farande. l hela denna beskrivning ska ”väsentligen motsatta riktningar”
10
15
20
25
30
35
3
uppfattas som riktningar som bildar en vinkel i förhållande till varandra på mer
än 165°.
Enligt en utföringsform är nämnda axiellt stela stödkonstruktion en
huvudaxiallageranordning, som förbinder den ingående och utgående axeln
med varandra, så att axialtrycken åtminstone delvis tar ut varandra via huvud-
axiallageranordningen. Huvudaxiallageranordningen kan innefatta ett eller
flera axiallager, som är utformade som en "trycklageranordning”, dvs är ut-
formade att stödja när den ingående och utgående axeln trycks mot varandra;
som en "draglageranordning", dvs som stöd när den ingående och den ut-
gående axeln dras isär; eller som en dubbelriktad lageranordning som stöd i
båda axiella riktningar.
Enligt en utföringsform är den axiellt stela stödkonstruktionen en
huvudaxiallagerhållare, som axiellt håller den ingående axeln och den ut-
gående axeln, så att axialtrycken åtminstone delvis tar ut varandra via huvud-
axiallagerhållaren. Huvudaxiallagerhållaren kan vara vilken som helst axiellt
stel konstruktion som håller både den ingående axeln och den utgående
axeln i respektive axiallager så att det blir möjligt att låta de respektive axial-
trycken ta ut varandra. Huvudaxiallagerhållaren kan t ex vara en centralt
placerad konsol i en växelenhet, varvid konsolen håller den ingående och
utgående axeln på så sätt att den utgående axelns drivna kugghjul och den
ingående axelns drivande kugghjul är placerade på ömse sidor om nämnda
konsol. Den ingående respektive utgående axeln kommer därigenom att
samtidigt dra eller samtidigt trycka från eller mot motsatta sidor av huvud-
axiallagerhållaren, så att trycken åtminstone delvis tar ut varandra. Alternativt
kan huvudaxiallagerhållaren utgöra en del av en ändvägg av ett växellådshus,
i förhållande till vilken vägg den utgående axelns drivna kugghjul och den
ingående axelns drivande kugghjul kan vara anordnade på samma sida. Vid
en sådan lösning kommer en av nämnda axlar utöva en axiellt dragande kraft
mot väggen, medan den andra axeln kommer att utöva en axiellt tryckande
kraft, så att trycken åtminstone delvis tar ut varandra i väggen.
Enligt en utföringsform innefattar förfarandet
överföring av nämnda rotationsrörelse via ett flertal mellanaxlar hos
mellanaxelanordningen; och
för varje mellanaxel hos mellanaxelanordningen,
generering av ett axialtryck för ett drivande kugghjul, som är
snedskuret och har en drivande kugghjul-kuggsnedvinkel;
10
15
20
25
30
35
4
generering av ett axialtryck för ett drivet kugghjul, som är snedskuret
och har en drivet kugghjul-kuggsnedvinkel, varvid det drivna kugghjulets
kuggsnedvinkel är större än det drivande kugghjulets kuggsnedvinkel;
riktning av det drivande kugghjulets axialtryck i nämnda andra riktning;
och
riktning av det drivna kugghjulets axialtryck i nämnda första riktning, så
att axialtrycken av det drivande respektive drivna kugghjulet hos varje mellan-
axel åtminstone delvis tar ut varandra i nämnda mellanaxel. Genom att
åtminstone en del av axialtrycken som påverkar mellanaxeln tar ut varandra,
reduceras de resulterande sammantagna axiallasterna på en växelenhet.
Enligt en utföringsform innefattar mellanaxelanordningen ett flertal mellan-
axlar, varvid axialtrycken för var och en av nämnda flertal mellanaxlar åtmins-
tone delvis elimineras i varje mellanaxel i enlighet med de ovan beskrivna
principerna.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen undanröjs eller åtminstone
begränsas en del av eller samtliga ovannämnda problem med hjälp av en
mobil växelenhet, som innefattar en utgående axel och en ingående axel,
som är väsentligen parallell med den utgående axeln, varvid växelenheten är
utformad att åstadkomma ett utväxlingsförhållande mellan den ingående
axeln och den utgående axeln via en mellanaxelanordning, varvid den utgå-
ende axeln är försedd med ett drivet kugghjul i ingrepp med ett drivande
kugghjul hos mellanaxelanordningen, och varvid den ingående axeln är för-
sedd med ett drivande kugghjul i ingrepp med ett drivet kugghjul hos mellan-
axelanordningen, varvid utväxlingsförhållandet är skiljt från ett, så att ett
kugghjul av den utgående axelns drivna kugghjul och den ingående axelns
drivande kugghjul är inrättat att arbeta med ett förhållandevis lägre vrid-
moment medan det andra kugghjulet är inrättat att arbeta med ett förhållande-
vis högre vridmoment, varvid nämnda förhållandevis högre vridmoment är
högre än nämnda förhållandevis lägre vridmoment; varvid den utgående
axeln är lagrad i en utgående axel-huvudaxiallageranordning, som är
monterad på en huvudaxiallagerhållare, och är anordnad att begränsa den
axiella rörelsen av den utgående axeln i en första axiell riktning;
varvid den ingående axeln är lagrad i en ingående axel-huvudaxiallager-
anordning, varvid nämnda ingående axel-huvudaxiallageranordning är
samlokaliserad med nämnda utgående axel-huvudaxiallageranordning på
nämnda huvudaxiallagerhållare, varvid nämnda ingående axel-huvudaxial-
lageranordning är inrättad att begränsa den axiella rörelsen av den ingående
10
15
20
25
30
35
5
axeln i en andra axiell riktning, vilken andra axiella riktning är väsentligen
motsatt den första axiella riktningen; varvid huvudaxiallagerhållaren stelt
förbinder nämnda utgående axel-huvudaxiallageranordning med nämnda
ingående axel-huvudaxiallageranordning; varvid den utgående axelns drivna
kugghjul är snedskuret i en första snedskärningsriktning; varvid den ingående
axelns drivande kugghjul av är snedskuret i en andra snedskärningsriktning,
vilken andra snedskärningsriktning är densamma som nämnda första
snedskärningsriktning vid ett positivt utväxlingsförhållande och motsatt
nämnda första snedskärningsriktning vid ett negativt utväxlingsförhållande,
dvs när den ingående och utgående axeln roterar i olika riktningar; och
varvid kugghjulet som är anordnat att arbeta med ett förhållandevis lägre
vridmoment har en kuggsnedvinkel som överstiger kuggsnedvinkeln för
kugghjulet som är anordnat att arbeta med ett förhållandevis högre vrid-
moment.
När vridmomentet vid en sådan växelenhet tillförs den ingående axeln i
en drivriktning, kommer axialtrycket som genereras av den utgående axelns
drivna kugghjul att vara riktat i en första axiell riktning, riktad mot nämnda
utgående axel-huvudaxiallageranordning. Axialtrycket som genereras av den
ingående axelns drivande kugghjul kommer att vara riktat i en andra axiell
riktning, som är väsentligen motsatt nämnda första axiella riktning. Följakt-
ligen kommer den ingående och utgående axelns axialtryck att vara riktade i
motsatta riktningar och utövas mot samma ställe, dvs där den ingående och
den utgående axelns huvudaxiallageranordningar är förenade medelst huvud-
axiallagerhållaren. Följaktligen kan en sådan växelenhet användas för
genomförande av det ovan beskrivna förfarandet och omfattas således av
samma uppfinningskoncept. Skillnaden mellan kuggsnedvinklarna kommer att
medföra att storleken på trycken blir mera utjämnad, varigenom graden med
vilken axlaltrycken åtminstone delvis tar ut varandra i huvudaxiallagerhållaren
ökar. Den resulterande kraften på axiallagerhâllaren blir därmed begränsad.
Tack vare att den ingående och den utgående axeln är anordnade att utöva
sitt respektive axialtryck mot samma axiellt stela ställe, reduceras axlarnas
axiella rörelser. Därigenom möjliggörs mindre spel, vilket förlänger växelen-
hetens livslängd. Dessutom reducerar den reducerade axiella rörelsen så
kallad glidning, ett fenomen som förklaras närmare nedan. Liknande uttrycket
”väsentligen motsatta riktningar” ska uttrycket "väsentligen parallellt" tolkas
som bildande av en vinkel på mindre än 15°.
10
15
20
25
30
35
6
Enligt en utföringsform är huvudaxiallagerhållaren fäst vid ett växel-
lådshus. Därigenom kan huvudaxiallagerhållaren även överta funktionen att
verka som ett radiellt stöd.
Enligt en utföringsform är nämnda utgående axel-huvudaxiailager-
anordning inrättad på en första sida av huvudaxiallagerhållaren och nämnda
ingående axel-huvudaxiallageranordning inrättad på en andra sida av huvud-
axiallagerhållaren, varvid nämnda andra sida är motsatt nämnda första sida.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen undanröjes eller åtminstone
begränsas delar av eller samtliga ovannämnda problem med hjälp av en
mobil växelenhet infattande en ingående axel och en utgående axel, som är
väsentligen parallell med den ingående axeln, varvid växelenheten är ut-
formad att åstadkomma ett utväxlingsförhållande mellan den ingående axeln
och den utgående axeln via en mellanaxelanordning, varvid den utgående
axeln är försedd med ett drivet kugghjul i ingrepp med ett drivande kugghjul
hos mellanaxelanordningen, och varvid den ingående axeln är försedd med
ett drivande kugghjul i ingrepp med ett drivet kugghjul hos mellanaxelanord-
ningen, varvid utväxlingsförhållandet är skiljt från ett så att ett kugghjul av den
utgående axelns drivna kugghjul och den ingående axelns drivande kugghjul
är inrättat att arbeta med ett förhållandevis lägre vridmoment och det andra
kugghjulet med ett förhållandevis högre vridmoment, varvid det förhållandevis
högre vridmomentet är högre än det förhållandevis lägre vridmomentet; varvid
den ingående axeln är lagrad i den utgående axeln i en huvudaxiallager-
anordning, som är inrättad att begränsa den ingående axelns axiella rörelse
relativt den utgående axeln i en första axiell riktning; varvid den utgående
axelns drivna kugghjul är snedskuret i en första snedskärningsriktning; varvid
den ingående axelns drivande kugghjul är snedskuret i en andra sned-
skärningsriktning, vilken andra snedskärningsriktning är detsamma som
nämnda första snedskärningsriktning vid ett positivt utväxlingsförhållande och
motsatt nämnda första snedskärningsriktning vid ett negativt utväxlings-
förhållande; och varvid kugghjulet som är inrättat att arbeta med ett för-
hållandevis lägre vridmoment har en kuggsnedvinkel som överstiger kugg-
snedvinkeln av kugghjulet som är inrättat att arbeta med ett förhållandevis
högre vridmoment. l en sådan växelenhet kommer, när vridmoment tillförs
den ingående axeln i en ingångssriktning, axialtrycket som genereras av den
utgående axelns drivna kugghjul att vara riktat i nämda första axiella riktning.
Det axiella trycket som genereras av den ingående axelns drivande kugghjul
kommer att vara riktat i en andra axiell riktning, som är väsentligen motsatt
10
15
20
25
30
35
7
nämnda första axiella riktning. Följaktligen kommer den ingående och den
utgående axelns axialtryck att vara motsatt riktade och utövas mot samma
ställe, dvs där axlarna är förenade medelst huvudaxiallageranordningen. En
sådan växelenhet kan användas för att genomföra det ovan beskrivna för-
farandet och omfattas därför av samma uppfinningskoncept. Skillnaden
mellan kuggsnedvinklarna kommer att medföra att tryckens storlek blir mera
utjämnad, vilket medför att graden med vilken axialtrycken åtminstone delvis
tar ut varandra i huvudaxiallageranordningen ökar. Det resulterande axial-
trycket som verkar mot den ingående och den utgående axeln kan därigenom
begränsas. Tack vare att den ingående och den utgående axeln är inrättade
att utöva sitt respektive axialtryck på samma, väsentligen oeftergivliga huvud-
axiallageranordning gör att axlarnas radiella rörelser reduceras. Detta gör det
möjligt att arbeta med mindre kuggspel, varigenom växelenhetens livslängd
ökas. Dessutom medför reducerad axiell rörelse reducerad glidning hos de
rullande elementen i axiallagren.
Enligt en utföringsform är den utgående axeln inrättad på en första sida
av huvudaxiallageranordningen och är den ingående axeln inrättad på en
andra sida av huvudaxiallageranordningen, varvid den andra sidan är motsatt
den första sidan.
Enligt en utföringsform av någon av de ovan beskrivna växelenheterna
är varje huvudaxiallageranordning en dubbelriktad axiallageranordning för
begränsning av den axiella rörelsen av den ingående respektive utgående
axeln i två axiella riktningar. Därigenom tas axiella krafter uti huvudaxial-
lagerhållaren eller i huvudaxiallagret, beroende på fallet, oberoende av
rotationsriktningen eller växelenhetens ingående vridmoment.
Vid en utföringsform av någon av de ovan beskrivna växelenheterna är
den ingående axeln ansluten till en roterande kraftkälla, såsom en elmotor
eller en förbränningsmotor, för drivning av den ingående axeln i en ingående
rotationsriktning, varvid snedskärningsriktningen för den utgående axelns
drivna kugghjul är vald att åstadkomma utgående axel-axialtryck i nämnda
första axialriktning när den kraftkällan överför vridmoment till den ingående
axlen i nämnda ingångsriktning. Detta innebär implicit att den utgående
axelns axialtryck därigenom utövas i nämnda andra axialriktning, väsentligen
motsatt nämnda första axialriktning. Genom anslutning av växelenheten till en
kraftkälla för mottagning av rotationskraft i huvudsak i nämnda första ingångs-
riktning, blir det möjligt att utforma växelenheten så att den tål ett större vrid-
moment i den förutbestämda ingångsriktningen än i en rotationsriktning mot-
10
15
20
25
30
35
8
satt nämnda ingångsriktning. På så sätt kan vikt sparas och konstruktionen
göras enklare, eftersom trycklagret (-en) kan vara enkelriktat (-de) och/eller
husväggarna kan göras tunnare.
Enligt en utföringsform av någon av de ovan beskrivna växelenheterna
är den ingående och den utgående axeln axiellt förbelastade i en förbelast-
ningsanordning. Var och en av den ingående och den utgående axeln kan
vara förbelastad i en förbelastningsanordning antingen mellan ett par ytter-
ligare förbelastningslager eller mellan en huvudaxiallageranordning och ett
ytterligare förbelastningslager. I det senare fallet har huvudaxiallageranord-
ningen den dubbla funktionen att ta ut dynamiska axiallaster och att fungera
som ett av förbelastningslagren av en förbelastningsanordning. De ytterligare
förbelastningslagren kan vara placerade t ex vid respektive ändvägg av ett
växellådshus. Genom riktning av det dynamiska axialtrycket mot ett enda,
axiellt stelt ställe, där trycken åtminstone delvis tar ut varandra när växel-
enheten drivs i en framåtriktad, högbelastad drivriktning, kan storleken på
förbelastningskraften väljas friare och med högre noggrannhet. När koniska
rullager används, reducerar noggrann axiell förbelastning glidning och ser till
att en större del av lagrens rullande element är i kontakt med lagrens inner-
och ytterbanor under en större del av varje varv av respektive axel, varige-
nom den axiella lasten kan fördelas bättre mellan de rullande elementen. Av
detta skäl har ett korrekt förbelastat axiallager generellt en förväntad större
livslängd än ett icke-förbelastat axiallager. Ett alltför högt förbelastat axial-
lager har dock generellt en förväntad kortare livslängd än ett icke-förbelastat
lager. Genom att eliminera en betydande del av de dynamiska axialkrafterna
kan axlarnas förbelastning hållas på en lägre, mera konstant och mera
noggrant valbar nivå. Dessutom kan vilket som helst hus eller vilken som
helst stödkonstruktion, som uppbär de förbelastade trycklagren, dimension-
eras tillräckligt styvt för den statiska förbelastningen utan att bli överdrivet
tung, vilket hade varit fallet om den hade behövt ta upp även stora dynamiska
axialtryck som härrör från de snedskurna kugghjulens drift. Det blir också
möjligt att anordna de förbelastade trycklagren i en flexibel hållare, så att en
vald, konstant axiell förbelastningskraft åstadkommes. Därutöver medför
axiell förbelastning även en viss reducering av respektive axels axial- och
radialrörelser, varigenom den förväntade livslängden ökar.
Enligt en utföringsform av någon av de ovan beskrivna växellådorna är
den ingående axeln och den utgående axeln väsentligen koncentriska. På så
sätt kommer endast ett minimalt tvärriktat vridmoment att påverka huvudtryck-
10
15
20
25
30
35
9
lagret (huvudaxiallagerhållaren), och en minimal böjningskraft att påverka den
utgående axeln. I hela denna beskrivning ska ”väsentligen koncentrisk" tolkas
som att en central geometrisk axel av åtminstone endera den ingående axeln
eller den utgående axeln sträcker sig genom en yta som definieras av de yttre
gränserna av ett axiallager som uppbär den andra axeln.
Enligt en utföringsform av någon av de ovan beskrivna växellådorna
har den utgående axelns drivna kugghjul en utgående axel-drivet kugghjul-
delningsdiameter Doiii och en utgående axel-drivet kugghjul-kuggsnedvinkel
*lloiii ; varvid den ingående axelns drivande kugghjul har en ingående axel-
drivande kugghjul-delningsdiameter Dii, och en ingående axel-drivande
kugghjul-kuggsnedvinkel Win; och
varvid den utgående axelns drivna kugghjul och den ingående axelns
drivande kugghjul uppfyller ett förhållande
Dintan lpout:
DOM tan *Pin
O.2
tot
där lioi är växelenhetens utväxlingsförhållande. På så sätt kan den resulteran-
de axialkraften reduceras ytterligare. Företrädesvis gäller
Dintan Wow
Dout: tan Win
O.5
tot
så att de ingående och utgående axialtrycken tar ut varandra i ännu större
utsträckning i huvudaxiallagret eller huvudaxiallagerhållaren beroende på
fallet ifråga.
Enligt en utföringsform av vilken som helst ovan beskriven växelenhet
innefattar mellanaxelanordningen ett flertal väsentligen parallella mellanaxlar,
som är seriekopplade, varvid varje mellanaxel är försedd med ett snedskuret
drivande kugghjul och ett snedskuret drivet kugghjul, varvid varje mellanaxels
drivna kugghjul är vänt åt samma håll som samma mellanaxels drivande
kugghjul. På så sätt tar axialtrycken vid varje mellanaxel åtminstonde delvis ut
varandra i form av en tryckande eller dragande axialkraft i varje mellanaxel.
Företrädesvis omfattar varje mellanaxel av nämnda flertal mellanaxlar ett
drivande kugghjul, som har en drivande kugghjul-delningsdiameter Diiiivevi och
en drivande kugghjul-kuggsnedvinkel Wiiiive, i; och ett drivet kugghjul, som har
en drivet kugghjuI-delningsdiameter Ddiiiieiii och en drivet kugghjul-kuggsned-
vinkel Wdiiveiii , varvid drivet kugghjul-kuggsnedvinkeln Wdiiveii, i skiljer sig från
drivande kugghjul-kuggsnedvinkeln Wiiiive, i; och
10
15
20
25
30
35
10
Û-2< KDarive, ftafl llJdriven, i)/(Ddriven, ftan ll-ldrive, i)| < 5-
Under dessa särskiljda förhållanden gäller att axialtryckskomponent-
erna som påverkar varje mellanaxel tar ut varandra i en ännu större utsträck-
ning. Ännu hellre gäller,
0-5< KDdrive, iirtan Wdriven. Û/(Ddriven, iaktan Wdrive, < 2,
så att större delen av axialtryckskomponenterna som påverkar varje mellan-
axel upphävs. Det inses att Wdflven inte behöver vara identiskt med Wd,h,en,i-1 ;
detta kan vara fallet t ex om axlarna ifråga inte är exakt parallella.
Enligt en utföringsform av vilken som helst ovan beskriven våxelenhet
är växelenheten en nedväxlingsväxelenhet. Och enligt en utföringsform av
vilken som helst ovan beskriven växelenhet har växelenheten ett utväxlings-
förhållande mellan den ingående axeln och den utgående axeln på 30:1 eller
mindre. Företrädesvis ligger utväxlingsförhållandet i området 2021 to 0.5:1
och ännu hellre i området 1511 till 0.5:1. De häri beskrivna växelenhetslös-
ningarna är särskilt väl lämpade för stora utgående vridmoment hos en
nedväxlingsväxelenhet och/eller en växelenhet med ett högt utväxlingsför-
hållande.
Enligt en utföringsform av vilken som helst ovan beskriven våxelenhet
har växelenheten ett fast utväxlingsförhållande. En sådan konstruktion är
relativt kompakt och tillförlitlig, vilket gör den särskilt väl lämpad för elfordon,
som har elmotorer som inte behöver möjligheten att kunna variera utväxlings-
förhållandet mellan elmotorn och drivhjulen.
Enligt en annan utföringsform har växelenheten ett variabelt utväxlings-
förhållande. En sådan våxelenhet är särskilt väl lämpad för elfordon med hög
topphastighet och för fordon med förbränningsmotor.
Enligt en utföringsform är den utgående axelns drivna kugghjul axiellt
fast på den utgående axeln och är den ingående axelns drivande kugghjul
axiellt fast på den ingående axeln.
Enligt en utföringsform är hos varje mellanaxelanordning mellanaxelns
drivna kuddhjul axiellt fast i förhållande till mellanaxelns drivande kugghjul.
Enligt en utföringsform uppfyller för varje axel av växelenheten det
vinkelmässiga axelglappet 95 i förhållande till en annan axel av växelenheten
förhållandet
eS
där nG representerar antalet kuggar av ett kugghjul på nämnda axel,
vilket kugghjul är i ingrepp med ett kugghjul på nämnda andra axel.
10
15
20
25
30
35
11
Enligt en utföringsform avsmalnar den utgående axeln inåt i riktning
mot en huvudaxiallageranordning.
Kort beskrivning av ritninqarna
Ovanstående och ytterligare ändamål med, särdrag av och fördelar
med föreliggande uppfinning förklaras närmare nedan i den illustrerade och
icke-begränsade noggranna beskrivningen av föredragna utföringsformer av
föreliggande uppfinning med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka lika-
dana hänvisningssiffror används för beteckning av liknande element, varvid:
Fig 1 är en schematisk sidovy av ett elektriskt drivet fordon;
Fig 2 är en schematisk sidovy av drivenheten för det elektriska
fordonet i fig 1;
Fig 3 är en schematisk perspektivvy av växeln av en mobil växelenhet;
Fig 4 är en schematisk vy ovanifrån i sektion av en mobil växelenhet
innefattande växeln ifig 3;
Fig 5a är en schematisk sidovy i tvärsektion längs linjen V-V av växel-
enheten i fig 4;
Fig 5b är en förstorad vy av området i fig 5a som definieras av en
streckad rektangel;
Fig 6a är en schematisk tvärsektionsvy av en andra utföringsform av
en växelenhet;
Fig 6b är en förstorad vy av området i fig 6a som definieras av en
streckad rektangel;
F ig 7a är en schematisk sidovy i tvärsektion av en tredje utföringsform
av en växelenhet;
Fig 7b är en förstorad vy av området i fig 7a som defineras av en
streckad rektangel;
Fig 8a är en schematisk vy ovanifrån i tvärsektion av en fjärde
utföringsform av en växelenhet; och
Fig 8b är en schematisk sidovy i tvärsektion längs linjen B-B av växel-
enheten i fig 8a.
Fig 9a är en schematisk sidovy a en femte utföringsform av en
växelenhet;
Fig 9b är en schematisk sidovy i tvärsektion av växelenheten ifig 9a.
10
15
20
25
30
35
12
Noggrann beskrivninq av de exemplifierande utförinqsformerna
Mobila fordonsväxelenheter enligt teknikens ståndpunkt har en del
svagheter. T ex utsätts axlarna i en mobil fordonsväxelenhet för axialtryck,
som tas upp av axiallager i växellådshuset. En elmotor överför exempelvis
mycket höga vridmomentsnivåer till växelenheten redan vid låga varvtal;
följaktligen kan den radiella och den axiella lasten på den ingående axelns
lager vara mycket höga. Den höga lasten kan få växellådshuset att flexa eller
ge efter, vilket medför ökat axiellt Iagerspel och gör ett väsentligt kuggspel
nödvändigt. Sådant axiellt spel kan begränsa livslängden av den mobila
fordonsväxelenheten; följaktligen måste växellådshuset utformas så att det
kan ta upp betydande krafter, vilket gör det tungt.
Axialtryckets riktning varierar med lastförhållandet för den mobila
fordonsväxelenheten; axiellt obegränsade axlar kan därför förflyttas i den
axiella riktningen beroende på varvtalet och vridmomentet som överförs av
elmotorn. I ett lager kan kontaktförlust mellan rullelementen och en lagerbana
medföra en intermittent, glidande kontakt mellan lagerbanan och rullelemen-
ten. Detta fenomen kallas glidning och kan medföra ökat lagerslitage. Dess-
utom kan alternerande torsionstransienter, som uppstår på grund av stort
spel, dvs avstånd mellan kuggarna på kugghjul, som är i ingrepp med
varandra, också bidraga till förkortning av livslängden av en mobil fordons-
växelenhet.
lfig 1 visas schematiskt ett motorfordon 10, som innefattar en fordons-
kropp 12 och en drivenhet 14. Drivenheten 14 innefattar en motor 16. Motorn
16 kan exempelvis vara en elmotor, en deplacementsmaskin, som t ex en
förbränningsmotor, såsom en bensin- eller dieselmotor, eller en dynamisk
motor, såsom en jetmotor. Drivenheten 14 innefattar dessutom ett energi-
lagringssystem 18, som kan vara ett batteripaket, om motorn 16 är en
elmotor, eller en bränsletank, om motorn 16 är en förbränningsmotor, en
drivaxel 20 för överföring av rotation till fordonets 10 hjul 22 och en mobil
fordonsväxelenhet 24, som förbinder motorn 16 med drivaxeln 20. En typisk
rotationshastighet för motorn 16 kan t ex ligga mellan 1 000 och 20 000 rpm.
I fig 2 visas den mobila fordonsväxelenheten 24 schematiskt. Motorn
16 är kopplad till drivhjulen 22 (fig 1) via växelenheten 24, som växlar ned
motorns 16 höga rotationshastighet till en lägre hastighet för drivaxeln 20, och
till drivhjulen 22. En utgående växelenhetsaxel 26 förbinder växelenheten 24
med drivaxeln 20 och drivhjulen 22 och åstadkommer en långsam rotations-
rörelse med högt vridmoment i en drivriktning 19 hos drivhjulen 22, som
10
15
20
25
30
35
13
omvandlar rotationsrörelsen till en framåtrörelse av fordonet 10. En ingående
växelenhetsaxel 28 förbinder motorn 16 med växelenheten 24 och åstadkom-
mer en höghastighetsrotationsrörelse med lågt vridmoment för växelenheten
24.
Typiskt kan drivhjul 22 vara utformade att arbeta med en rotations-
hastighet på mellan 100 och 5000 rpm (varv i minuten). Det totala utväxlings-
förhållandet lm för växelenheten 24 kan definieras som den nominella rota-
tionshastigheten för den ingående axeln 28 delad med den nominella rota-
tionshastigheten för den utgående axeln 26, när de båda axlarna 28, 26
betraktas i en riktning från den ingående axeln 28 till den utgående axeeln 26.
När den ingående axeln 28 roterar i en riktning, och den utgående axeln 26
roterar i samma riktning, dvs förtecknet för den ingående axelns 28 rotation är
detsamma som förtecknet för den utgående axelns 26 rotation, kommer det
totala utväxlingsförhållandet lm vara positivt (delning av tal med samma för-
tecken), och när den ingående axeln 28 roterar i en riktning och den utgående
axeln 26 roterar i en annan riktning, dvs förtecknet för den ingående axelns
28 rotation skiljer sig från förtecknet för den utgående axelns 26 rotation,
kommer det totala utväxlingsförhållandet lm vara negativt (delning av tal med
olika förtecken). Följaktligen kommer det totala utväxlingsförhållandet lm för
växelenheten företrädesvis vara +/-30:1 eller lägre.
I fig 3 visas växelenhetens 24 växel mera detaljerat. Den utgående
axeln 26 är kopplad till den ingående axeln 28 via en mellanaxelanordning 29,
som innefattar en första mellanaxel 30 och en andra mellanaxel 32, som är
seriekopplade. Den utgående axeln 26 är försedd med ett drivet kugghjul 34,
som ingriper med ett drivande kugghjul 36 på den första mellanaxeln 30. Den
utgående axelns 26 drivna kugghjul 34 har en större delningsdiameter Dom än
den motsvarande delningsdiametern Dd,i,,e_1 av den första mellanaxelns 30
drivande kugghjul 36, så att ingreppet vid den utgående axelns 26 drivna
kugghjul 34 med mellanaxelns 30 drivande kugghjul 36 medför en första ned-
växling, med utväxlingsförhållandet l1, av rotationshastigheten från den första
mellanaxeln 30 till den utgående axeln 26.
Den första mellanaxeln 30 är försedd med ett drivet kugghjul 38, som
ingiper med ett drivande kugghjul 40 på den andra mellanaxeln 32. Den första
mellanaxelns 30 drivna kugghjul 38 har en större delningsdiameter Ddñvenfl än
den motsvarande delningsdiametern Ddfive, 2 av den andra mellanaxelns 32
drivande kugghjul 40, så att ingreppet av den första mellanaxelns 30 drivna
kugghjul 38 med mellanaxelns 32 drivande kugghjul 40 medför en andra ned-
10
15
20
25
30
35
14
växling, med utväxlingsförhållandet l2, av rotationshastigheten från den andra
mellanaxeln 32 till den första mellanaxeln 30.
Den andra mellanaxeln 32 är försedd med ett drivet kugghjul 42, som
ingriper med ett drivande kugghjul 44 på den ingående axeln 28. Den andra
mellanaxelns 32 drivna kugghjul 42 har en större delningsdiameter Ddflven, 2 än
den motsvarande delningsdiametern Dm av den ingående axelns 28 drivande
kugghjul 44, så att ingreppet för den andra mellanaxelns 32 drivna kugghjul
42 med den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 medför en tredje ned-
växling, med utväxlingsförhållandet lg, av rotationshastigheten från den ingå-
ende axeln 28 till den andra mellanaxeln 32. Följaktligen innefattar växel-
enheten 24 tre växelsteg med utväxlingsförhållandena l1, lg, l3, vilket ger ett
totalt utväxlingsförhållande lm, = l1*l2*l3 från den ingående axeln 28 till den
utgående axeln 26.
l fig 4 visas växelenheten 24 anordnad i ett våxellådshus 45.
Den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34 är ett i en snedskärnings-
riktning snedskuret kugghjul, vilken snedskärningsriktning i detta exempel är
höger riktning, varvid höger riktning är definierad som så att kuggarna vrids
medurs med ökande avstånd från en betraktare som tittar längs den geome-
triska axeln AW, för den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34. Den utgå-
ende axelns 26 drivna kugghjul 34 har dessutom en kuggsnedvinkel Wout,
som är definierad som värdet utan förtecken för vinkeln som bildas mellan en
tangent mot kugghjulets snedskärning vid delningscirkeln och riktningen för
den centrala geometriska axeln AW, för det drivna kugghjulet 34.
Den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 är ett i en andra sned-
skärningsriktning snedskuret kugghjul, varvid nämnda andra snedskärnings-
riktning i detta exempel är vänster riktning, varvid vänster riktning är defini-
erad som så att kuggarna vrids moturs med ökande avstånd från en be-
traktare som tittar utmed den geometriska axeln Am för den ingående axelns
28 drivande kugghjul 44. Den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 har
dessutom en kuggsnedvinkel Win, definierad som värdet utan förtecken för
vinkeln som bildas mellan en tangent mot kugghjulets snedskärning vid del-
ningscirkeln och riktningen för den centrala geometriska axeln Am för det
drivande kugghjulet 44. Samma definition för kuggsnedvinkeln gäller, mutatis
mutandis, för växelenhetens 24 andra snedskurna kugghjul.
När den utgående axeln 26 roteras i drivriktningen 19 (fig 3), vilken
drivriktning är medurs sett i riktningen för den centrala geometriska axeln AW,
för den utgående axeln 26 i riktning mot den ingående axeln 28, kommer den
10
15
20
25
30
35
15
utgående axelns 26 snedskurna drivna kugghjul 34, som är axiellt fast på den
utgående axeln 26, åstadkomma ett axialtryck F1 som verkar mot den utgå-
ende axeln 26. På grund av snedskärningsriktningen av den utgående axelns
26 drivna kugghjul 34 blir axialtrycket F1 riktat mot den ingående axeln 28.
Den ingående axelns 28 drivna kugghjul 44, som via nämnda första
och andra mellanaxel 30, 32 kommer att rotera i en ingångsriktning 47 (fig 3)
motsatt drivriktningen 19, kommer att generera ett axialtryck F2. Den ingå-
ende axelns 28 drivande kugghjul 44 är axiellt fast på den ingående axeln 28,
så att axialkraften F2 kommer att verka mot den ingående axeln 28. På grund
av snedskärningsriktningen av den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44
kommer axialtrycket F2 att vara riktat mot den utgående axeln 26.
Axialtryckens F1, F2 riktningar är illustrerade med hjälp av pilar.
Den utgående axeln 26 och den ingående axeln 28 är koncentriska
och möts ien huvudaxiallagerhållare 50. Vid huvudaxiallagerhållaren 50 är
den utgående och ingående axeln 26, 28 lagrade på ett sätt som beskrivs
närmare nedan. Huvudaxiallagerhållaren 50 är fäst på växellådshuset 45 på
ett icke roterande sätt och bildar i detta särskilda exempel en konsol för fast-
hållning av den utgående axeln 26 på en första utgångssida 52 av denna och
den ingående axeln 28 på en andra ingångssida 54 av denna. Huvudaxial-
lagerhållarens 50 utgångssida 52 är motsatt ingångssidan 54.
Huvudaxiallagerhållaren 50 utgör en axiellt stel stödkonstruktion, i
vilken den utgående och ingående axeln 26, 28 är lagrade för överföring av
axialtrycken F1, F2 därtill. Tack vare att snedskärningsriktningarna av den
utgående axelns 26 drivna kugghjul 34 och den ingående axelns 28 drivande
kugghjul 44 är riktade så att de respektive axialtrycken F 1, F2 är riktade i mot-
satta riktningar, kommer axialtrycken F1, F2 delvis ta ut varandra i huvud-
axiallagerhållaren 50. Detta minskar rörelsen av utgående och den ingående
axeln 26, 28 och av deras tillhörande kugghjul 34, 44, vilket i sin tur möjliggör
mindre kuggspel. Och tack vare att den utgående och ingående axeln 26, 28
är koncentriska, kommer axialtrycken F1, F2 inte att medföra något väsentligt
tvärriktat vridmoment eller någon väsentlig tvärriktad böjningskraft mot huvud-
axiallagerhållaren 50 eller mot axlarna 26, 28 själva.
När vridmoment överförs till den ingående axeln 28 i ingångssrikt-
ningen 47 (fig 3), tar axialtrycken F1, F2 ut varandra som tryckkraft när den
utgående och ingående axeln 26, 28 möts i huvudaxiallagerhållaren 50. Vid
normal drift av ett fordon 10 (fig 1) är det genomsnittliga och momentana vrid-
momentet som tillförs den mobila fordonsväxelenheten 24 typiskt större i
10
15
20
25
30
35
16
ingångsriktningen 47, dvs i framåtriktningen, än i den motsatta riktningen.
Den motsatta riktningen kan t ex användas när fordonet 10 (fig 1) ska backas.
Backning av ett elektriskt drivet fordon kan åstadkommas genom enkel
växling av elmotorns rotationsriktning till en riktning motsatt ingångsriktningen
47. Backning av fordonet sker normalt under mycket kort tid och vid förhål-
landevis låg last. Följaktligen behöver den mobila växelenheten 24 inte nöd-
vändigt vis utformas så att den kan ta upp stora axialtryck i motsatta rikt-
ningar, dvs tryck som verkar för att pressa den utgående axeln 26 bort från
den ingående axeln 28.
Enligt ovanstående definition av utväxlingsförhållandet lm kommer de
motsatta rotationsriktningarna för den utgående axeln 26 och den ingående
axeln 28 att medföra ett negativt totalt utväxlingsförhållande lm. l syfte att
åstadkomma ett axialtryck F2 för en utgående axel i en riktning motsatt ett
axialtryck F1 för den ingående axeln gäller generellt att den andra snedskär-
ningsriktningen, vilken andra riktning motsvarar den ingående axelns 28 rota-
tionsriktning, bör vara detsamma som den första snedskärningsriktningen,
vilken första riktning motsvarar den utgående axelns 26 rotationsriktning, för
ettjämt antal mellanaxlar i serie mellan den utgående axeln 26 och den
ingående axeln 28. För ett udda antal mellanaxlar i serie mellan den utgå-
ende axeln 26 och den ingående axeln 28 bör den andra snedskärnings-
riktningen vara densamma som den första snedskärningsriktningen. För en
medurs drivriktning 19 för den utgående axeln 26, sett i den axiella riktningen
mot den ingående axeln 28, gäller dessutom att för den utgående axeln 26 ett
åt höger snedskuret drivet kugghjul 34 bör väljas för att åstadkomma axial-
tryck F1, F2 som möts vid huvudaxiallagerhållaren 50. För en moturs riktad
drivriktning 19 för den utgående axeln 26, bör för den utgående axeln 26 ett
åt vänster skuret drivet kugghjul 34 väljas för att åstadkomma axialtryck F1,
F2 som möts vid huvudaxiallagerhållaren 50.
Företrädesvis uppfyller den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34 och
den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 förhållandet
Dmtan *Pom < 5 (1)
Dom tan “Ifl-n
Det har visat sig att en betydande del av den utgående och den in-
gående axelns 26, 28 axialtryck F 1, F2 tar ut varandra om detta förhållande
är uppfyllt.
Mera föredraget gäller
0.2 < Im,
10
15
20
25
30
17
Din tan Tou,
I 2, 2
mt Dout tan qjin < ( )
0.5 <
och idealt gäller
3,, (3,
Dom tan *Pin
så att en i det närmaste komplett axialtrycksbalans föreligger mellan F1 och
F2. På så sätt kan de axiella krafterna som den ingående och den utgående
axeln 28, 26 utövar mot växellådshusets axiella ändväggar väsentligen
elimineras. Fackmannen inser att förhållandena (1)-(3) ovan också kan
varieras i syfte att kompensera för friktion i den mobila växelenheten 24.
Enligt ett specifikt exempel som uppfyller samtliga förhållanden ovan
för en mobil fordonsväxelenhet 24 som har ett totalt utväxlingsförhållande lm
på 2,5:1, kan den utgående axelns 26 drivna kugghjul ha en delningsdiameter
Dom på 110 mm och en kuggsnedvinkel Wout på 12°, medan den ingående
axelns 28 drivande kugghjul 44 kan ha en delningsdiameter Dm på 60 mm och
en kuggsnedvinkel *Pin på 16°.
I syfte att åstadkomma en minimal total kraft mot växellådshuset 45,
kan även mellanaxelanordningens 29 mellanaxlar 30, 32 (fig 3) balanseras
axiellt. Detta kan åstadkommas genom att varje mellanaxel 30, 32 förses med
ett respektive drivet kugghjul och ett respektive drivande kugghjul snedskurna
i samma snedskärningsriktning, företrädesvis med en större kuggsnedvinkel
hos respektive kugghjul med större delningsdiameter än hos respektive kugg-
hjul med mindre delningsdiameter. l den som exempel visade mobila fordons-
växelenheten 24 i fig 4 har den första mellanaxelns 30 drivande kugghjul 36
en drivande kugghjul-kuggsnedvinkel Wdfivefl och det drivna kugghjulet 38 en
drivet kugghjul-kuggsnedvinkel Wdflvenfl riktad i samma snedskärningsriktning
som hos det drivande kugghjulet 36. När den utgående axeln 26 roteras i
nämnda drivriktning 19 kommer därigenom åtminstone en del av axialtrycken
som genereras av den första mellanaxelns 30 snedskurna kugghjul 36, 38 tas
ut som en dragkraft i den första mellanaxeln 30. Det drivna kugghjulets 36
delningsdiameter Ddflvem är större än det drivande kugghjulets 38 delnings-
diameter Ddfive, 1; följaktligen överstiger företrädesvis ingående axel-kugg-
snedvinkeln Wdflve; utgående axel-kuggsnedvinkeln Wdriven, 1, så att den axiella
balansen förbättras ytterligare.
Företrädesvis gäller för varje mellanaxelanordning
0-2< |(Ddrive,i*tafï llldriven,Û/(Ûdriveimftan l-lJarive,i)| < 5, (4)
10
15
20
25
30
35
18
där i den specifika utföringsformen i fig 4 i=1 representerar de respektive
egenskaperna Ddriven, 1, Wdmenj, Ddnvm och llldflve, 1 för den första mellanaxeln
30 och i=2 representerar respektive egenskaper för den andra mellanaxeln
32.
Mera föredraget gäller
0-5< KDdrive, ffan llluriven, Ö/(Ûdriven, fia" llldrive, i)| < 2» (5)
och idealt gäller
KDdrive, iictan Wdriven, Ö/(Ddriven, man l-Udrive, 31 - (6)
Under dessa förhållanden kan mellanaxlarna 30, 32 balanseras helt iden
axiella riktningen, och deras lagring kan ske utan axiallager, dvs de kan
lagras för huvudsakligt stöd endast iden radiella riktningen.
Som ett specifikt exempel som uppfyller samtliga villkor ovan kan i den
mobila fordonsväxelenheten 24 i fig 3 den första mellanaxelns 30 drivna
kugghjul 36 ha en delningsdiameter Ddflvem på 550 mm och en kuggsned-
vinkel Wd,i,,en_1 på 2,5°; den första mellanaxelns 30 drivande kugghjul 36 ha en
delningsdiameter Dd,ive_1 på 80 mm och en kuggsnedvinkel llld,ive_1 på 15°;
den andra mellanaxelns 32 drivande kugghjul 40 ha en delningsdiameter
Dd,ive_ 2 på 75 mm och en kuggsnedvinkel Wdflthï 2 på 15°; och den andra
mellanaxelns 32 drivna kugghjul 42 ha en delningsdiameter Ddflven, 2 på 80
mm och en kuggsnedvinkel Wdflven; på 16°.
l fig 5a, som visar sektionen V-V längs den centrala geometriska axeln
Aout i fig 4, visas en exemplifierande lagring av den utgående och den in-
gående axeln 26, 28, och i den förstorade vyn ifig 5b visas detaljer av hur
axlarna 26, 28 är lagrade i huvudaxiallagerhållaren 50. Den utgående axeln
26 är lagrad i huvudaxiallagerhållaren 50 i en utgående axel-huvudaxiallager-
anordning 56, som innefattar ett första axiallager, i form av ett första koniskt
rullager 58, och ett andra axiallager, i form av ett andra koniskt rullager 60.
De båda koniska rullagren 58, 60 är koniska åt olika håll, så att de tillsam-
mans bildar en dubbelriktad axiallageranordning, dvs utgående axel-axial_
lageranordningen 56 är anordnad att ta upp betydande axiella krafter i båda
axialriktningar.
På motsvarande sätt är den ingående axeln 28 lagrad i huvudaxial-
lagerhållaren 50 i en ingående axel-huvudaxiallageranordning 62, som också
innefattar två koniska rullager 64, 66, som är koniska i motsatta riktningar och
på så sätt bildar en dubbelriktad axiallageranordning. De utgående och ingå-
ende axel-huvudaxiaIlageranordningarna 56, 62 är samlokaliserade på
10
15
20
25
30
35
19
huvudaxiallagerhållaren 50, som förbinder huvudaxiallageranordningarna 56,
62 på ett axiellt stelt sätt.
Tack vare att den utgående och den ingående axelns huvudaxiallager-
anordningar 56, 62 är dubbelriktade tas, när ett vridmoment tillförs den in-
gående axeln 28 i en riktning motsatt nämnda ingångsriktning 47, axialtrycken
F 1, F2 ut som en dragkraft i huvudaxiallagerhållaren 50. På så sätt reduceras
de axiella krafterna mot växellådshusets 45 axiella ändväggar 78, 80 obero-
ende av den ingående axelns 28 arbetsriktning.
Ett extralager 68 stöder den utgående axeln 26 i radialriktningen. Efter-
som utgående axel-huvudaxiallageranordningen 56 är dubbelriktad och
åstadkommer allt axiellt stöd som behövs, behöver extralagret 68 inte utfor-
mas för att ge något axiellt stöd. Följaktligen kan extralagret 68 vara ett
enkelt, radiellt stödjande lager av den t ex cylindriska, icke koniska rullager-
typen.
Alternativt kan extralagret 68 också vara ett axie|lt axiallager, tex av
konisk rullagertyp, som stöder den utgående axeln 26 i en axialriktning. På så
sätt kan extralagret 68 användas som ett förbelastningslager för axiell förbe-
lastning av den utgående axeln 26 mellan extralagret 68 och utgående axel-
huvudaxiallageranordningen 56. Vid en sådan lösning bildar extralagret 68
och utgående axel-axiallageranordningen 56 tillsammans en förbelastnings-
anordning, som permanent kan hålla den utgående axeln 26 under drag- eller
tryckbelastning. På så sätt kan utgående axel-huvudaxiallageranordningens
56 livslängd ökas. Dessutom kan ett minimalt kuggspel byggas in i de möt-
ande kuggarna av den mobila fordonsväxelenhetens 24 kugghjul, så att hela
växelenhetens 24 livslängd ökas.
Även den ingående axeln 28 kan förbelastas med hjälp av en för-
belastningsanordning som bildas av ett extra axiellt axiallager 70 och
ingående axel-huvudaxiallageranordningen 62. Det är också möjligt att
noggrant förbelasta mellanaxlarna 30, 32, som kan vara axiellt balanserade i
linje med vad som beskrevs ovan under hänvisning till fig 4 med hjälp av lik-
nande förbelastningsanordningar med axiallager.
I fig 6a-b visas en alternativ lagerlösning för den mobila fordonsväxel-
enheten 24, vid vilken lösning den utgående axeln 26 och den ingående axeln
28 är anordnade att överföra axialtryck F1, F2 till varandra på ett mera direkt
sätt. I det särskilda i fig 6a-b visade exemplet är den ingående axeln 28
lagrad i den utgående axeln 26 via en huvudaxiallageranordning 156, som
tillåter den utgående och den ingående axeln 26, 28 att rotera oberoende av
10
15
20
25
30
35
20
varandra. Huvudaxiallageranordningen 156 innefattar ett första koniskt
rullager 158 och ett andra koniskt rullager 160, som är anordnade i ett axiellt
urtag 174 i den utgående axeln 26. De båda koniska rullagren 158, 160 är
koniska i olika riktningar, så att de tillsammans bildar en dubbelriktad axial-
lageranordning. På så sätt möts den utgående och den ingående axelns 26,
28 axialtryck F1, F2 och tar åtminstone delvis ut varandra vid huvudaxial-
lageranordningen 156 oberoende av den ingående axelns 28 ingångssrikt-
ning. Huvudaxiallageranordningen 156 bildar således en axiellt stel stöd-
konstruktion för oeftergivlig upptagning av axiella krafter från både den
utgående axeln 26 och den ingående axeln 28.
Den utgående axeln 26 är lagrad i ett extralager 176, som är monterat i
en lagerhållare 150. Extralagret 176 behöver inte vara ett axiallager, eftersom
axialtrycket huvudsakligen kommer att tas upp av huvudaxiallageranord-
ningen 156. På samma sätt som beskrevs ovan med hänvisning till fig 5a-b
kan extralagret 176 alternativt dock också vara ett axiallager, som kan
användas för förbelastning av den utgående axeln 26 mot exempelvis ett
andra extralager 68.
Varken lagerhållaren 150 eller det däri monterade extralagret 176
behövs för balansering av de dynamiska axialtrycken som uppstår när
växelenheten arbetar; de kan således undvaras och det radiella stödet
åstadkommas med hjälp av andra medel som fackmannen har till sitt för-
fogande.
Som ett alternativ till integrering i den mobila fordonsväxelenheten 24
av en huvudaxiallageranordning 156 som är dubbelriktad, kan det för en
växelenhet, som är avsedd för en lösning, i vilken den i huvudsak utsätts för
höga vridmoment i en enda, förutbestämd ingångsriktning 47 (fig 3), räcka att
använda en enkelriktad huvudaxiallageranordning i enlighet med beskriv-
ningen ovan.
I fig 7a-b visas en ytterligare alternativ utföringsform av den mobila
fordonsväxelenhetens 24 lager, vid vilken utföringsform den utgående axeln
26 är ihålig och huvudaxiallageranordningen 156 är placerad långt in i urtaget
174 i den utgående axeln 26. Även om i fig 7a axialtrycket F1 visas på den
ingående axeln 28, inses det att axialtrycket F 1 verkar mot den ihåliga utgå-
ende axeln 26 som omger den ingående axeln 28.
Vid lösningen ifig 7a-b är den utgående och den ingående axeln
förbundna med varandra via en huvudaxiallageranordning 156, via vilken
axlarnas 26, 28 axialtryck F1, F2 tar ut varandra. Som ett alternativ (ej visat)
10
15
20
25
30
35
21
kan dock den utgående axeln 26 vara lagrad i växellådshusets 45 axiella änd-
vägg 178 i en utgående axel-huvudaxiallageranordning, som är utformad att
överföra axialtryck från den utgående axeln 26 till den axiella ändväggen 178.
På motsvarande sätt kan den ingående axeln 28 vara lagrad i samma axiella
ändvägg 178 av växellådshuset 45 i en ingående axel-huvudaxiallageranord-
ning, som är utformad att överföra axialtryck från den ingående axeln 28 till
den axiella ändväggen 178. Vid en sådan lösning bildar växellådshusets 45
axiella ändvägg 178 en huvudaxiallagerhållare på ett sätt som liknar det som
beskrevs ovan under hänvisning till fig 5a-b. En sådan lösning skulle dock
skilja sig från anordningen i fig 5a-b genom att den utgående axelns 26 drivna
kugghjul 34 och den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 skulle vara
placerade på samma sida om huvudaxiallagerhållaren, så att endera utgå-
ende axel- eller ingående axel-huvudaxiallageranordningen skulle uppta en
axiell tryckkraft, medan den andra skulle uppta en axiell dragkraft när växel-
enheten 24 arbetar.
I fig 8a-b visas en alternativ lösning för mellanaxlarna, vid vilken lös-
ning den mobila fordonsväxelenheten 24 innefattar en första mellanaxel-
anordning 29 och en andra mellanaxelanordning 29”. Vardera mellanaxel-
anordning 29, 29' innefattar en första mellanaxel 30, 30' försedd med ett
drivande kugghjul 36, 36' och ett drivet kugghjul 38, 38', och en respektive
andra mellanaxel 32, 32', vilken andra mellanaxel 32, 32' också är försedd
med ett drivande kugghjul 40, 40' och ett drivet kugghjul 42, 42”. De båda
mellanaxelanordningarna 29, 29' år parallellt anordnade och utformade att
åstadkomma ett identiskt utväxlingsförhållande lm mellan den ingående axeln
28 och den utgående axeln 26. Den utgående och den ingående axeln 26,
28, samt växelenhetens 24 mellanaxlar 30, 30', 32, 32' kommer att balan-
seras axiellt under samma förhållanden, enligt definitionen i vidhångande
krav, som vid vilken som helst annan ovan i samband med fig 1-7b beskriven
utföringsform. l det särskilda i fig 8b visade exemplet tar den utgående och
den ingående axelns 26, 28 axiella krafter åtminstone delvis ut varandra i en
huvudaxiallageranordning 156 på ett sätt liknande det som beskrevs ovan i
samband med fig 6a-b.
Två parallella mellanaxelanordningar, som ingriper med samma drivna
respektive drivande kugghjul 34, 44 på den utgående och den ingående axeln
26, 28 visas i fig 8a-b. Växelenheten kan dock också vara försedd med vilket
som helst annat antal parallella mellanaxelanordningar, och mellanaxlarna
kan vara inkopplade mellan olika uppsättningar drivna kugghjul på den utgå-
10
15
20
25
30
35
22
ende axeln 26 och drivande kugghjul på den ingående axeln 28; den gene-
rella principen med axialtrycksbalansering som avslöjas häri gäller hur som
helst.
l fig 9a-b visas en mobil fordonsväxelenhet 24 enligt en femte alternativ
utföringsform. Den mobila fordonsväxelenheten 24 i fig 9a-b har ett variabelt
totalt utväxlingsförhållande lm. Den mobila fordonsväxelenheten 24 har en
första växel, som representerar ett första totalt utväxlingsförhållande lim, och
en andra växel, som representerar ett andra totalt utväxlingsförhållande lm.
Den mobila fordonsväxelenheten 24 enligt denna femte utföringsform i fig 9a-
b är lämplig för elektriskt drivna fordon. Ett elektriskt drivet fordon är försett
med en elmotor 16 (fig 1). En elmotor 16 har ett högt vridmoment redan vid
låga varvtal, t ex vid 1000 rpm. För att uppnå en hög toppfart och/eller en hög
verkningsgrad för det elektriska fordonet 10 kan den elektriska motorns 16
varvtalsspektrum dock vara otillräckligt. Den första växeln av den mobila
fordonsväxelenheten 24 i fig 9a-b kan användas för fordonshastigheter på t
ex 0 till 120 km/h och den andra växeln av den mobila fordonsväxelenheten
24 i fig 9a-b kan användas för fordonshastigheter på t ex 80 till 200 km/h.
Växling mellan den första växeln och den andra växeln kan ske manuellt med
hjälp av en växelspak eller automatiskt exempelvis enligt principerna för en i
sig känd robotstyrd manuell växellåda med elektronisk koppling.
Det inses att alternativa mobila fordonsväxelenheter kan tillverkas en-
ligt de nedan beskrivna principerna under hänvisning till fig 9a-b innefattande
tre, fyra, fem, sex, sju eller t o m fler växlar, vilket leder till en ytterligare varia-
tionsmöjlighet för det totala utväxlingsförhållandet lm. Dessutom kan mobila
fordonsväxelenheter tillverkas enligt de nedan beskrivna principerna under
hänvisning till fig 9a-b och förses med allt från två till tio ellert o m ännu fler
växlar för användning för andra typer av motorer 16, som t ex förbrännings-
motorer som går på bränslen såsom bensin, diesel, biogas eller etanol.
Åter till fig 9a-b, där det elektriskt drivna fordonets mobila fordonsväx-
elenhet 24 innefattar en utgående axel 26, som är kopplad till en ingående
axel 28 via en mellanaxelanordning 29. Mellanaxelanordningen 29 innefattar i
denna utföringsform en enda mellanaxel 30. Det inses att växelenheten 24 i
alternativa utföringsformer kan vara försedd med två eller flera mellanaxlar,
som är seriekopplade enligt principerna för fig 3-4, och/eller med två eller fler
parallella mellanaxlar enligt principerna i fig 8a.
10
15
20
25
30
23
Den utgående axeln 26 är försedd med ett första drivet kugghjul 34,
som ingriper med ett första drivande kugghjul 36 på mellanaxeln 30, och med
ett andra drivet kugghjul 35, som ingriper med ett andra drivande kugghjul 37
på mellanaxeln 30. I ett neutralt läge, som visas ifig 9a-b, frihjular det första
och andra kugghjulet 34, 35 på den utgående axeln 26. En växelspak 84 kan
anslutas till en ingreppsring 86, som är anordnad på den utgående axeln 26
mellan det första och det andra drivna kugghjulet 34, 35. lngreppsringen 86 är
axiellt förflyttbar längs den utgående axeln 26, i dess axiella riktning, såsom
visat med hjälp av pilar i fig 9a. lngreppsringen 86 är radiellt fastlåst på den
utgående axeln 26 och roterar tillsammans med den utgående axeln 26. Ge-
nom förflyttning av lngreppsringen 86 i riktning mot det första drivna kugghju-
let 34, dvs genom förflyttning av lngreppsringen åt höger i fig 9a, kan in-
greppsringen 86 bringas till ingrepp med det första drivna kugghjulet 34 och
radiellt låsa fast det första drivna kugghjulet 34, så att det första drivna kugg-
hjulet 34 börjar rotera den utgående axeln 26. Sådan radiell fastlåsning av det
första drivna kugghjulet 34 vid den utgående axeln 26 är detsamma som att
lägga i den första växeln i växelenheten 24. Genom förflyttning av ingrepps-
ringen 86 i riktning mot det andra drivna kugghjulet 35, dvs genom förflyttning
av lngreppsringen åt vänster i fig 9a, kan lngreppsringen 86 bringas till in-
grepp med det andra drivna kugghjulet 35 och radiellt låsa fast det andra
drivna kugghjulet 35, så att det andra drivna kugghjulet 35 börjar rotera den
utgående axeln 26. Sådan radiell fastlåsning av det andra drivna kugghjulet
35 vid den utgående axeln 26 är detsamma som att lägga i den andra växeln i
växelenheten 24. lngreppsringens 86 ingrepp med det första eller andra driv-
na kugghjulet 34, 35 kan åstadkommas med hjälp av i sig kända principer för
synkroniserings- eller kloingrepp.
Den utgående axelns 26 första drivna kugghjul 34 har en större del-
ningsdiameter Dom än den motsvarande delningsdiametern Ddrive, G1 av mel-
lanaxelns 30 första drivande kugghjul 36, så att ingreppet av den utgående
axelns 26 andra drivna kugghjul 35 med mellanaxelns 30 andra drivande
kugghjul 37 ger en neutral växel, med utväxlingsförhållandet IG; = 1, för rota-
tionshastigheten från mellanaxeln 30 till den utgående axeln 26.
10
15
20
25
30
24
Mellanaxeln 30 är försedd med ett drivet kugghjul 38, som är i ingrepp
med ett drivande kugghjul 44 på den ingående axeln 28. Alla kugghjul 36, 37,
38 på mellanaxeln 30 är axiellt låsta vid mellanaxeln 30 och överför axialtryck
till mellanaxeln 30. Mellanaxelns 30 drivna kugghjul 38 har en större del-
ningsdiameter Ddflven än den motsvarande delningsdiametern Din av den ingå-
ende axelns 28 drivande kugghjul 44, så att ingreppet av mellanaxelns 30
drivna kugghjul 38 med den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 medför
nedväxling, med utväxlingsförhållandet lg, för rotationshastigheten från den
ingående axeln 28 till mellanaxeln 30.
l första växeln innefattar den mobila fordonsväxelenheten 24 följaktli-
gen två växelsteg med utväxlingsförhållandena lm och l3, som ger ett totalt
nedväxlingsförhållande lm = lG1*l3 från den ingående axeln 28 till den utgåen-
de axeln 26 när växelenheten 24 är inställd på första växeln. I den andra väx-
eln innefattar den mobila fordonsväxelenheten 24 ett enda växelsteg, efter-
som IG; = 1, med utväxlingsförhållandet lg, som ger ett totalt nedväxlingsför-
hållande ltoi = l3 från den ingående axeln 28 till den utgående axeln 26 när
växelenheten 24 är inställd på andra växeln.
Den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34, 35 är snedskurna i en för-
sta snedskärningsriktning, vilken snedskärningsriktning i detta exempel är
höger riktning, varvid höger riktning är definierad som så att kuggarna vrids
medurs med ökande avstånd från en betraktare som tittar längs den geo-
metriska axeln Aout för den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34, 35. Den
utgående axelns 26 första drivna kugghjul 34 har dessutom en kuggsned-
vinkel Woufl, som är definierad som värdet utan förtecken för vinkeln som
bildas mellan en tangent mot kugghjulets snedskärning vid delningscirkeln
och riktningen för den centrala geometriska axeln Aout för det första drivna
kugghjulet 34, varvid det andra drivna kugghjulet 35 har en kuggsnedvinkel
*Pom som är definierad enligt samma principer.
Den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 är snedskuret i en första
snedskärningsriktning, vilken snedskärningsriktning i detta exempel är höger
riktning, som är definierad som så att kuggarna vrids medurs med ökande
avstånd från en betraktare som tittar längs den geometriska axeln Am för den
ingående axelns 28 drivande kugghjul 44. Den ingående axelns 28 drivande
10
15
20
25
30
35
25
kugghjul 44 har dessutom en kuggsnedvinkel Win, som är definierad som
värdet utan förtecken för vinkeln som bildas mellan en tangent mot kugg-
hjulets snedskärning vid delningscirkeln och riktningen för den centrala
geometriska axeln Am för det drivande kugghjulet 44. Samma definition för
kuggsnedvinkeln gäller, mutatis mutandis, för växelenhetens 24 andra
snedskurna kugghjul.
När den utgående axeln 26 via mellanaxeln 30 roteras i drivriktningen
19 (fig 1), vilken drivriktning är moturs setti riktningen för den centrala geo-
metriska axeln Arn för den ingående axeln 28 i riktning mot den utgående
axeln 26, kommer det snedskurna första drivna kugghjulet 34, eller, beroende
på fallet, det snedskurna andra drivna kugghjulet 35, som är axiellt fasta på
den utgående axeln 26, åstadkomma ett axialtryck F1 som verkar mot den
utgående axeln 26. På grund av snedskärningsriktningen av den utgående
axelns 26 drivna kugghjul 34 och 35 blir axialtrycket F1 riktat bort från den
ingående axeln 28.
Den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 kommer att rotera i en
ingångsriktning 47, som är densamma som drivriktningen 19, och kommer att
generera ett axialtryck F2. Den ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 är
axiellt fast på den ingående axeln 28, så att axialkraften F2 kommer att verka
mot den ingående axeln 28. På grund av snedskärningsriktningen av den
ingående axelns 28 drivande kugghjul 44 kommer axialtrycket F2 att vara
riktat bort från den utgående axeln 26. Axialtryckens F1, F2 riktningar är
illustrerade med hjälp av pilar. Enligt en alternativ utföringsform kan en
växelenhet konstrueras, i vilken axialtrycken F1, F2 är riktade mot varandra.
Såsom framgår av fig 9b har den utgående axeln 26 ett inre parti 25
med mindre diameter än ett yttre parti 27. Den utgående axeln 26 är
följaktligen en konisk axel. Det andra drivna kugghjulet 35, som utgör en del
av växelenhetens 24 andra växel, överför ett lägre vridmoment än det första
drivna kugghjulet 34. Därför är en mindre diameter hos det inre partiet 25
tillräcklig för vridmomenten som överförs av det andra drivande kugghjulet 35,
varigenom vikt sparas. En skåra 31 vid övergången från det inre partiet 25 till
det yttre partiet 27 tjänstgör som ett axiellt riktat stöd, mot vilket det andra
drivna kugghjulet 35 kan anligga.
Den utgående axeln 26 och den ingående axeln 28 är koncentriska
och möts i en huvudaxiallagerhållare 150, vilket framgår tydligast av fig 9b.
Den ingående axeln 28 är lagrad i den utgående axeln 26 med hjälp av en
10
15
20
25
30
35
26
huvudaxiallageranordning 156, som är inrättad i en stödvägg 55 av ett växel-
lådshus 45 och tillåter den utgående och ingående axeln 26, 28 att rotera
oberoende av varandra. Stödväggen 55 är placerad mellan husets 45 axiella
ändväggar 78, 80. Mellanaxeln 30 sträcker sig genom en öppning 57 i stöd-
väggen 55. Alternativt, om radiellt stöd behövs, kan ett lager inrättas l öpp-
ningen 57 för stöd av mellanaxeln 30. Genom att huvudaxiallageranordningen
156 är inrättad i stödväggen 55 åstadkommes radiellt stöd åt lageranordnin-
gen 156. Huvudaxiallageranordningen 156 ifig 9b motsvarar anordningen
156 som beskrev ovan med hänvisning till fig 6b och innefattar ett första
koniskt rullager 158 och ett andra koniskt rullager 160, som är anordnade i en
axiell urtagning 174 i den utgående axeln 26. De båda koniska rullagren 158,
160 är koniska i olika riktningar, så att de tillsammans bildar en dubbelriktad
axiallageranordning. På så sätt möts den utgående och den ingående axelns
26, 28 axialtryck F1, F2 och tar åtminstone delvis ut varandra vid huvudaxial-
lageranordningen 156 oberoende av den ingående axelns 28 ingångssrikt-
ning. Huvudaxiallageranordningen 156 bildar således en axiellt stel stöd-
konstruktion för oeftergivlig upptagning av axiella krafter från både den
utgående axeln 26 och den ingående axeln 28.
Den utgående axeln 26 är lagrad i ett extralager 176, som är monterat i
en lagerhållare 150. Extralagret 176 behöver inte vara ett axiallager, eftersom
axialtrycket huvudsakligen kommer att tas upp av huvudaxiallageranordnin-
gen 156. På samma sätt som beskrevs ovan med hänvisning till fig 5a-b kan
extralagret 176 alternativt dock också vara ett axiallager, som kan användas
för förbelastning av den utgående axeln 26 mot exempelvis ett andra extra-
lager 68. Även den ingående axeln 28 kan förbelastas in en förbelastnings-
anordning som bildas av ett extra axiallager 70 och huvudaxiallageranord-
ningen 156.
Varken lagerhållaren 150 eller det däri monterade extralagret 176
behövs för balansering av de dynamiska axialtrycken som uppstår när växel-
enheten arbetar; de kan således undvaras och det radiella stödet åstadkom-
mas med hjälp av andra medel som fackmannen har till sitt förfogande.
När vridmoment överförs till den ingående axeln 28 i ingångssrikt-
ningen 47, tar axialtrycken F 1, F2 ut varandra som tryckkraft när den utgå-
ende och ingående axeln 26, 28 möts i huvudaxiallagerhållaren 150. Vid
normal drift av ett fordon 10 (fig 1) är det genomsnittliga och momentana vrid-
momentet som tillförs den mobila fordonsväxelenheten 24 typiskt större i
ingångsriktningen 47, dvs i framåtriktningen, än i den motsatta riktningen.
10
15
20
25
30
35
27
Den motsatta riktningen kan t ex användas när fordonet 10 (fig 1) ska backas.
Backning av ett elektriskt drivet fordon kan åstadkommas genom enkel väx-
ling av elmotorns rotationsriktning till en riktning motsatt ingångsriktningen 47.
När fordonet backas tar axialtrycken F1, F2 ut varandra som tryckkrafter där
den utgående och ingående axeln 26, 28 möter varandra i huvudaxiallager-
hållaren 150. De ovan i samband med uttrycken (1)-(3) beskrivna förhållan-
dena kan tillämpas också på den utgående och ingående axeln 26, 28 i fig
9a-b i syfte att åstadkomma bästa möjliga utsläckning av axialtryck F1 och
F2.
I utföringsformen i fig 9a-b är den utgående axeln 26 och den ingående
axeln 28 koncentriska och möts i en huvudaxiallageranordning 156, som mot-
svarar den huvudaxiallageranordning 156 som beskrevs ovan i samband med
fig 6b. Det inses att andra typer av lageranordningar också kan kombineras
med den mobila fordonsväxelenheten 24 i fig 9a-b. Exempelvis skulle den
utgående axeln 26 och den ingående axeln 28 av växelenheten 24 i fig 9a-b
kunna inrättas i en utgående axel-huvudaxiallageranordning 56 och en ingå-
ende axel-huvudaxiallageranordning 62 av den typ som beskrevs ovan med
hänvisning till fig 5b, eller i en huvudaxiallageranordning 156 av den typ som
beskrevs ovan med hänvisning till fig 7b.
l syfte att åstadkomma en minimal total kraft mot växellådshuset 45,
kan även mellanaxeln 30 balanseras axiellt. Detta kan åstadkommas genom
att mellanaxeln 30 förses med ett respektive drivet kugghjul 38 och respektive
drivande kugghjul 36, 37 som är snedskurna i samma snedskärningsriktning,
företrädesvis med en större kuggsnedvinkel hos respektive kugghjul med
större delningsdiameter än hos respektive kugghjul med mindre delningsdia-
meter. I den som exempel visade mobila fordonsväxelenheten 24 i fig 9b har
mellanaxelns 30 första drivande kugghjul 36 en första drivande kugghjul-
kuggsnedvinkel Wdfive, G1 och det andra drivande kugghjulet 37 en andra
drivande kugghjul-kuggsnedvinkel l-Pdn-ve, G2 och set drivna kugghjulet 38 en
drivet kugghjul-kuggsnedvinkel Wdflven riktad i samma snedskärningsriktning
som hos det första och andra drivande kugghjulet 36, 37. När den utgående
axeln 26 roteras i nämnda drivriktning 19 kommer därigenom åtminstone en
del av axialtrycken som genereras av mellanaxelns 30 snedskurna kugghjul
36, 37, 38 elimineras som en tryckkraft i mellanaxeln 30. Det inses att när
växelenheten 24 är inställd på första växeln, det drivna kugghjulets 36 axial-
tryck åtminstone delvis bör eliminera det drivna kugghjulets 38 axialtryck, och
att när växelenheten 24 är inställd på den andra växeln, det andra drivande
10
15
20
25
30
35
28
kugghjulets 37 krafter åtminstone delvis bör eliminera det drivna kugghjulets
38 axialtryck.
Det första drivande kugghjulets 36 delningsdiameter Dd11Ve_ G1 är mindre
än det drivna kugghjulets 38 delningsdiameter Ddflven; följaktligen överstiger
företrädesvis drivet kugghjul-kuggsnedvinkeln Wdflven första drivande kugghjul-
kuggsnedvinkeln Wd,11,e,G1, så att den axiella balansen förbättras ytterligare.
Ett liknande resonemang kan föras avseende det andra drivande kugghjulets
37 delningsdiameter och kuggsnedvinkel. De ovan i samband med uttrycken
(4)-(6) beskrivna förhållandena kan tillämpas också för balansering av axial-
tryck mot mellanaxeln 30 ifig 9b. Mellanaxeln 30 är lagrad i lager 71, 73 i
respektive ändvägg 78, 80 av huset 45. Lagren 71, 73 behöver enligt ovan,
när mellanaxelns 30 axialtryck är åtminstone delvis eliminerade, endast ta
upp radiella krafter samt tämligen små axialtryck.
I samtliga ovan beskrivna utföringsformer medför den åtminstone
delvisa elimineringen av axialkrafterna F1, F2 i en stel stödkonstruktion
minskad rörelse av åtminstone den utgående och ingående axeln 26, 28 och
de till dessa hörande kugghjulen 34, 44. Därigenom möjliggörs ett mindre
kuggspel jämfört med växelenheter enligt teknikens ståndpunkt. Med andra
ord kan den mobila fordonsväxelenheten 24 utformas som en växelenhet
med litet kuggspel. Som en tumregel kan det vinkelmässiga kuggspelet 0G1
för ett kugghjul G1, som har kuggar nG1, vilket kugghjul G1 ingriper med ett
annat kugghjul GGZ, som hålls fast, erhållas ut förhållandet
eG1=ian'l(k/nG1> (7)
där siffran k anger vinkelspelet. Tillämpat på ett exempel på kuggin-
grepp för den ovan beskrivna mobila fordonsväxelenheten 24, kan det vinkel-
mässiga kuggspelet 934 för den utgående axelns 26 drivna kugghjul 34, som
har n34 kuggar, erhållas ur förhållandet
eßßtan-Rk/ny.) (a)
under antagande att den första mellanaxelns 30 drivande kugghjul 36
hålls orörligt. Typiskt erhålles ett lämpligt vinkelmässigt kuggspel för varje
kugghjul 34, 36, 38, 40, 42, 44 i förhållande till sitt respektive mötande
kugghjul för k<0.1. För en växelenhet med rimligt litet kuggspel har flertalet
och företrädesvis alla kugghjul 34, 36, 38, 40, 42, 44 i växelenheten 24 ett
vinkelmässigt kuggspel 9G som uppfyller förhållandet
eG
10
15
20
25
30
29
varvid n är antalet kuggar av respektive kugghjul. En växelenhet med
ännu mindre kuggspel kan åstadkommas om flertalet och företrädesvis alla
kugghjul 34, 36, 38, 40, 42, 44 i växelenheten 24 ett vinkelmässigt kuggspel
6G som uppfyller förhållandet
eG
Ett axiellt spel som tillåter ett par av axlar S1, S2, som är i ingrepp via
snedskurna kugghjul G1, G2, att förflyttas iförhållande till varandra resulterar i
ett vinkelspel mellan axlarna, eftersom den relativa axiella förflyttningen av
axlarna S1, S2 kommer att få kugghjulen G1, G2 vridas i sitt av snedskär-
ningen bestämda ingrepp. Följaktligen kommer en minskad axiell rörelse av
axlarna i växelenheten också direkt att resultera i ett minskat vinkelspel mel-
lan axlarna.
För ett par av axlar S1, S2 är samma tumregel tillämpbar underför-
utsättning att kugghjulen G1, G2 är axiellt fasta på sin respektive axel S1, S2;
axelns S1 vinkelspel 051 i förhållande till axelns S2 kan erhållas ur förhållandet
9S1=tan"(k/n<;1) (11)
där kugghjulet G1 har nG1 kuggar och siffran k åter anger vinkelspelet.
För en växelenhet 24, som är utformad att åtminstone delvis balansera
axialtryck och därmed minska axialrörelse i enlighet med de häri återgivna
riktlijerna, motsvarar det vinkelmässiga axelspelet 95 av varje axel 26, 28, 30,
32, som är kopplad till en annan axel via mötande kugghjul, en siffra på
k
siffra på k<0.07. På så sätt kommer det totala vinkelmässiga axelspelet
mellan den ingående och utgående axeln 28, 26 att vara litet.
Även om det är möjligt i teorin, är det i praktiken på grund av t ex
friktion, oljeviskositet, produktionstoleranser, slitage osv omöjligt att perfekt
eliminera axialkrafterna F1, F2 till exakt 100%. Därför är både den utgående
och den ingående axeln 26, 28, och deras respektive kugghjul 34, 44, före-
trädesvis axiellt fixerade i förhållande till huset 45, t ex med hjälp av en
axiallageranordning. Därigenom kommer de inte att förflyttas axiellt när
lastförhållandena förändras under växelenhetens 24 drift. Detta är av särskilt
stort värde i en växelenhet för de varierande lastförhållandena som är typiska
för en mobil fordonsväxelenhet 24, eftersom signifikant axiell förflyttning kan
10
15
20
25
30
30
få axlarna eller kugghjulen att nå ett ändläge i växellådshuset 45, vilket leder
till skador hos växelenheten 24. Axiell förflyttning av den utgående eller ingå-
ende axeln 26, 28 kan också medföra skador på alla enheter uppströms eller
nedströms, såsom motorn 16 eller drivaxelns 20.
Även om detta inte är nödvändigt är de utgående och ingående axlarna
26, 28, som visas i ovan, ocksp radiellt fasta i förhållande till växellådshuset
45. På så sätt kommer de inte att förflyttas radiellt på grund av förändrade
lastförhållanden när den mobila fordonsväxelenheten 24 är i drift.
För att åtminstone delvis balansera axialkrafter i varje mellanaxel 30,
32 är respektive drivet och drivande kugghjul 38, 42, 36, 40 av varje mellan-
axel 30, 32 axiellt fast i förhållande till varandra. Exempelvis är den första
mellanaxelns 30 drivande kugghjul 36 axiellt fast i förhållande till samma
mellanaxels 30 drivna kugghjul 38. Även mellanaxlarna 30, 32 kan vara axiellt
fasta i förhållande till växellådshuset 45. Mellanaxlarna 30, 32 kan också vara
förbelastade mellan respektive par av axiella förbelastningslager (ej visade)
på ett sätt motsvarande förbelastningen av de utgående och ingående axlar-
na 26, 28.
Uppfinningen har ovan beskrivits i huvudsak under hänvisning till ett
fåtal utföringsformer. Fackmannen inser dock att andra utföringsformer än de
ovan beskrivna också är möjliga inom ramen för uppfinningen såsom den
definieras av de vidhängande kraven.
Det inses t ex att särdragen för de olika ovan beskrivna utförings-
formerna kan kombineras så att ytterligare utföringsformer erhålles. Således
representerar t ex förhållandena (1)-(6), som bekrevs ovan i samband med fig
4, föredragna förhållanden mellan utväxlingsförhållanden, kugghjulsdelnings-
diametrar och respektive kuggsnedvinklar för samtliga utföringsformer.
Dessutom kan växelenheten, beroende på det önskade utväxlings-
förhållandet, vara försedd med vilket som helst antal mellanaxlar inkopplade i
serie mellan den ingående axeln och den utgående axeln, som tex en enda
mellanaxel eller tre mellanaxlar. l syfte att åstadkomma den ovan beskrivna
axialtrycksbalansen bör respektive snedskärningsriktning, delningsdiameter
och kuggsnedvinkel för den utgående axelns drivna kugghjul och den in-
gående axelns drivande kugghjul väljas på motsvarande sätt enligt beskriv-
ningen ovan.
10
15
20
25
30
35
31
Växelenheten kan också vara försedd med vilket som helst antal
mellanaxelanordningar inkopplade parallellt mellan den ingående och den
utgående axeln. De ovanstående matematiska uttrycken och förhållandena
avseende axiell balans gäller fortsatt, om de parallella mellanaxelanord-
ningarna är likadana avseende kuggsnedvinklarna och kugghjulsradierna. För
parallella mellanaxelanordningar som inte är likdana, behöverförhållandena
(1)-(6) justeras på motsvarande sätt, vilket fackmannen inser.
Växelenheten behöver inte vara anordnad i ett hus som bildar en
separat växellåda; alternativt kan Växelenheten 24 vara inbyggd i motorn 16, i
en gemensam konstruktion, i vilken axlarna kan lagras och på vilken huvud-
axiallagerhållaren 50 kan anbringas.
Växelenheten 24 kan utgöra en del av en större växelenhet eller ett
större Växelsystem; Växelenheten 24 kan tex kombineras med andra växlar,
som är anslutna till den ingående och/eller den utgående axeln 28, 26, så att
ett större Växelsystem bildas. Växelenheten 24 kan t ex vara kopplad till en
planetväxel, som tillsammans med växelenheten 24 bildar ett Växelsystem
som har ett totalt utväxlingsförhållande som skiljer sig från det för enbart
växelenheten 24.
Ovan har beskrivits hur den mobila fordonsväxelenheten 24 kan
användas för åstadkommande av ett utväxlingsförhållande i ett fordon 10.
Tillämpningsområdet för en växelenhet enligt uppfinningen är dock inte
begränsat till fordon 10, såsom bilar, bussar och lastbilar; exempelvis kan
mobila, axialtrycksbalanserade växelenheter också användas i andra mobila
tillämpningar, t ex fartyg för sjötransport, såsom passagerarfartyg och last-
fartyg, varvid i så fall växelenheten kan installeras för nedväxling av varvtalet
från en dieselmotor till ett lämpligt varvtal för propellern eller en annan lämplig
framdrivningsanordning. Ett annat exempel på ett mobil fordonstillämpning är
flygplan, i vilka den mobila, axialtrycksbalanserade Växelenheten kan använ-
das för nedväxling av varvtalet från en turbin eller motor som driver flygplanet.
Uttrycken "snedskuret kugghjul" och "kuggsnedvinkel" ska tolkas brett
så att de omfattar kugghjul som har krökta kuggar, såsom spiralskurna kugg-
hjul, men vilka i sin helhet följer en väsentligen spiralformig bana, på så sätt
att dessa kugghjul fungerar på ett sätt motsvarande spiralskurna kugghjul.
Claims (24)
1. Förfarande för nedväxling av hastigheten för en rotationsrörelse från en första hastighet, som åstadkommes av en ingående axel (28), till en andra hastighet, som avges av en utgående axel (26), innefattande överföring av nämnda rotationsrörelse till den utgående axeln (26), via ett drivet kugghjul (34) på den utgående axeln (26), vilket drivna kugghjul (34) är snedskuret och har en första kuggsnedvinkel (Wow), till en mellanaxel- anordning (29), så att ett första axialtryck (F1) åstadkommes hos den utgående axeln (26) i en första axiell riktning; överföring av nämnda rotationsrörelse till mellanaxelanordningen (29), via ett drivande kugghjul (44) på den ingående axeln (28), vilket drivande kugghjul (44) är snedskuret och har en andra kuggsnedvinkel (Win), som är större än nämnda första kuggsnedvinkel (Wow), från den ingående axeln (28), i syfte att generera ett andra axialtryck (F2) hos den ingående axeln (28) i en andra riktning, varvid den andra riktningen är väsentligen motsatt nämnda första riktning; och utövande av åtminstone en del av nämnda första axialtryck (F 1) och åtminstone en del av nämnda andra axialtryck (F2) mot samma ställe av en axiellt stel stödkonstruktion (50; 156), så att nämnda första och andra axial- tryck (F1, F2) motverkar varandra och åtminstone delvis tar ut varandra i nämnda stödkonstruktion (50; 156).
2. Förfarande enligt krav 1, vid vilket den axiellt stela stödkonstruktionen är en axiallageranordning (156) som förbinder den utgående och den ingående axeln (26, 28) med varandra.
3. Förfarande enligt något av de föregående kraven, vid vilken den axiellt stela stödkonstruktionen är en huvudaxiallagerhållare (150) som axiellt stödjer den utgående axeln (26) och den ingående axeln (28).
4. Förfarande enligt något av de föregående kraven, dessutom innefattande överföring av nämnda rotationsrörelse via åtminstone en mellanaxel (30, 32) av nämnda mellanaxelanordning (29); och för varje mellanaxel (30; 32) av nämnda mellanaxelanordning (29) 10 15 20 25 30 35 33 generering av ett drivande kugghjul-axialtryck i ett snedskuret drivande kugghjul (36, 40), som har en drivande kugghjul-kuggsnedvinkel (Wd,;ve_1; Lpdrive, 2); generering av ett drivet kugghjul-axialtryck i ett snedskuret drivet kugg- hjul (38; 42), som har en drivet kugghjul-kuggsnedvinkel (Wd,h,en,1; Wdflven, 2), varvid nämnda drivet kugghjul-kuggsnedvinkel (Wdflven, 1; Wd,iven_ 2), är större än nämnda drivande kugghjul-kuggsnedvinkel (Wd,i\,e_ 1; llld,ive_ 2) ; riktning av nämnda drivande kugghjul-axialtryck i nämnda andra rikt- ning; och riktning av nämnda drivet kugghjul-axialtryck i nämnda första riktning, så att axialtrycken för respektive drivande och drivna kugghjul (36, 38; 40, 42) av varje mellanaxel (30; 32) åtminstone delvis tar ut varandra i varje mellan- axel (30; 32).
5. Mobil fordonsväxelenhet innefattande en utgående axel (26) och en ingå- ende axel (28), som är väsentligen parallell med den utgående axeln (26), vilken växelenhet (24) är utformad att åstadkomma ett utväxlingsförhållande (lm) mellan den ingående axeln (28) och den utgående axeln (26) via en mellanaxelanordning (29), varvid den utgående axeln (26) är försedd med ett drivet kugghjul (34) i ingrepp med ett drivande kugghjul (36) hos mellanaxel- anordningen (29), och varvid den ingående axeln (28) ärförsedd med ett drivande kugghjul (44) i ingrepp med ett drivet kugghjul (42) hos mellanaxel- anordningen (29), varvid utväxlingsförhållandet (lm) är skiljt från ett, så att ett kugghjul (34) av den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) och det drivande kugghjulet (44) av den ingående axeln (28) är inrättade att arbeta med ett förhållandevis högre vridmoment, och det andra kugghjulet (44) är inrättat att arbeta med ett förhållandevis lägre vridmoment, varvid nämnda förhållandevis högre vridmoment är högre än nämnda förhållandevis lägre vridmoment, kännetecknad av att den utgående axeln (26) är lagrad i en utgående axel-huvudaxial- lageranordning (56), som är monterad i en huvudaxiallagerhållare (50) och är inrättad att begränsa den utgående axelns (26) axiella rörelse i en första axiell riktning; att den ingående axeln (28) är lagrad i en ingående axel-huvudaxial- lageranordning (62), vilken ingående axel-huvudaxiallageranordning (62) är samlokaliserad med nämnda utgående axel-huvudaxiallageranordning (56) 10 15 20 25 30 35 34 på huvudaxiallagerhållaren (50), varvid nämnda ingående axel-huvudaxial- lageranordning (62) är inrättad att begränsa den ingående axelns (28) axiella rörelse i en andra axiell riktning, vilken andra axiell riktning är väsentligen motsatt nämnda första axiella riktning; att huvudaxiallagerhållaren (50) stelt förbinder utgående axel-huvud- axiallageranordningen (56) med ingående axel-huvudaxiallageranordningen (62): att den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) är snedskuret i en första snedskärningsriktning; att den ingående axelns (28) drivande kugghjul (44) är snedskuret i en andra snedskärningsriktning, vilken andra snedskärningsriktning är den- samma som nämnda första snedskärningsriktning vid ett positivt utväxlings- förhållande (ltot) och motsatt nämnda första snedskärningsriktning vid ett negativt utväxlingsförhållande (|,°,); och att nämnda kugghjul (44) som är inrättat att arbeta med ett för- hållandevis lägre vridmoment har en kuggsnedvinkel (Win) som överstiger kuggsnedvinkeln (WW) för nämnda kugghjul (34) som är inrättat att arbeta med ett förhållandevis högre vridmoment.
6. Mobil fordonsväxelenhet enligt krav 5, vid vilken huvudaxiallagerhållaren (50) är fäst vid ett växellådshus (45).
7. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-6, vid vilken nämnda utgående axel-huvudaxiallageranordning (56) är inrättad på en första sida (52) av huvudaxiallagerhållaren (50), och vid vilken nämnda ingående axel- huvudaxiallageranordning (62) är anordnad på en andra sida (54) av huvud- axiallagerhållaren (50), varvid nämnda andra sida (54) är motsatt nämnda första sida (52).
8. Mobil fordonsväxelenhet innefattande en utgående axel (26) och en ingående axel (28), som är väsentligen parallell med nämnda utgående axel (26), varvid växelenheten är utformad att åstadkomma ett utväxlingsför- hållande (lm) mellan nämnda ingående axel (28) och nämnda utgående axel (26) via en mellanaxelanordning (29), varvid den utgående axeln (26) är försedd med ett drivet kugghjul (34) i ingrepp med ett drivande kugghjul (36) på nämnda mellanaxelanordning (29), och varvid den ingående axeln (28) är försedd med ett drivande kugghjul (44) i ingrepp med ett drivet kugghjul (42) 10 15 20 25 30 35 35 på nämnda mellanaxelanordning (29), varvid utväxlingsförhållandet (lm) är skiljt från ett, så att ett kugghjul (44) av den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) och den ingående axelns (28) drivande kuhgghjul (44) är inrättat att arbeta med ett förhållandevis lägre vridmoment, och varvid det andra kugghjulet (34) är inrättat att arbeta med ett förhållandevis högre vridmoment, varvid nämnda förhållandevis högre vridmoment är högre än nämnda för- hållandevis lägre vridmoment, kännetecknad av att den utgående axeln (26) är lagrad i den ingående axeln (28) i en huvudaxiallageranordning (156), som är inrättad att begränsa den utgående axelns (26) axiella rörelse i förhållande till den ingående axeln (28) i en första axiell riktning; att den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) är snedskuret i en första snedskärningsriktning; att den ingående axelns (28) drivande kugghjul (44) är snedskuret i en andra snedskärningsriktning, varvid nämnda andra snedskärningsriktning är densamma som nämnda första snedskärningsriktning vid ett positivt utväx- lingsförhållande (lm) och motsatt nämnda första snedskärningsriktning vid ett negativt utväxlingsförhållande (l(°(); och varvid kugghjulet (44) som är inrättat att arbeta med ett förhållandevis lägre vridmoment har en kuggsnedvinkel (Win) som överstiger kuggsned- vinkeln (Wow) för kugghjulet (34) som är inrättat att arbeta med ett förhållan- devis högre vridmoment.
9. Mobil fordonsväxelenhet enligt krav 8, vid vilken den utgående axeln (26) är inrättad på en första sida av huvudaxiallageranordningen (156) och vid vilken den ingående axeln (28) är inrättad på en andra sida av huvudaxial- lageranordningen (156), vilken andra sida är motsatt nämnda första sida.
10. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-9, vid vilken huvudaxial- lageranordningen /-arna (56, 62; 156) är dubbelriktad /-e för begränsning av den axiella rörelsen av den utgående och/eller ingående axeln (26, 28) i två axiella riktningar.
11. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-10, vid vilken den utgå- ende axeln och den ingående axeln (26, 28) är axiellt förbelastade i en förbe- lastningsanordning. 10 15 20 25 30 35 36
12. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-11, vid vilken den utgående axeln (26) och den ingående axeln (28) är väsentligen koncen- triska.
13. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-12, vid vilken den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) har en utgående axel-drivet kugghjul-delningsdiameter (Dom) och en utgående axel-drivet kugghjul- kuggsnedvinkel (W.,ut); vid vilken den ingående axelns (28) drivande kugghjul (44) har en ingående axel-drivande kugghjul-delningsdiameter (Din) och en ingående axel-drivande kugghjul-kuggsnedvinkel (Winx och vid vilken den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) och den ingående axelns (28) drivande kugghjul (44) uppfyller följande förhållande Din tan Tout mt 5* < Dom tan *Pm där lm är växelenhetens (24) utväxlingsförhållande. 0.2
14. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-13, vid vilken nämnda mellanaxelanordning innefattar åtminstone en mellanaxel (30) och möjligen ett flertal väsentligen parallella mellanaxlar (30, 32; 30', 32'), som är seriekopplade, varvid varje mellanaxel (30, 32; 30', 32') är försedd med ett snedskuret drivande kugghjul (36, 40; 36', 40') och ett snedskuret drivet kugghjul (38, 42; 382 42'), varvid varje mellanaxels (30, 32; 30', 32') drivna kugghjul (38, 42; 38', 42') är snedskuret i samma snedskärningsriktning som samma mellanaxels (30, 32; 30', 32') drivande kugghjul (36, 40; 36', 40').
15. Mobil fordonsväxelenhet enligt krav 14, vid vilken, för varje mellanaxel (30; 32; 30'; 32') av nämnda åtminstone en mellanaxel eller nämnda flertal mellanaxlar, det respektive drivande kugghjulet (36; 40; 36'; 40') har en drivande kugghjuI-delningsdiameter (Ddrjve, i) och en drivande kugghjul-kuggsnedvinkel (Wdrive, i); det respektive drivna kugghjulet (38; 42; 38'; 42') har en drivet kugghjuI-delningsdiameter (Damen. i) och en drivet kugghjul-kuggsnedvinkel 10 15 20 25 30 35 37 (Wd,iven_ i), varvid nämnda drivet kugghjul-kuggsnedvinkel (Wd,iven_ i) skiljer sig från nämnda drivande kugghjul-kuggsnedvinkel (Wdfivå i), och 0-2< KDdrive, iütan Wdriven, Û/(Ddriven, man Wdrive, < 5-
16. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-15, vilken växelenhet är en nedväxlingsväxelenhet (24).
17. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-16, vilken växelenhet (24) har ett utväxlingsförhållande (lm) mellan den ingående axeln (28) och den utgående axeln (26) på mindre än 30:1.
18. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-17, vilken växelenhet (24) har ett variabelt utväxlingsförhållande (lm).
19. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-18, vilken växelenhet (24) är en växelenhet för ett elektriskt drivet fordon (10).
20. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-19, vid vilken den utgående axelns (26) drivna kugghjul (34) är axiellt fast på den utgående axeln (26), och vid vilken den ingående axelns (28) drivande kugghjul är axiellt fast på den ingående axeln (28).
21. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-20, vid vilken vid varje mellanaxel (30; 32) av mellanaxelanordningen (29) mellanaxelns (30; 32) drivna kugghjul (38; 42) är axiellt fast i förhållande till mellanaxelns (30; 32) drivande kugghjul (36; 40).
22. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-21, vid vilken vid varje axel (26, 28, 30; 32) av växelenheten (24) det vinkelmässiga axelspelet 65 i förhållande till en annan axel av växelenheten (24) uppfyller villkoret es där nG står för antalet kuggar av ett kugghjul (34, 36, 38, 40, 42, 44) på nämnda axel (26, 28, 30; 32), varvid nämnda kugghjul (34, 36, 38, 40, 42, 44) är i ingrepp med ett kugghjul på nämnda andra axel. 38
23. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-22, vid vilken huvud- axiallagerhållaren (50) är en stödvägg (55), som är placerad mellan de axiella ändväggarna (78, 80) av växellådshuset (45).
24. Mobil fordonsväxelenhet enligt något av kraven 5-23, vid vilken den utgående axeln (26) avsmalnar inåt i riktning mot en huvudaxiallager- anordning (156).
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1250367A SE1250367A1 (sv) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Mobil fordonsväxelenhet |
US14/391,941 US20150068338A1 (en) | 2012-04-12 | 2013-04-05 | Mobile vehicle gear unit |
PCT/SE2013/050372 WO2013154487A1 (en) | 2012-04-12 | 2013-04-05 | Mobile vehicle gear unit |
CN201380030735.2A CN104364561A (zh) | 2012-04-12 | 2013-04-05 | 移动交通工具齿轮机构 |
EP13775467.7A EP2836743B1 (en) | 2012-04-12 | 2013-04-05 | Mobile vehicle gear unit |
ES13775467.7T ES2663434T3 (es) | 2012-04-12 | 2013-04-05 | Unidad de engranaje de vehículo móvil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1250367A SE1250367A1 (sv) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Mobil fordonsväxelenhet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1250367A1 true SE1250367A1 (sv) | 2013-10-13 |
Family
ID=49327937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1250367A SE1250367A1 (sv) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Mobil fordonsväxelenhet |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20150068338A1 (sv) |
EP (1) | EP2836743B1 (sv) |
CN (1) | CN104364561A (sv) |
ES (1) | ES2663434T3 (sv) |
SE (1) | SE1250367A1 (sv) |
WO (1) | WO2013154487A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE535444C2 (sv) * | 2010-10-13 | 2012-08-14 | Autoinvent Transip Ab | Stationär växelenhet |
US10291651B1 (en) | 2015-06-26 | 2019-05-14 | Juniper Networks, Inc. | Unified secure socket layer decryption |
DE102016200615A1 (de) * | 2016-01-19 | 2017-07-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Doppelzahnrad und Aktuator mit einem Stirnradgetriebe |
JP6883473B2 (ja) * | 2017-06-01 | 2021-06-09 | セイコーインスツル株式会社 | 輪列機構、ギヤボックス、駆動装置及び電子機器 |
CN112728011A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种用于对构斜齿轮传动性能测试的齿轮传动结构 |
US20220334027A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | Dodge Acquisition Co. | Systems and methods for predicting and updating gearbox lifetime expectancy |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB186908A (en) * | 1921-10-04 | 1923-12-27 | Westinghouse Gear And Dynamome | Improvements relating to helical reduction gears |
US1898198A (en) * | 1929-10-25 | 1933-02-21 | Ljungstroms Angturbin Ab | Gearing |
US2386367A (en) * | 1942-01-26 | 1945-10-09 | Wright Aeronautical Corp | Gear system |
CH292895A (fr) * | 1951-05-19 | 1953-08-31 | Mojica Suti Pedro | Mécanisme de transmission par engrenages. |
DE1053270B (de) * | 1955-06-15 | 1959-03-19 | Gewerk Eisenhuette Westfalia | Zahnraedergetriebe mit Schraegverzahnung |
US2863324A (en) * | 1956-04-02 | 1958-12-09 | Cain Dallas Ellsworth | Reduction gearing system |
US3011365A (en) * | 1958-02-15 | 1961-12-05 | Wilhelm G Stoeckicht | Planetary gearing with double helical gears |
US2982144A (en) * | 1958-04-21 | 1961-05-02 | Wallgren August Gunn Ferdinand | Gearing |
FR1522323A (fr) * | 1967-02-28 | 1968-04-26 | Mirrlees Nat Ltd | Perfectionnements aux dispositifs de transmission à engrenages |
US3559498A (en) * | 1969-03-26 | 1971-02-02 | Kennedy Van Saun Co | Floating pinion mounting for reduction gear units |
SE367155B (sv) * | 1972-09-06 | 1974-05-20 | Volvo Ab | |
US4297906A (en) * | 1977-09-29 | 1981-11-03 | Kenneth Costello | Gear box |
JPS5666544A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-05 | Toyota Motor Corp | Speed change gear for vehicle |
DE3018610C2 (de) * | 1980-05-13 | 1982-08-19 | Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf | Mehrwegegetriebe mit Lastausgleich, insbesondere für Schiffe |
DE4123493C2 (de) * | 1991-07-16 | 1998-04-09 | Daimler Benz Ag | Lagerung von Getriebewellen in einem Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges |
JPH0821489A (ja) * | 1994-07-08 | 1996-01-23 | Fanuc Ltd | 歯車装置 |
DE19654896C2 (de) * | 1996-06-17 | 1999-07-08 | Renk Ag | Getriebe |
JPH1159593A (ja) * | 1997-08-14 | 1999-03-02 | Fuji Heavy Ind Ltd | ヘリコプタの動力伝達装置 |
WO2000017540A2 (en) * | 1998-09-18 | 2000-03-30 | Allison Engine Company, Inc. | Propeller gearbox |
US6374689B1 (en) * | 2000-05-22 | 2002-04-23 | Harrier Technologies, Inc. | Continuous load balancing gear sets |
DE10052231A1 (de) * | 2000-10-21 | 2002-05-02 | Daimler Chrysler Ag | Fahrzeug |
US8375819B2 (en) * | 2001-02-08 | 2013-02-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co | Toothed piece for a geared motor, series of geared motors and connection |
GB2387422B (en) * | 2002-03-09 | 2004-08-18 | Hansen Transmissions Int | Gear unit |
DE10343993B4 (de) * | 2003-09-23 | 2020-04-02 | Zf Friedrichshafen Ag | Schaltgetriebe mit geringer Wellendurchbiegung |
JP5184035B2 (ja) * | 2007-10-05 | 2013-04-17 | 株式会社マキタ | 電動工具の減速機構 |
US8008798B2 (en) * | 2009-12-23 | 2011-08-30 | General Electric Company | Wind turbine drivetrain system |
SE535444C2 (sv) * | 2010-10-13 | 2012-08-14 | Autoinvent Transip Ab | Stationär växelenhet |
GB2513608B (en) * | 2013-05-01 | 2015-05-06 | Jaguar Land Rover Ltd | Transmission |
-
2012
- 2012-04-12 SE SE1250367A patent/SE1250367A1/sv not_active Application Discontinuation
-
2013
- 2013-04-05 ES ES13775467.7T patent/ES2663434T3/es active Active
- 2013-04-05 CN CN201380030735.2A patent/CN104364561A/zh active Pending
- 2013-04-05 US US14/391,941 patent/US20150068338A1/en not_active Abandoned
- 2013-04-05 EP EP13775467.7A patent/EP2836743B1/en active Active
- 2013-04-05 WO PCT/SE2013/050372 patent/WO2013154487A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2836743A1 (en) | 2015-02-18 |
CN104364561A (zh) | 2015-02-18 |
EP2836743A4 (en) | 2015-12-16 |
EP2836743B1 (en) | 2017-12-27 |
WO2013154487A1 (en) | 2013-10-17 |
ES2663434T3 (es) | 2018-04-12 |
US20150068338A1 (en) | 2015-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8968137B2 (en) | Motor vehicle drive train | |
US8007391B2 (en) | Differential apparatus for vehicle | |
US9638292B1 (en) | CVT differential | |
SE1250367A1 (sv) | Mobil fordonsväxelenhet | |
US7267022B2 (en) | Multistep transmission of a layshaft type | |
CN102252062B (zh) | 复式精密摆线减速器 | |
US10767742B2 (en) | Transaxle having chain final drive | |
JP6305123B2 (ja) | 四輪駆動車両のトランスファー構造 | |
US7562598B2 (en) | Seven-gear gearbox for a motorcar double clutch transmission | |
US10247107B2 (en) | Accessory gearbox for gas turbine engine | |
US20110070990A1 (en) | Drive system | |
CN202203345U (zh) | 复式精密摆线减速器 | |
EP3805608B1 (en) | Axle assembly having a differential assembly | |
RU2347092C2 (ru) | Редуктор газотурбинного двигателя | |
JP2012077798A (ja) | ギヤ支持構造 | |
US20110070996A1 (en) | Conical friction wheel type continuously variable transmission device | |
US20190136959A1 (en) | Locking bearing assembly | |
US7669494B2 (en) | Gear box with two pinion shafts | |
CN201621237U (zh) | 重型汽车十档机械式变速器总成 | |
US2739490A (en) | Transmission mechanism, including bevel pinions | |
KR101654501B1 (ko) | 유성 기어 감속기 | |
WO2019021555A1 (ja) | 自動車用差動装置および自動車用トランスミッション | |
RU224968U1 (ru) | Трехступенчатый судовой зубчатый редуктор | |
WO2011072601A1 (en) | Geared drive system with load sharing | |
JP2626116B2 (ja) | 航空機用減速機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAV | Patent application has lapsed |