SE1350083A1

SE1350083A1 - Synkroniseringsanordning för en växellåda, växellåda med sådan synkroniseringsanordning samt fordon med en sådan växellåda

Info

Publication number: SE1350083A1
Application number: SE1350083A
Authority: SE
Inventors: Dieter Slapak
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-07-29
Also published as: KR101740011B1; SE540199C2; DE112014000339T5; KR20150105427A; WO2014116176A1

Abstract

Uppfinningen avser en synkroniseringsanordning (10) för en växellåda (6) innefattande ett första bromshjul (12) för ingrepp med ett första kugghjul (14) på en första axel (16), ett andra bromshjul (18) för ingrepp med ett andra kugghjul (20) på en andra axel (22), vilket första kugghjul (14) är anordnat att driva det första bromshjulet (12), och vilket andra kugghjul (20) är anordnat att driva det andra bromshjulet (18). Ett bromselement (24) är anordnat mellan det första och andra bromshjulet (12, 18), vilket bromselement (24) är anordnat att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra axeln (16, 22) när bromselementet (24) utövar ett bromsmoment mellan det första och andra bromshjulet (12, 18). Uppfinningen avser också en växellåda (6), som innefattar en sådan synkroniseringsanordning (10). Uppfinningen avser också ett fordon (1), som innefattar en sådan växellåda (6).(Fig2)

Description

15 20 25 30 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar finns ett behov att vidareutveckla en synkroniseringsanordning för en växellåda, så att växellådan och därmed det fordon i vilket växellådan är monterad kan utföras kortare och med lägre vikt, vilket skulle medföra en kostnadsbesparing vid tillverkning av både växellådan och fordonet samt en besparing av drivmedel för drift av fordonet. Om for- donets förbrukning av drivmedel kan minskas finns även förutsättningar att minska utsläpp av emissioner från fordonet.

Syﬁet med föreliggande uppfinning är således att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en växellåda, som medför en begränsad längdutbredning hos växellådan.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en växellåda, som medför en låg vikt hos växellådan. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en väx- ellåda, som medför en ökad livslängd hos växellådan.

Dessa syften uppnås med en synkroniseringsanordning för en växellåda av det i inledningen nämnda slaget, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet 1.

Genom att ersätta synkroniseringsringama med synkroniseringsanordningar, som innefattar ett bromselement mellan det första och andra bromshjulet, kan den första och andra axeln bromsas till lämpligt varvtal, så att en synkron växling mellan två växelsteg kan utföras i väx- ellådan.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen kan bromselementet utgöras av en lamellbroms, vil- ken kan styras pneumatiskt eller hydrauliskt. Åtminstone en varvtalsgivare kan vara kopplad till den första och den andra axeln för att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln och för att därmed avgöra styrningen av synkroniseringsanordningama när växling mellan olika växellägen skall utföras.

Genom manövrering av synkroniseringsanordningen kan enligt en utföringsforrn av uppfin- ningen även varvtalet till en rangeväxellådas ingående axel styras, så att växling mellan de 10 15 20 25 30 olika växellägena i rangeväxellådan kan ske utan inverkan och behov av synkroniseringsring- af.

Som ett exempel kan en traditionell dubbelkopplingsväxellåda med åtta synkroniseringsringar ersättas med fyra synkroniseringsanordningar enligt uppfinningen. Därmed kan växellådans storlek, vikt och tillverkningskostnad minskas med hjälp av den föreslagna uppfinningen.

Genom att kombinera en dubbelkopplingsväxellåda med en rangeväxellåda kan ett mycket stort antal växelsteg erhållas, vilket medför Ökad manövrerbarhet hos ett fordon. När dubbel- kopplingsväxellådan kombineras med en rangeväxellåda kan rangeväxellådans synkronise- ringsringar uteslutas, vilket medför minskad storlek, vikt och tillverkningskostnad hos range- växellådan. En Ökad livslängd hos dubbelkopplingsväxellådan och rangeväxellådan kan också förväntas.

Ovan angivna syften uppnås även med en växellåda av det i inledningen nämnda slaget, Vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet 8.

Ovan angivna syften uppnås även med ett fordon av det i inledningen nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet l0.

Ytterligare egenskaper och fördelar med uppfinningen framgår av efterföljande beskrivnings- exempel.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsforrn av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar i en schematisk sidovy ett fordon innefattande en växellåda enligt föreliggande uppﬁnning, Fig. 2 visar en delvy av växellådan innefattande en synkroniseringsanordning enligt förelig- gande uppfinning, Fig. 3 visar en delvy av växellådan enligt ﬁg. 2 i ett annat snittplan, och 10 15 20 25 30 Fig. 4 Visar en delvy av växellådan enligt föreliggande uppfinning försedd med en rangeväx- ellåda.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPP- FINNINGEN Fig. 1 visar ett fordon 1 i en schematisk sidovy, vilket fordon 1 är försett med en förbrän- ningsmotor 2, som driver fordonets 1 drivhjul 4 via en växellåda 6 enligt föreliggande uppfm- ning. Växellådan 6 är kopplad till drivhjulen 4 via en konventionell transmission innefattande bland annat en kardanaxel 8.

Fig. 2 visar en delvy genom av växellådan 6, som innefattar en synkroniseringsanordning 10 enligt föreliggande uppﬁnning. Synkroniseringsanordningen 10 innefattar ett forsta bromshjul 12 for ingrepp med ett första kugghjul 14 på en forsta axel 16 samt ett andra bromshjul 18 för ingrepp med ett andra kugghjul 20 på en andra axel 22. Det forsta kugghjulet 14 är anordnat att driva det första bromshjulet 12 och det andra kugghjulet 20 är anordnat att driva det andra bromshjulet 18. Synkroniseringsanordningen 10 innefattar också ett bromselement 24 i form av en lamellbroms 24, som är anordnad mellan det första och andra bromshjulet 12, 18. La- mellbromsen 24 har till uppgift att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra ax- eln 16, 22 genom att utöva ett bromsmoment mellan det första och andra bromshjulet 12, 18.

Vid en förutbestämd varvtalsskillnad mellan den forsta och andra axeln 16, 22 eller när den forsta och andra axeln 16, 22 står stilla eller roterar med samma varvtal sker en växling mel- lan olika växelsteg i växellådan 6. För att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln 16, 22 minst en varvtalssensor 26 är anordnad vid den första och andra axeln 16, 22. Som ett al- temativ kan den första och andra axeln 16, 22 vara försedda med var sin varvtalssensor. Med vetskap om varvtalet hos den forsta och andra axeln 16, 22 kan den första och andra axeln 16, 22 med hjälp av synkroniseringsanordningen 10 bromsas till ett varvtal och en varvtalsskill- nad som medger synkron växling mellan två växelsteg i växellådan 6.

Det forsta brornshjulet 12 är anordnat på en första bromsaxel 28 och det andra bromshjulet 18 är anordnat på en andra bromsaxel 30, vilka bromsaxlar 28, 30 är koaxiella och roterbart lag- rade i växellådan 6. Den första och andra bromsaxeln 28, 30 är förbunden med lamellbromsen 24. Det forsta och andra bromshjulet 12, 18 är försedda med kuggar 32 for ingrepp med det 10 15 20 25 30 respektive första och andra kugghjulet 14, 20. Därmed kommer bromshjulen 12, 18 enligt den visade utföringsforrnen att vara utformade som kugghjul eller kuggkransar.

Växellådan 6 enligt det visade utföringsexemplet är en dubbelkopplingsväxellåda, där den forsta och andra axeln 16, 22 är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra. Den första och andra axeln 16, 22 kan växelvis medelst en kopplingsanordning 34 sammankopplas och från- kopplas förbränningsmotorns 2 drivaxel 36. Det forsta kugghjulet 14 är enligt den i fig. 2 vi- sade utföringsforrnen anordnat på den första axeln 16 och det andra kugghjulet 20 är anordnat på den andra axeln 22.

Fig. 3 visar en delvy av växellådan 6 enligt fig. 2, men i ett annat snittplan. Av fig. 3 framgår att det första och andra kugghjulet 14, 20 är i ingrepp med respektive första och andra kugg- hjulselement 38, 40, som är roterbart lagrade på en sidoaxel 42. Genom att bromsa den första och andra axeln 16, 22 till lämpligt varvtal kan kugghjulselementen 38, 40 på sidoaxeln 42 in- och urkopplas med sidoaxeln 42 medelst manöverhylsor 44, som styrs av inte visade manö- vergafflar. Därmed kan olika växellägen erhållas i växellådan 6. I en dubbelkopplingsväxellå- da 6 är ﬂer än en sidoaxel 42 anordnade beroende på antal växelsteg. Dock är enbart en sido- axel 42 visad på figurema. För det fall ﬂer sidoaxlar 42 är anordnade i växellådan 6 är före- trädesvis även ﬂer synkroniseringsanordningar 10 enligt uppfinningen anordnade i växellådan 6. Som ett exempel kan en traditionell dubbelkopplingsväxellåda med åtta synkroniserings- ringar ersättas med fyra synkroniseringsanordningar 10 enligt uppfinningen. Därmed kan växellådans 6 storlek, vikt och tillverkningskostnad minskas.

Genom att kombinera dubbelkopplingsväxellådan 6 med en rangeväxellåda 46 kan ett mycket stort antal växelsteg erhållas, vilket medför ökad manövrerbarhet hos fordonet 1. När dubbel- kopplingsväxellådan 6 kombineras med en rangeväxellåda 46 kan även rangeväxellådans 46 synkroniseringsringar uteslutas, vilket medför minskad storlek, vikt och tillverkningskostnad hos rangeväxellådan 46. En ökad livslängd hos dubbelkopplingsväxellådan 6 och rangeväxel- lådan 46 kan också förväntas när traditionella synkroniseringsringar ersätts av synkronise- ringsanordningama 10 enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar en delvy av växellådan enligt uppfinningen. En rangeväxelåda 46 är anordnad vid växellådans 6 utgående axel. Rangeväxellådan 46 innefattar en planetväxel 48 med ett solhjul 50, en planethjulshållare 52 på vilken planethjul 54 är lagrade samt ett axiellt förskjutbart 10 ringhjul 56. Enligt den i f1g. 4 visade utföringsforrnen utgör den första axeln 16 solhjulet 50 i rangeväxellådan 46, vilket so1hju150 är i ingrepp med synkroniseringsanordningens 10 första bromshjul 12. Den andra axeln 22 utgör planethjulshållaren 52, vilken är lagrad på den första axeln 16. Planethjulshållaren 52 är i ingrepp med det andra bromshjulet 18, varvid synkroni- seringsanordningen 10 är utforrnad att styra solhjulet 50 och planethjulshållaren 52 till en varvtalsskillnad, som medger ringhjulet 56 att föras i ingrepp med planethjulshållaren 52 eller med ett kring rangeväxellådan 46 anordnat växellådshus 58 beroende på om rangeväxellådan 46 skall växlas till låg eller högväxel. Den axiella förskjutningen av ringhjulet 56 åstadkom- mes med en inte visad manövergaffel.

Angivna komponenter och särdrag som anges ovan kan inom ramen för uppfinningen kombi- neras mellan olika angivna utföringsformer.

Claims

10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Synkroniseringsanordning för en växellåda (6) innefattande: ett första bromshjul (12) för ingrepp med ett första kugghjul (14) på en första axel (16), ett andra brornshjul (18) fór ingrepp med ett andra kugghjul (20) på en andra axel (22), vilket första kugghjul (14) är anordnat att driva det första bromshjulet (12), och vilket andra kugghjul (20) är anordnat att driva det andra bromshjulet (18), kännetecknad av ett bromselement (24), som är anordnat mellan det första och andra bromshjulet (12, 18), vil- ket bromselement (24) är anordnat att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra axeln (16, 22) när bromselementet (24) utövar ett bromsmoment mellan det forsta och andra bromshjulet (12, 18).

2. Synkroniseringsanordning enligt krav 1, kännetecknad av att det första bromshjulet (12) är anordnat på en första bromsaxel (28) och det andra bromshjulet (18) är anordnat på en andra bromsaxel (3 0), vilka bromsaxlar (28, 30) är koaxiella och roterbart lagrade i växellå- dan (6).

3. Synkroniseringsanordning enligt krav 2, kännetecknad av att den första och andra broms- axeln (28, 30) är förbunden med brornselementet (24).

4. Synkroniseringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att brorns- elementet (24) är en lamellbroms.

5. Synkroniseringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det första och andra bromshjulet (12, 18) är försedda med kuggar (32) för ingrepp med det respektive första och andra kugghjulet (14, 20).

6. Synkroniseringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att minst en varvtalssensor (26) år anordnad att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln (16, 22).

7. Synkroniseringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första axeln (16) är förbunden med ett solhjul (5 0) i en rangeväxellåda (46), vilket solhjul (5 0) är i 10 15 ingrepp med det första bromshjulet (12), och den andra axeln (22) är förbunden med en på solhjulet (5 0) lagrad planethjulshållare (52) i rangeväxellådan (46), vilken planethjulshållare (52) är i ingrepp med det andra bromshjulet (18), varvid synkroniseringsanordningen (10) är utforrnad att styra solhjulet (5 0) och planethjulshållaren (52) till en varvtalsskillnad, som medger ett hos rangeväxellådan (46) anordnat ringhjul (5 6) att foras i ingrepp med planet- hjulshållaren (52) eller med ett kring rangeväxellådan (46) anordnat växellådshus (58) bero- ende på om rangeväxellådan (46) skall växlas till låg eller hö gväxel.

8. Växellåda (6), kännetecknad av att den innefattar en synkroniseringsanordning (10) enligt krav 1.

9. Växellåda (6) enligt krav 8, kännetecknad av att växellådan (6) är en dubbelkopplings- växellåda.

10. Fordon (1), kännetecknat av att det innefattar en växellåda (6) enligt krav 8.