SE1450627A1 - Växellåda för fordon samt fordon, som innefattar en sådan växellåda - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en växellåda (2) for fordon, innefattande en planetväxel (14) medett ringhjul (22), ett solhjul (18) och en planethjulshållare (20), på vilken minst ett pla-nethjul (24) är roterbart lagrat, vilket ringhjul (22) och solhjul (18) ingriper med detminst ena planethjulet (24) medelst kuggar (32); och en forsta axiellt forskjutbar kopp-lingshylsa (40), som i ett första växelläge är anordnad att frånkoppla en till växellådan(2) ingående axel (16) från planethjulshållaren (20) och i ett andra växelläge är anord-nad att sammankoppla den ingående axeln (16) med planethjulshållaren (20). En andraaxiellt förskjutbar kopplingshylsa (42), är i det första växelläget anordnad att samman-koppla ett kring planetväxeln (14) omgivande växellådshus (12) med ringhjulet (22)och i det andra växelläget anordnad att frånkoppla växellådshuset (12) från ringhjulet (22). Uppfinningen avser också ett fordon (1), som innefattar en sådan växellåda (2). (Pig. 2)

Description

20 25 30 riktning är beroende av i vilken riktning kugghjulen i planetväxeln är snedskuma.

Därmed kan rektionskraftema verka bakåt eller framåt i rotationsaxelns utbredning.

I en känd rangeväxellåda erhålls låg- respektive högväxel genom att ringhjulet för- skjuts axiellt mellan lågrangeläget, i vilket ringhjulet är rotationslåst i förhållande till växellådshuset, och högrangeläget, i vilket ringhjulet är roterbart i förhållande till väx- ellådshuset och där ringhjulet, planethjulen och solhjulet roterar som en sammanhäng- ande enhet. Planetväxeln innefattar två på vardera sida om ringhjulet anordnade kopp- lingsringar samt två synkroniseringsringar, som är anordnade på respektive sida av ringhjulet. Synkroniseringsringama har till uppgift att åstadkomma en synkron växling.

För all erhålla en god synkroniseringsfunktion i denna typ av rangeväxellåda måste den yta hos synkroniseringsringens tänder, vilken vetter mot ringhjulet och vilken är avsedd att ta emot ringhjulets tänder vid synkronisering, vara försedd med en vinkel, s.k. spärrvinkel, i förhållande till synkroniseringsringens rotationsaxel, vilken spärr- vinkel skall vara balanserad mot det brornsande moment, som synkroniseringsringen överför på ringhjulet för att synkront varvtal skall uppnås. Detta innebär att nämnda spärrvinkel måste vara utformad så att tänderna på synkroniseringsringen anligger på den del av ringhjulets tänder som är försedd med spärrvinkeln och inverkar tillräckligt på ringhjulet för att synkront varvtal kan erhållas och därefter lösgöras från den del av ringhjulets tänder, som är försedd med spärrvinkeln och när ringhjulet skall gripa in i aktuell kopplingsring när synkront varvtal erhållits. För att säkerställa att synkront varvtal uppnås innan ringhjulet tar sig förbi synkroniseringsringen i axiell riktning får tändema hos synkroniseringsringen inte släppa ringhjulets tänder för lätt.

När synkroniseringsringens tänder lösgjorts från ringhjulets tänder då synkront varvtal erhållits mellan ringhjul och kopplingsring kommer ringhjulet att förskjutas axiellt, så att synkroniseringsringen förs inåt i ringhjulet och stannar i ett axiellt läge i förhållande till ringhjulet, vilket axiellt läge bestäms av det läge där synkroniseringsringen träffar och anligger mot planethjulen hos planetväxeln. 10 15 20 25 30 Ringhjulets rörelsefrihet i axiell riktning begränsas av den geometriska utformningen av ringhjulets och kopplingsringens kuggar. Vid ringhjulets axiella ändlägen träffar och anligger ändytor vid ringhjulets kuggspetsar en runtomgående ändyta hos respek- tive kopplingsring, vilket medför att ringhjulet inte längre kan förskjutas i axiell rikt- ning.

Dokumentet WO0155620 visar en synkroniseringsanordning vid en planetväxel där planetväxeln innefattar ett solhjul, en planethjulhållare och ett ringhjul. Solhjulet är vridfast förbundet med den ingående axeln och ett antal planethjul ingriper med so lhju- let, vilka planethjul är roterbart lagrade på en med en utgående axel vridfast förbunden planethjulshållare. Ett axiellt förskjutbart ringhjul omsluter och ingriper med planet- hjulen. Växellådans låg- respektive högväxel erhålls genom att ringhjulet förskjuts axiellt mellan lågrangeläget och högrangeläget.

Dessa synkroniseringsanordningar utsätts emellertid för förslitning och medför stora kostnader vid reparation. Om rangeväxellådan skall överföra stora vridmoment kom- mer synkroniseringsanordningar uppvisa avsevärda dimensioner, som medför ökad vikt, ökat utrymmesbehov samt ökat tröghetsmoment. När högrangeläget är inkopplat kommer vridmoment att överföras från so lhjulet till planethjulen, vilket medför att fasetter kan bildas på solhjulets kugg?anker, vilket skapar missljud i växellådan och påskyndar förslitning av planetväxelns kugghjul.

Det finns rangeväxellådor i vilka synkroniseringsanordningama ersatts med bomfor- sedda kopplingshylsor. Genom att styra transmissionen så att synkront varvtal upp- kommer mellan de två komponenter som skall sammankopplas möjliggörs en axiell förskjutning av kopplingshylsan utmed de två komponenterna i syfte att förbinda och sammankoppla dem. När komponentema skall frånkopplas varandra styrs transmissio- nen, så att momentbalans uppkommer mellan komponentema, varvid kopplingshylsan inte överför vridmoment. Det blir då möjligt att förskjuta kopplingshylsan utmed kom- ponentema i syfte att frikoppla dem från varandra. 10 15 20 25 30 Med momentbalans avses ett tillstånd då ett vridmoment verkar på ett hos planetväxeln anordnat ringhjul, motsvarande produkten av momentet som verkar på planetväxelns planethjulshållare och planetväxelns utväxlingsförhållande samtidigt som ett vridmo- ment verkar på planetväxelns solhjul, motsvarande produkten av momentet som verkar på planethjulshållaren och (1- planetväxelns utväxlingsförhållande). I det fallet att två av planetvåxelns ingående delar, solhjul, ringhjul eller planethjulshållare, är samman- kopplade medelst en kopplingsenhet, överför denna kopplingsenhet inget moment mel- lan planetväxelns delar när momentbalans råder. Därmed kan kopplingsenheten på ett enkelt sätt förskjutas och planetväxelns ingående delar frikopplas.

Dokumentet US6l96944 visar en planetväxel som innefattar ett solhjul, en planethjul- hållare med planethjul och ett ringhjul. Solhjulet kan medelst en kopplingshylsa vrid- fast förbindas med den ingående axeln i ett lågrangeläge och frikopplas från den ingå- ende axeln i ett högrangelåge. I högrangeläget sammankopplas den ingående axeln med planethjulshållaren medelst samma kopplingshylsa. Ringhjulet är fast förbundet med ett växelhus. Den kända planetväxeln anordnas i en tillsatsväxellåda, som uppvi- sar enbart två växellägen.

De kända växellådoma kräver ofta en ?allständig demontering vid byte av en kompo- nent, vilket medför att det åtgår mycket tid och att det blir kostsamt att reparera växel- lådan.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar finns ett behov av att vidareutveckla en växellåda där växlings- tiderna är korta, där tillförlitligheten och driftsäkerheten hos transmissionen blir hög, och där alla i transmissionen ingående komponenter utnyttjas effektivt så att låg energi krävs vid växling. Det ?nns också ett behov av att vidareutveckla en växellåda, som uppvisar små dimensioner i förhållande till möjlig momentöverföring samt en växellå- da med låga axiella krafter, som verkar på huvudaxelns axiallager huvudväxellådan.

Det ?nns också en strävan att minska bränsleförbrukningen i ett fordon, som innefattar 10 15 20 25 30 växellådan och att minska buller från växellådan samt ett behov att vidareutveckla en växellåda som är enkel att reparera.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda, som medför kor- ta växlingstider. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att en växellåda, som medför hög till- förlitlighet och driftsäkerhet hos växellådan.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som utnyttjar alla i transmissionen ingående komponenter effektivt.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar små dimensioner i förhållande till möjlig momentöverföring.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda som minskar bränsleförbrukningen i ett fordon, som innefattar växellådan.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som kräver låg energi vid växling.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar låg ljudnivå.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som är enkel att reparera.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, med låga axi- ella krafter, som verkar på växellådans axiellager.

Dessa syften uppnås med en växellåda av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravet 1. 10 15 20 25 30 Dessa syften uppnås även med ett fordon, som innefattar en växellåda av det inled- ningsvis nämnda slaget, vilken kännetecknas av de särdrag som anges ipatentkravet 12.

Genom att den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan överför vridmoment från den ingående axeln till planethjulshållaren och vidare till den utgående axeln i det andra växelläget samt att den andra axiellt förskjutbara kopplingshylsan låser ringhjulet med växelhuset, så att vridmoment överförs från den ingående axeln via ringhjulet och pla- nethjulshållaren till den utgående axeln i det forsta växelläget erhålls en effektiv växel- låda med hög verkningsgrad och låga förluster. Växellådan kommer uppvisa ett mins- kat behov av smörjning samtidigt som fasettskador hos kugg?ankema minimeras.

Den axiella slaglängden hos respektive kopplingshylsa blir kortare jämfört med slag- längden hos ringhjulet hos en traditionell rangeväxellåda, vilket medför att det går snabbt att växla mellan olika våxellägen.

Den första och den andra kopplingshylsan kan var och en utföras med en begränsad längdutbredning, vilket medför att respektive kopplingshylsas massa blir låg. Den låga massan hos respektive kopplingshylsa medför att det går snabbt att växla mellan olika våxellägen.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen innefattar växellådan ett på planethjulshålla- ren lagrat axialstopp, som anligger mot och är förbundet med ringhjulet, vilket axial- stopp förhindrar ringhjulet att förskjutas axiellt. Därmed kommer ringhjulets axiella position att fixeras och planetväxelns kugghjul kan förses med antingen rakkugg eller snedkugg.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den andra axiellt förskjutbara kopplings- hylsan i det andra växelläget enbart förbunden med växelhuset, Den andra kopplings- hylsan kommer därmed inte ge upphov till masströghetskrafter i växellådan. 10 15 20 25 30 Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den ingående axeln förbunden med solhju- let, och planethjulshållaren förbunden med en hos växellådan utgående axel. Därmed uppvisar växellådan en enkel konstruktion, med ett fåtal komponenter.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den ingående axeln förbunden med solhju- let med ett splinesförband, som har en axiell utbredning, som medger en vinkelför- skjutning mellan den ingående axeln och solhjulets axel. Vid drift kommer huvudaxeln i huvudväxellådan under vissa drifttillstånd att krökas. Genom den tillåtna vinkelför- skjutningen i splinesförbandet kommer solhjulet inte påverkas av huvudaxelns böjning, vilket minskar påkänningama hos solhjulets kuggar.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är splinesförbandet så utformat att planetväx- eln kan monteras och demonteras i ett stycke på den ingående axeln. Därmed kan repa- rationskostnaderna minskas, eftersom tidsåtgången för reparationen minskar.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den första axiellt förskjutbara kopplings- hylsan på en inneryta försedd med första bommar, vilka är anordnade att samverka med motsvarande första bommar anordnade på den ingående axeln och planethjulshål- laren. En enkel och effektiv samman- och frånkoppling av den ingående axeln och planethjulshållaren erhålls därmed.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är den andra axiellt förskjutbara kopplings- hylsan på en inneryta försedd med andra bommar, vilka är anordnade att samverka med motsvarande andra bommar anordnade på ringhjulet och på växelhuset. En enkel och effektiv samman- och frånkoppling av ringhjulet och växelhuset erhålls därmed.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen skiljer sig antalet bommar på den första hyl- san från kuggantalet på ringhjulet. Därmed erhålles ett stort antal bestämda låsta posi- tioner mellan den andra kopplingshylsan och ringhjulet, vilket minimerar fasettbild- ning genom att ett stort antal fasetter kan bildas på kugghjulens kugg?anker. Fasetter- na kommer dock att ligga tätt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer att upp- levas som en huvudsakligen jämn yta hos kugg?ankema. Det optimala antalet bommar 10 15 20 25 30 kan beräknas för att erhålla så många möjliga fasetter som möjligt. Enligt uppfinningen kommer dock planethjulens kugg?anker inte utsättas för stora påkänningar i det andra växelläget. Därmed minimeras risken för bildandet av fasetter.

Enligt en utföringsforrn av uppfinningen är ringhjulets, solhjulets och det minst ena planethjulets kuggar utformade som sneda kuggar och utbreder sig i en vinkel i förhål- lande till respektive hjuls centrumaxel. Därmed erhålls en växellåda med stor moment- överföring och låg ljudnivå.

Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av följande detaljerade beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsforrner av uppfinning- en med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar ett fordon i en sidovy med en växellåda enligt föreliggande uppfin- ning, Fig. 2 visar en schematisk snittvy av växellådan enligt uppfinningen i ett lå- grangeläge, och Fig. 3 visar en schematisk snittvy av växellådan enligt uppfinningen i ett hö- grangeläge.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. l visar en sidovy av ett fordon 1, exempelvis en lastbil, som innefattar en växellå- da 2 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 2 ingår i en transmission 3, som inne- fattar en förbränningsmotor 4, en huvudväxellåda 6 och en kardanaxel 10. Förbrän- ningsmotorn 4 är kopplad till huvudväxellådan 6, som i sin tur är kopplad till växellå- 10 15 20 25 30 dan 2 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 2 är vidare kopplad till fordonets 1 drivhjul 8 via kardanaxeln 10. Växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning kallas även rangeväxellåda, och har till syfte att fördubbla antalet utväxlingsmöj ligheter. Växellå- dan 2 omges av ett växellådshus 12.

Fig. 2 visar en schematisk snittvy av en växellåda 2 enligt föreliggande uppfinning.

Växellådan 2 innefattar en planetväxel 14, som har en låg- respektive högväxel, med vilka huvudväxellådans 6 växlingsmöj ligheter kan indelas i ett lågrangeläge och ett högrangeläge. I ett första växelläge, som motsvarar lågrangeläget sker en nedväxling genom planetväxeln 14. I högrangeläget är utväxlingen 1:1 iplanetväxeln 14. Fig. 2 visar växellådan 2 i det första växelläget, motsvarande lågväxeln eller lågrangeläget.

Växellådan 2 inryms iväxellådshuset 12 och innefattar en ingående axel 16, som kan utgöras av en huvudaxel 26 hos huvudväxellådan 6. Planetväxeln 14 innefattar tre hu- vudkomponenter, som är roterbart anordnade i förhållande till varandra nämligen ett solhjul 18, en planethjulhållare 20 och ett ringhjul 22. På planethjulshållaren 20 är ett antal lagrade planethjul 24 anordnade. På planethjulshållaren 20 är också växellådans 2 utgående axel 28 anordnad, vilken är kopplad till fordonets 1 kardanaxel 10. Med kän- nedom om antal kuggar 32 hos solhjulet 18 och ringhjulet 22 kan de inbördes varvtalen hos de tre komponentema bestämmas under drift. Solhjulet18 är vridfast förbundet med den ingående axeln 16 och planethjulen 24 ingriper i nämnda solhjul 18. Ringhju- let 22 omsluter och ingriper i planethjulen 24. Kuggama 32 hos solhjulet 18, planethju- len 24 och ringhjulet 22 kan vara snedskuma, det vill säga de har en vinkel i förhållan- de till en för solhjulet 18, planethjulshållaren 20 och ringhjulet 22 gemensam rota- tionsaxel 30. Genom att skära kuggama 32 snett erhålls en reaktionskraft från de i pla- netväxeln 14 ingående kugghjulen 18, 22, 24 irotationsaxelns 30 riktning. Reaktions- kraftens riktning är beroende av i vilken riktning kuggama 32 iplanetväxeln 14 är snedskurna. Därmed kan rektionskrafterna verka bakåt eller framåt i rotationsaxelns 30 utbredning.

Den ingående axeln 16 är företrädesvis förbunden med so lhjulet 18 med ett splinesför- band 34, som har en axiell utbredning, som medger en vinkelförskjutning mellan den 10 15 20 25 30 10 ingående axeln 16 och solhjulets 18 axel 38. Vid drift kommer huvudväxelådans 6 huvudaxel 26 på grund av sin elasticitet och fjädrande egenskaper att under vissa drift- tillstånd och stor påkänning att krökas. När belastningen på huvudaxeln 26 minskar kommer huvudaxeln 26 återgå till sin ursprungliga form. Den ingående axeln 16 är vid sin ände försedd med en hylsa 36, som invändigt samverkar med omkretsen av ett parti hos solhjulets 18 axel 38 medelst splinesförbandet 34. Genom den tillåtna vinkelför- skjutningen i splinesförbandet 34 kommer solhjulet 18 inte påverkas av huvudaxelns 26 krökning, vilket minskar påkänningama hos solhjulets 18 kuggar 32. Splinesför- bandet 34 är företrädesvis så utformat att planetväxeln 14 kan monteras och demonte- ras i ett stycke på den ingående axeln 16. Därmed kan reparationskostnaderna minskas, e?ersom tidsåtgången för reparationen minskar.

En första axiellt förskjutbar kopplingshylsa 40 är i det första växelläget anordnad att frånkoppla en till växellådan 2 ingående axel 16 från planethjulshållaren 20 och är i det andra växelläget anordnad att sammankoppla den ingående axeln 16 med planethjuls- hållaren 20. En andra axiellt förskjutbar kopplingshylsa 42, är i det första växelläget anordnad att sammankoppla det kring planetväxeln 14 omgivande växellådshuset 12 med ringhjulet 22 och i det andra växelläget anordnad att frånkoppla växellådshuset 12 från ringhjulet 22.

Den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan 40 är på en inneryta försedd med första bommar 44, vilka är anordnade att samverka med motsvarande första bommar 44 an- ordnade på den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20. Motsvarande första bommar 44 anordnade på den ingående axeln 16 är utförda på periferin av en första krans 46, som är vridfast monterad på den ingående axeln 16. Motsvarande första bommar anordnade på planethjulshållaren 20 är utförda på periferin av en andra krans 48, som är vridfast monterad på planethjulshållaren 20.

Antalet första bommar 44 på den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan 40 och på den ingående axeln 16 överstiger företrädesvis antalet kuggar 32 på ringhjulet 22.

Därmed erhålles ett stort antal bestämda låsta positioner mellan ringhjulet 22 och den första kopplingshylsan 40, vilket minimerar uppkomsten av fasetter och medför att ett 10 15 20 25 30 11 stort antal fasetter kan bildas på kugghjulens 18, 22, 24 kuggar 32. Fasettema kommer dock att ligga tätt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer att upplevas som en huvudsakligen jämn yta hos kuggama 32. Fasettema påverkar därför inte växellådans 2 funktion och har ingen nämnvärd inverkan på kugghjulens 18, 22, 24 livslängd.

Den andra axiellt förskjutbara kopplingshylsan 42 är på en inneryta försedd med andra bommar 50, vilka är anordnade att samverka med motsvarande andra bommar 50 an- ordnade på ringhjulets 22 periferi och på ett utsprång 52, som är fast förbundet med växellådshuset 12.

Ett på planethjulshållaren 20 lagrat axialstopp 54 är anordnat att anligga mot ringhjulet 22, vilket axialstopp 54 förhindrar ringhjulet 22 att förskjutas axiellt. Axialstoppet 54 kan utgöras av en skivformad plåt, som medelst ett första axiallager 56 är lagrad på planethjulshållaren 20. Axialstoppet 54 är roterbart i förhållande till planethjulshålla- ren 20 och den ingående axeln 16, och följ er ringhjulets 22 rotation. Axialstoppet 54 medför dels att ringhjulet 22 fixeras axiellt, dels att växellådans 2 axiallagring av den ingående axeln 16 utsätts för mindre påfrestningar när kugghjulen 18, 22, 24 förses med snedskuren kugg. Ett andra axiallager 57 kan anordnas mellan solhjulets 18 axel 38 och planethjulshållaren 20 för att upptaga axialkrafter som uppkommer i solhjulet 18.

Växellådans 2 lågväxel erhålls genom att den första kopplingshylsan 40 förskjuts axi- ellt för att frånkoppla planethjulshållaren 20 från den ingående axeln 16 samtidigt, eller i nära anslutning till att den andra kopplingshylsan 42 förskjuts, så att ringhjulet 22 tillkopplas växellådshuset 12. Den axiella förskjutningen av den första och andra kopp- lingshylsan 40, 42 åstadkommes med en första och andra växlingsgaffel 58, 60, som anordnas i ett på den första respektive andra kopplingshylsans 40, 42 utsida runtomlö- pande spår 62. Den första växlingsgaffeln 58 påverkas av ett första kraftorgan 64 och den andra växlingsgaffeln 60 påverkas av ett andra kraftorgan 66. De första och andra kraftorganen 64, 66 kan utgöras av en pneumatisk eller hydraulisk cylinder. De första 10 15 20 25 30 12 och andra växlingsgaf?ama 58, 60 och de första och andra kraftorganen 64, 66 är schematiskt ritade i f1g. 2.

Företrädesvis har respektive kopplingshylsa 40, 42 en liten massa, vilket medför att det åtgår låg energi och kraft att för?ytta respektive kopplingshylsa 40, 42 vid växling.

Därmed kan en snabb växling under en kort tidsperiod utföras mellan de olika växellä- gena i växellådan 2.

Fig. 3 visar en snittvy av växellådan 2 enligt uppfinningen i det andra växelläget eller högrangeläget, ivilket den första kopplingshylsan 40 har förskjutits till vänster i fig. 3 för att sammankoppla den ingående axeln 16 med planethjulshållaren 20. Den andra kopplingshylsan 42 har förskjutits till vänster i fig. 3 för att frånkoppla ringhjulet 22 från växellådshuset 12. Den andra kopplingshylsan 42 kommer därmed enbart vara förbunden med växellådshuset 12, vilket innebär att den andra kopplingshylsan 42 blir stillastående och inte kommer att påverka masströghetskrafter i huvudväxellådan 6 vid rotationen av ringhjulet 22. Momentöver?åringen från den ingående axeln 16 till den utgående axeln 28 sker därmed via den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20 och vidare till den utgående axeln 28, varvid utväxlingen genom planetväxeln 14 blir 1:1.

Växellådan 2 enligt uppfinningen ?angerar enligt följ ande vid växling från det första till det andra växelläget, det vill säga från lågrangeläget till högrangeläget och skall beskrivas i samband med figurema 2 och 3. I fig. 2 har växellådan 2 växlats till lå- grangeläget, vilket medför att den första kopplingshylsan 40 förts till ett läge som frånkopplar den ingående axeln 16 från planethjulshållaren 20. Den första kopplings- hylsan 40 kommer inte att påverka masströghetskrafter i huvudväxellådan 6 vid rota- tionen av den ingående axeln 16. Den andra kopplingshylsan 42 har förts till ett läge som sammankopplar ringhjulet 22 med växellådshuset 12. Således arbetar växellådan 2 i lågrangeläget, varvid en nedväxling sker genom planetväxeln 14. Växlingsförloppet från lågrangeläget till högrangeläget sker genom att den andra kopplingshylsan 42 frånkopplas det första ringhjulet 22 när momentöverföringen mellan ringhjulet 22 och växellådshuset 12 upphör, vilket ästadkommes genom att frånkoppla förbränningsmo- 10 15 20 25 30 13 torn 4 från huvudväxellådan 6 genom en däremellan anordnad koppling 68. Alternativt styrs förbränningsmotom 4 så att momentbalans mellan ringhjulet 22 och växellådshu- set 12 alstras. När den andra kopplingshylsan 42 inte längre överför något vridmoment möjliggörs den axiella förskjutningen av den andra kopplingshylsan 42. Samtidigt eller efter en förutbestämd tidsperiod skall den forsta kopplingshylsan 40 förskjutas av den första växlingsgaffeln 58 för att sammankoppla planethjulshållaren 20 med den ingå- ende axeln 16. Detta åstadkommes genom att styra forbränningsmotom 4, så att den ingående axeln 16 roterar med ett varvtal som år anpassat till planethjulshållarens 20 varvtal. När den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20 roterar med samma varvtal kan den första kopplingshylsan 40 ingripa med de på den ingående axeln 16 utformade första bommama 44. Således arbetar växellådan 2 i högrangeläget.

För att växla till lågrangeläget ska den forsta kopplingshylsan 40 förskjutas av den första våxlingsgaffeln 58 åt höger i ?g. 3 för att frikoppla planethjulshållaren 20 från den ingående axeln 16. Detta möjliggörs genom att upphöra med momentöverföringen mellan den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20, vilket åstadkommes genom att frånkoppla förbränningsmotom 4 från huvudväxellådan 6 genom kopplingen 68.

Alternativt styrs forbränningsmotom 4 så att momentbalans mellan den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20 alstras. När den första kopplingshylsan 40 inte längre överför något vridmoment möjliggörs den axiella förskjutningen av den första kopp- lingshylsan 40. Samtidigt eller efter en förutbestämd tidsperiod skall den andra kopp- lingshylsan 42 förskjutas av den andra växlingsgaffeln 60 i riktning mot ringhjulet 22 for att därmed sammankoppla ringhjulet 22 med växellådhuset 12. Eftersom den andra kopplingshylsan 42 år stillastående måste ringhjulet 22 bringas till ett stillastående läge innan sammankopplingen sker mellan den andra kopplingshylsan 42 och ringhjulet 22.

Detta åstadkommes genom att styra forbränningsmotom 4, så att den ingående axeln 16 roterar med ett varvtal som är anpassat till planethjulshållaren 20 och planethjulens 24 varvtal, vilket medför att ringhjulet 22 kommer att stå stilla. Når ringhjulet 22 står stilla kan den andra kopplingshylsan 42 ingripa med de på ringhjulet 22 utformade andra bommarna 50. Således arbetar växellådan 2 i lågrangeläget, vid vilket en ned- växling sker genom växellådan 2. 10 15 20 25 30 14 En elektronisk styrenhet 70 är kopplad till växellådan 2, huvudväxellådan 6, förbrän- ningsmotorn 4 och kopplingen 68 för att utföra växelstegen ovan. Företrädesvis kan ett antal inte visade varvtalsgivare i växellådan 2, huvudväxellådan 6, förbränningsmotom 4 vara anslutna till styrenheten. En annan dator 72 kan också vara ansluten till styren- heten 70. Styrenheten 70 kan vara en dator med lämplig programvara för detta ända- mål. Styrenheten 70 och/eller datom 72 innefattar ett datorprogram P, som kan innefat- ta rutiner för att styra växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning. Programmet P kan vara lagrat på ett exekverbart vis eller på komprimerat vis i ett minne M och/eller i ett läs/skrivminne. Företrädesvis tillhandahålles en datorprogramprodukt, som innefattar en programkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra växelstegen ovan, när nämnda programkod körs på styrenheten 70 eller en annan dator 72 ansluten till styrenheten 70. Nämnda programkod kan vara icke ?yktigt lagrad på nämnda av en dator läsbara medium.

Den ovan beskrivna växellådan 2 är fördelaktig ur tillverknings- och monteringssyn- punkt, då erforderlig bearbetning av ingående delar är enkel och dessutom antalet in- gående delar är litet. Utformningen är vidare sådan att utrymmesbehovet i såväl axiell som radiell led är ringa. Den beskrivna växellådan 2 kan användas även i andra sam- manhang än vad som har beskrivits ovan. Sålunda år det t.ex. möjligt att utnyttja den vid hydrauliska automatväxellådor där ett flertal växellådor med planetväxlar sam- mankopplas med varandra.

Enligt ett utförande av uppfinningen år det möjligt att anordna en första kopplingsring (inte visad) och minst en första synkroniseringsring (inte visad) mellan den första kopplingshylsan 40 och planethjulshållaren 20, vilken första kopplingshylsa 40 är an- ordnad att sammankopplas med den första kopplingsringen i det första växelläget.

Därmed kan en mekanisk synkronisering mellan den ingående axeln 16 och plant- hjulshållaren 20 åstadkommas. På motsvarande sätt kan en andra kopplingsring (inte visad) och minst en andra synkroniseringsring (inte visad) anordnas mellan den andra kopplingshylsan 42 och ringhjulet 22, vilken andra kopplingshylsa 42 är anordnad att sammankopplas med den första kopplingsringen (inte visad) i det första växelläget.

Därmed kan en mekanisk synkronisering mellan ringhjulet 22 och växellådshuset 12 15 åstadkommas. Funktionen hos växellådan 2 enligt detta utförande fungerar på motsva- rande sätt som med kopplingshylsorna 40, 42 utan synkronisering, men istället för att alstra momentbalans med förbrånningsmotorn 4 och upphöra med momentöverföring genom urkoppling av förbrånningsmotorn 4 kommer kopplingsringama och synkroni- seringsringama tillse att samman- och frånkoppling av ingående axel 16 och planet- hjulshållare 20 respektive ringhjul 22 och våxellådshus 12 möjliggörs.

Angivna komponenter och särdrag som anges ovan kan inom ramen for uppfinningen kombineras mellan olika angivna utföringsformer.

Claims (12)

10 15 20 25 30 16 Patentkrav

1. Växellåda för fordon, innefattande en planetväxel (14) med ett ringhjul (22), ett sol- hjul (18) och en planethjulshållare (20), på vilken minst ett planethjul (24) är roterbart lagrat, vilket ringhjul (22) och solhjul (18) ingriper med det minst ena planethjulet (24) medelst kuggar (32); och en forsta axiellt förskjutbar kopplingshylsa (40), som i ett första växelläge är anordnad att frånkoppla en till växellådan (2) ingående axel (16) från planethjulshållaren (20) och i ett andra växelläge är anordnad att sammankoppla den ingående axeln (16) med planethjulshållaren (20), kännetecknad av en andra axiellt förskjutbar kopplingshylsa (42), som i det första växelläget är anord- nad att sammankoppla ett kring planetväxeln (14) omgivande växellådshus (12) med ringhjulet (22) och i det andra växelläget är anordnad att frånkoppla växellådshuset (12) från ringhjulet (22).

2. Växellåda enligt krav 1, kännetecknad av att ett på planethjulshållaren (20) lagrat axialstopp (54) anligger mot och är förbundet med ringhjulet (22), vilket axialstopp (54) förhindrar ringhjulet (22) att förskjutas axiellt.

3. Växellåda enligt något av kraven 1 - 2, kännetecknad av att den andra axiellt för- skjutbara kopplingshylsan (42) i det andra växelläget enbart är förbunden med växel- lådshuset (12).

4. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den ingående axeln ( 16) är förbunden med solhjulet (18), och att planethjulshållaren (20) är förbunden med en hos växellådan (2) utgående axel (28).

5. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den ingående axeln ( 16) är förbunden med solhjulet (18) med ett splinesförband (34), som har en axiell utbredning, som medger en vinkelförskjutning mellan den ingående axeln (16) och solhjulets (18) axel (38). 10 15 20 25 30 17

6. Växellåda enligt krav 5, kännetecknad av att splinesförbandet (34) är så utformat att planetväxeln (14) kan monteras och demonteras i ett stycke på den ingående axeln (16).

7. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan (40) på en inneryta är försedd med första bommar (44), vilka är anordnade att samverka med motsvarande första bommar (44) anordnade på den ingående axeln (16) och planethjulshållaren (20).

8. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra axiellt förskjutbar kopplingshylsan (42) på en inneryta är försedd med andra bommar (50), vilka är anordnade att samverka med motsvarande andra bommar (50) anordnade på ringhjulet (22) och på växellådshuset (12).

9. Växellåda enligt krav 8, kännetecknad av att antalet första bommar (44) på den forsta axiellt forskjutbara kopplingshylsan (40) och på den ingående axeln (16) över- stiger antalet kuggar (32) på ringhjulet (22).

10. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ringhjulets (22), solhjulets (18) och det minst ena planethjulets (24) kuggar (32) är utformade som sne- da kuggar (32) och utbreder sig i en vinkel i förhållande till planetväxelns (14) rota- tionsaxel (30).

11. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att växellådan (2) är en rangeväxellåda och att den ingående axeln (16) är kopplad till en huvudväxellåda (6)-

12. Fordon (1), kännetecknat av att det innefattar en växellåda (2) enligt något av kraven 1-11.