SE410951B - Anordning for att underletta vexling vid manuellt manovrerbara vexellador - Google Patents

Description

3 7807669-2 Föreliggande uppfinning avser en växlingsanordning, vid vilken servoreglerade hjälpkraftorgan ej betingar användande av en rörelseöverförande växelstàng, utan avser en växlingsanordning som med fördel även kan användas vid arrangemang med växelspaken direkt påverkande växelförannekanismen. Den uppfinningsenliga anord- ningen kan därigenom användas vid såväl frambyggda som torpedbyggda lastbilar, vilket innebär betydande fördelar ur standardiserings- och servicesynpmkt.

Den uppfinningsenliga anordningen hänför sig till mekaniska växellådor innefat- tande ett växlingsförarhus i vilket en växlingsföraraxel är vridbart och axiellt förskjutbart lagrad, varvid på växlingsföraraxeln är anfäst àtwninstone en hävarm med en vridkraftöverförande förbindning, vilken växlingsföraraxel under ett väl- jarsteg förskjutes axiellt till ett förvalt kopplingsläge och under ett in- och urkopplingssteg bibringas vridning för in- eller urkopplíng av ifrågavarande växel, varvid uppfinningen i huvudsak utmärkes av att vridförbindningen mellan växlingsföraraxeln och hävarmen är utformad med ett begränsat spel i båda vrid- ningsrikmingama, vilket spel under en in- eller urkopplingsrörelses begynnande skede medgiver en relativ frigångsrörelse mellan växlingsföraraxeln och hävarmen, varunder en i växlingsmekanisxnen anordnadstyrventil aktiveras och på känt sätt utlöser tillkoppling av en tryclonediunstyrd servocylinder, som med förankring i ett fast stativ och med anslutning till en ann på växlingsföraraxelir är anordnad att till huvudsaklig del utföra växlingsarbetet.

Vidare utmärkes uppfinningen av att styr-ventilen för till- och frånkoppling av servocylindem är integrerad i hävarmen. Detta medför att den uppfinningsenliga anordningen innefattar förhållandevis enkla komponenter som lätt kan installeras i ett fordon utan större utrymuestagande. - Övriga uppfinningen utmärkande egen- skaper framgår av bifogade patentkrav-och efterföljande beskrivning av en fördel- aktig utföringsfoim. Beskrivningen utföres därvid under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka Figur 1 med en perspektivvy schematiskt visar en uppfinningsenlig växlingsanordriing, Figur 2 visar en längdvy av en i växlingsanordningen ingående växlings- föraraxel med växlingsorgan, Figur 3 visar ett snitt I-I enligt figur 2, Figur 4 visar ett tvärsnitt av en splinesförbindning på växlingsförar- axeln och Figur 5 visar med ett likadant snitt som figur 3 en alternativ utfonmiing av en styrventil. _ Den i figurerna 1 och 2 visade växlingsanordningen för ett fordon är manuellt manövrerbar med en växelspak 1. Denna är utformad med en lculfomad ansats 1a,medelst vilkenväxelspaken 1 är ledbart lagrad mellan två i ett fast lagerhus 13a anbringade lagerskålar 2, en övre och en mindre. Lagerhuset 13a utgör del av en fast konsol 13, 7807669-2 _ 4 som med fyra skruvförband 19 är anfäst i ett växlingsförarhus 16, som i sin tur är anfäst till fordonets växellåda (ej visad). Den xmdre lagerskålen 2 anligger mot en botten i lagerhuset 13a och ovanför den övre lagerskålen 2 är i lagerhuset 13a fast- klämd en låsbricka 14. Såväl lagerhusets 13a botten och låsbrickan 14 är försedda med hål för genomförande av växelspaken 1. Lagerskålarna 2 är utformade med lculfornaa- de säten som omsluter ledkulan 1 a och medgiver växelspaken 1 allsidiga vridningsrö- relser. För begränsande därav är i den kulforznade ansatsen 1a på växelspaken 1 upp- taget ett radiellt spår 1c, i vilket en i lagerhuset 13a från insidan anbringad styr- tapp 15 ingriper. En dylik styrning förhindrar att växelspaken 1 kan vridas kring sin axellinj e och den begränsar även växelspakens 1 vickningsrörelser till att i hu- vudsak ske i två mot varandra vinkelräta plan.

Växelspakens 1 nedre ände är också utformad med en ledkula 1b, vilken är anordnad att ingripa i ett lagerhål i nedre änden 3a på en hävarm 3 som är anfäst på en väx-g lingsföraraxel 4. Nämnda axel är vridbart och axiellt förskjutbart lagrad i växlings- förarhuset 16 med hjälp av två bussningar 18. För avtätning är i vardera änden på växlingsförarhuset 16 anbringad en avstrykare 17, som anligger mot växlingsföraraxeln 4 . Inne i växlingsförarhuset 16 är på växlingsföraraxeln 4 anfäst en växelförare 5, ett s k växlingsfinger, och på utsidan om växlingsförarhuset 16 är på växlingsförar- axeln 4 även anfäst en päverkningsarm 6, vilken är utformad som en hävann. Påverk- ningsanuen 6 är anordnad att samverka med en i och för sig känd kraftförstärkande anordning 7 för utförande av mekaniska rörelser. Vid det exemplifierade utförandet utgöres den s k servoanordningen 7 av en ställcylinder innefattande åtminstone ett trycköverförande element (ej visat) som under inverkan av ett tryckmediwn påverkar en utgående axel 7b förskjutningsrörelser. Servoanordningen 7 kan vara styrd antingen med ett hydrauliskt eller pneunlatiskt tryckmedimn. I figur 1 är illustrerat en pneu- matiskt styrd servoanordning 7, vilken innefattar en dubbelverkande tryckluftcylinder som via ett fast öra 7a i ena änden är vridbart anfäst till locket på växellådan.

I yttre änden på den ur cylindern utgående axeln 7b är anfäst en bygel 8, medelst - vilken den utgående axeln 7b är ledbart anfäst till nedre änden på påverkningsannen 6.

Cylindern i servoanordningen 7 matas med tryckmediuxn via endera av två ledningar 10,11 under inverkan av en i hävannen 3 anordnad styrventilfunktion. Beroende därav kan servoanordningen 7 med dragande eller tryckande förskjutningsrörelser påverka växlingsföraraxeln 4 vridningsrörelser i båda riktningarna.

Den uppfirmingsenliga växlingsanordningen hänför sig till växellådor vid vilka växellägen väljas under ett första steg medelst axiell förskjutning av växlingsfö- raraxeln 4 och vid vilka inkoppling av ett växelläge sker i ett andra steg genom vridning av växlingsföraraxeln 4. Det första steget, väljarsteget, utföres genom att bibrínga växelspaken 1 en vickande rörelse i ett plan parallellt med växlings- föraraxeln 4 och det andra steget, inkopplingssteget, utföres genom att bibringa växelspaken 1 en vickande rörelse i ett plan vinkelrätt mot växlíngsföraraxeln 4.

Väljarsteget kräver ringa kraft och kan därför .utföras rent manuellt tmder det att 7807669-2 .5 inkopplingssteget är mera arbetskrävande och fördelsvis utföres med hj älpkrafts- understöd från servoanordningen 7. Under inkopplingssteget medbringar växelföra- ren' 5, det s k växlíngsfingret, på känt sätt aktuella växelorgan (ej visade) till samverkan med varandra.

I figur 3 är visad en utformning av en styrventil integrerad i hävarmen 3, vil- ken fortsättningsvis benämnes växlingshävann. Nämnda styrventil är anordnad att ak- tiveras under inkopplingssteget och att därvid reglera till- och frånkoppling av servoanordningen 7. En inkoppling av ett växelläge från ett neutralläge kan enligt känt mönster ske med dragande eller skjutande påverkan av växelspaken 1, varvid växlingsföraraxeln 4 bibringas vridning i endera riktningen. Med hänsyn därtill är det erforderligt att utrusta styrventilen för en dylik dubbelfunktion. I växlings- hävarmen 3 och växlingsföraraxeln 4 är därför upptaget ett vertikalt ansatsfornmt hål för genomförande av en ventilstång 27. Denna är försedd med tre kulformade an- satser 27 a-c, en i vardera änden på ventilstången 27 samt en ansats 27b i axiellt läge närliggande den nedre ändkulan 27c. Via den senare stöder ventilstången 27 mot det i växlingshävamen 3 under växlingsföraraxeln 4 upptagna bottenhålet, varvid mellankulan 27b intager läge i undre delen av det genomgående hålet i växlingsförar- axeln 4. Ventilstångens 27 övre ändkula 27a är anordnad att ingripa i ett genomgå- ende vertikalt hål på en ventilkolv 24. Ovanför ändkulan 27a är det i växlingshäv- armen 3 upptagna vertikala hålet tilltäppt med en plugg 26.

Ventilkolven 24 är förskjutbart lagrad i ett horisontellt hål genomgående väx- lingshävannen 3 ovanför växlingsföraraxeln 4. På vardera sidan om styrhålet för ven- tilstången 27 är ventilkolven 24 utrustad med en mot lagringshålets mantelyta anlig- gande tätningsríng 25 och utanför nämnda avtätning är ventilkolven 24 utformad med en hylsfonrnad förlängningsdel, som är anordnad att påverka en ventilplatta 21 vid ventilregleríng. Vardera ventilplattan 21 är ínnesluten i en hylsformad ändkâpa 20, vilken med tvâ flänsskruvar 28 är fast anbringad i växlingshävarmen 3.

Ventilplattan 21 består av en med radiella nabbar stansad plåt på vilken är fast- vulkat ett gununiskikt. Med stöd mot dels kâpans 20 inre vägg och dels nabbarna på ventilplattan 21 trycks den senare till anliggning mot en styrplåt 23. Denna är fast- klämd mellan växlingshävarmen 3 och ändkåpan 20 och är försedd med ett frigångshål för ventilkolvens 24 förlällgningsdel, varigenom styrplåten 23 kan anses utgöra ett ventilsäte. I vardera ändkåpan 20 är upptaget ett inloppshål med ledningsförbindelse 9 till en tryckluftkälla. Ventilkolvsutrynnnet är försett med två utloppsöppningar, en på vardera sidan om den egentliga kolven 24. Nämnda utloppsöppningar har lednings- förbindelser 10,11 med inloppsöppningar i servoanordningen 7. I figur 1 är nämnda ledningar 9,10,11 schematiskt återgivna och i figurerna 1 och 2 ärockså visat ett avluftningshål 12 från det :avgränsade utrymmet mellan ventilplattorna 21.

Vàlxlingshävarmcn 3 är amfäst på všixlingsfißrzlraxcln 4 medelst spllnes-förlaindnlng och två i axiell riktning lägesfixerade låsringar 12, en på vardera sidan om växlings- hävamen 3. Innanför varje låsring 12 anbringas lämpligen en friktionsbricka 29, vil- ken kan vara utformad att samverka med en tätningsbricka 30. I 7807669-2 6 Som framgår av figur 4 utformas splines-förbmdningen med ett spel, d v s ett glappruxn mellan växlingsföraraacelrxs 4 kuggflanker 41 och växlingshävarmens 3 respek- tive kuggspårsprofiler 42. Vid ett enligt figur 3 visat neutralläge för styrventilen intager fkuggarna på växlingsföraraxeln 4 ett i figur 4 visat mellanläge i respektive kuggspår på växlingshävannen 3. Nämnda centrering sker genom att en i växlingshäv- armen 3 förskjutbart lagrad spärrkropp 32 av fjäderkraft trycks ned i en motsvarande fördjupning i växlingsföraraxeln 4. Spärrkroppen 32 är försedd med en hals kring vil- ken en fjäder 33 omsluter och med stöd mot en i växlingshävarrnen 3 ingängad propp 34 påverkar spärrkroppen 32 att utöva centreringsverkan på splines-förbindningen. Med en dylik eftergivlig spärrfunktion reduceras även växlingsanordningens kärrslighet för vibrationer.

Då växlingshävannen 3 under ett inkopplingssteg påverkas av en yttre kraft från växelspaken 1 komer spelet i splines-förbindningen 41,42 att minska till följd av den relatívrörelse som uppstår mellan växlingshävamen 3 och växlíngsföraraxeln 4.

Nedre ändkulan Z7c på ventilstången 27 kommer därvid att medfölja växlingshävannen 3 under det att mellankulan 27b intager oförändrat läge i växlingsföraraxeln 4. Det- ta medför att den övre ändkulan 27a rör sig i motsatt riktning den nedre ändkulan 27c. Till följd av en förhållandevis stor utväxling. komer den övre ändkulan 27a att röra sig en längre sträcka än den undre ändkulan 2.7c, varxmder den övre ändku- lan 27a påverkar ventilkolven 24 att med dess förlängningsdel pressas till anligg- ning mot ventilplattan 21 och att undantrycka denna från ventilsätet i styrplattan 23. Via ledningen 9 inmatas därvid tryckluft genom ringformade spalter mellan ven- tilplattan 21, styrplåten 23 och kolvens 24 förlängningsdel och vidareledes genom en utloppsöppning och en av ledningarna 10 eller 11 till servoanordningen 7.

I och med att servoanordningen 7 aktiveras av tillförd tryckluft utsätts påverk- ningsannen 6 för kraftpåverkan som strävar att vrida växlingsföraraxeln 4. Detta medför att spelet i splines-förbindningen 41,42 åter ökar och att den övre ändkulan 27a på ventilstången 27 strävar att återgå till utgångsläge under medbringande av ventilkolven 24. Ventílplattan 21 pressas därvid åter till anlíggning mot ventilsä- tet på styrplåten 23 och bryter på så sätt luftförbindelsen till servoanordningen 7.

Den tryckluft som finns kvar i servoanordningen .7 och i styrventilens avskilda ut- rymme evakueras därvid genom avluftningshålet 12.

För att motverka upphörande av hjälpkraft från servoanordníngen 7 är det erforder- ligt att under ett inkopplingssteg applicera en följ sam konstant kraft på växelspa- ken 1.. Om erforderlig kraft för växling skulle vara mindre än den kraft som åtgår för att påverka spärrkroppen 32 sker växling utan hjälp av servoanordningen 7. Och om erforderlig växlingskraft skulle vara större än den kraft som servoanordningen 7 kan utöva eller om servoanordningen 7 av någon anledning ej kan fungera på avsett sätt, exempelvis genom tryckluftbortfall, kan växling ske rent manuellt under ut- nyttjande av splines-förbindningen 41,42 mellan växlingshävarznen 3 och växlingsfö- raraxeln 4.

Claims (9)

7807669-2 7 Växlingsanordniiigen enligt uppfinningen är inte bunden till den visade och be- skrivna utföringsfomen, utan kan inom ramen för efterföljande patentkrav modi- fieras i alternativa utföringsformer. Sàtillvida är det inte erforderligt att in- tegrera styrventilen i växlingshävannen 3, utan derma kan likaväl utformas som en till en hävarm anslutbar enhet. I figur S är visat hur ett ventilhus 35 medelst ett antal skruvar 36 är anslutet till ett övre plan på växlingshävannen 3. I res- pektive ändar på ventilhuset 35 är med flänsskruvar 28 anfäst en ventilstyrning 40 och en ändkâpa38,39. I ändkàpan är upptaget ett inloppshàl för tryckmediun, som via en kanal i ventilhuset 35 har förbindelse med utrymmet innanför den andra ändkåpan 38. Från de av ventilkolveng24 avskilda utrymnena mellan ventilplattoma 21 är i ventilhuset 35 upptagna utloppshål, vilka på tidigare angivet sätt kom- municerar med servoanordningen 7 via ledningama 10 och 11. Även i övrigt uppvisar den i figur 5 visade utformningen konkreta och funktionella likheter med den tidi- gare beskrivna växlingsanordningen. [Ippfizmiiigezi kan även tillämpas vid växlingsanordningar innefattande en mellan växelspaken 1 och växlingshävamen 3 anordnad växlingsståzng, varvid förbindelsen till växlingshävannezi lämpligen bör utgöras av en konventionell kulled. Inom ramen för uppfinningstarüezi är det ej heller erforderligt att anordna styr- ventilen integrerad i eller ansluten till växlingshävannen 3. Styrventilen kan li- kaväl anordnas i en annan vridningsförbindrxing mellan växlingsföraraxeln 4 och ett därtill anslutande organ, exempelvis växelföraren 5, 'varvid nämnda förbindning bör utformas för att medgiva en relativ frigångsrörelse i båda vridningsrikmingarna. Under nämnda frigångsrörelse kan servoanordningen 7 aktiveras för att verka som hj älpkraft 'mder en växlingsoperations inkopplingssteg. PIÄITENTKRAV

1. Anordning för att underlätta växelmanärrering vid mekaniska växellådor i fordon, företrädesvis lastbilar, vilka innefattar ett växlingsförarhus (16) i vilket en växlingsföraraxel (4) är vridbart och axiellt förskjutbart lagrad, varvid på växlingsföraraxeln (4) är anfästkåuninstone en hävann (3,5) med en vridkraftöverförande förbindning, vilken växlingsföraraxel (4) under ett väljar- steg förskjutes axiellt till ett förvalt kopplingsläge och tmder ett in- och urkopplingssteg bibringas vridning för in- eller urkoppling av ifrågavarande växel, k ä n n e t e c k n a d av att vridförbiixdningen mellan växlingsförar- axeln (4) och hävarmen (3,5) är utformad med ett begränsat spel i båda vrid- ningsrikmirngama, vilket spel under en in- eller urkoppliingsrörelses begynnande skede medgiver en relativ frigångsrörelse mellan växlingsföraraxeln (4) och häv- armen (3,5), vanincler en i växlingsmekanismen anordnad styrventil aktiveras och pà känt sätt utlöser tíllkoppling av en tryclonediunstyrd servocylinder (7), som med förankring i ett fast stativ och med anslutning till en ann (6) på växlings- föraraxeln (4) är anordnad att till huvudsaklig del utföra växlingsarbetet. 7807669-2

2". Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att styrventilen för till- och frånkoppling av servocylindern (7) är integrerad i hävarmen (3,5).

3. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att ett ventil- hus (35) med däri innefattade ventilorgan för styrning av servocylindem (7) är anslutet till ett plan på hävannen (3,5).' '

4. Anordning enligt patentkrav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att hävamen (3) via en kulled står under inverkan av rörelser från en manöverspak (1), varigenom växlingsföraraxeln (4) bibringas aaclella förskjutningsrörelser och vridningsrörelser, varvid styrventílen och kulleden är anordnade på var sin sida om den hävarmen (3) genomgående växlingsföraraxelxi (4).

5. Anordning enligt något av patentkraven 2, 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att vridkraftförbiildrxingen mellan växlingsföraraxeln (4) och hävannen (3,5) ut- göres av en splinesförbindning (41,42) i vilken knggar (41) pädet ena organet (4) är anordnade att ingripa i kuggspår (42) på det andra organet (3,5) med ett jämnt fördelat spel.

6. Anordning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att kuggama (41) centreras i kuggspåren (42) av en i hävannen (3,5) förskjutbart lagrad konisk spärrkropp (32), vilken under inverkan av en fjäder (33) pressas till ingrepp i en motsvarande fördjupning i växlingsföraraxeln (4).

7. Anordning enligt patentkravó, k ä n n e t e c k n a d av att i ett ver- tikalt bottenhål i hävarmen (3,5) är vickbart lagrad en ventilstång (27) som genomgår ett hål i växlingsföraraxeln (4) och med dess övre ände (27a) ingriper i en horisontellt lagrad ventilkolv (24) i styrventilen.

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att ventil- stången (27) är utformad med minst en kulformad ansats (27b) som vid relativa vridningsrörelser mellan hävarmen (3,5) och växlingsföraraxeln (4) påverkar ven- tilstången (27) vickande sidorörelser, vilka av ventilstången (27) utväxlas till förskjutningsrörelser för ventílkolven (24) i styrventilen.

9. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att ventilkolven (24) är symmetriskt utformad och att den på vardera sidan om anslutningen till ventilstången (27) är anordnad att samverka med ventilorgan (21 ,23) för regler-ande tillförsel och avluftrling av tryckluft till och från servocylindem (7). 1)