SE433870B - Vexellada for fordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 8206299-3 Föreliggande uppfinning avser en växellåda av i beskrivningsin- gressen angivet slag, vilken växellåda bättre än kända växellådor uppvisar fördelar vad gäller ett stort antal olika utväxlingar i lämpliga utväxlingssteg, små inbyggnadsdimensioner och små frik- tionsförluster.

Med avseende därpå utmärkes uppfinningen i huvudsak av att kring den ingående axeln är roterbart lagrat ett andra kuggdrev som medelst en koppling kan vridfast förbindas med den ingående axeln och att nämnda andra kuggdrev ingriper i ett sidokugghjul på en andra sido- axel, vilken även uppbär ett antal ytterligare sidokugghjul som in- griper i växel kugghjulen på huvudaxeln.

I den uppfinningsenliga växellådan utnyttjas en del av kugghjulen för flera olika utväxlingsförhållanden. Såtillvida utnyttjas för backväxlingar förutom ett backkugghjul samma kugghjul som vid framåt- växlingar. Detta medför ett reducerat behov av antalet kugghjul och som en följd därav kan växellådan också utformas med förhållandevis små dimensioner.

Vid direktdrivning av växellådan, dvs när växellådans ingående axel är direkt förbunden med växellådans utgående axel, är flertalet kugghjul frikopplade och växellådans friktionsförluster är därför jämförelsevis låga.

Ytterligare uppfinningen utmärkande egenskaper framgår av efter- följande beskrivning av en uppfinningen exemplifierande fördelaktig utföringsform. Beskrivningen utföres med hänvisning till bifogade ritningar, av vilka Figur 1 visar en växellåda, huvudsakligen i ett axiellt längdsnitt, Figur 2 visar ett schematiskt tvärsnitt II-II enligt Figur 1, Figur 3 visar ett shcematiskt tvärsnitt III-III enligt Figur 1 och Figur 4 visar dels schematiskt växellådan enligt Figur 1 och dels ett kopplingsschema för densamma.

En i Figur 1 visad växellåda för tyngre fordon, t ex lastbilar, innefattar i ett växellådshus 1 en inre gavel 2. Medelst ett koniskt rullager 11 är i nämnda gavel 2 roterbart lagrad ena änden av en in- gående axel 3, vars andra ände är avsedd anslutas till fordonets driv- källa (ej visad). På den i växellâdshuset 1 ingående axeländen är an- f&tenmæmdmæe4.

I ingående axelns 3 axiella riktning är i växellädshuset 1 roter- 10 15 20 25 30 35 8206299-5 bart lagrad en huvudaxel 6. Den inre änden är med ett koniskt rullager 28 lagrad i ett cylinderfornat bottenurtag i medbringaren 4 och huvud- axelns 6 andra ände är med ett koniskt rullager 29 lagrad i en yttre gavel 7 pä växellådshuset 1. Denna andra ände av huvudaxeln 6 utgör växellådans utgående axel 8.

Parallellt med ingående axeln 3 och huvudaxeln 6 är i växellåds- huset 1 roterbart lagrad dels en första sidoaxel 9 och dels en andra sidoaxel 10, vars respektive ändar medelst konventionella rullager är lagrade i växellådshusets respektive gavlar 2,7. Den andra sidoaxeln 10 är i Figur 1 illustrerad i ett separat läge, mer av Figurerna 2 och 3 framgår att den är belägen bakom de visade axlarna 3,6,9. Det i Figur 1 visade axiella läget för sidoaxeln 10 överensstämmer dock med verkliga läget i växellâdans längdriktning.

Växellâdans olika axlar 3,6,9,10 uppbär ett antal med varandra sam- verkande kugghjul och kopplingar medelst vilka kugghjulen kan vridfast sammankopplas med respektive axlar.

Den med ingående axeln 3 fast förbundna medbringaren 4 är utvändigt utformad som ett kugghjul, vilket fortsättningsvis benämnes det första kuggdrevet 12. Detta ingriper i ett pâ den första sidoaxeln 9 anfäst första sidokugghjul 13. På den första sidoaxeln 9 är dessutom roter- bart lagrade ett andra sidokugghjul 14 och ett tredje sidokugghjul 15.

Mellan det andra och tredje sidokugghjulet 14,15 är anordnad en första koppling 16 medelst vilken endera av det andra eller tredje sidokugg- hjulet 14 respektive 15 kan vridfast sammankopplas med den första sidoaxeln 9. De båda sidokugghjulen 14,15 utgör växelkugghjul som in- griper i var sitt motsvarande växelkugghjul 23,24 på huvudaxeln 6.

Kopplingen 16 mellan växelkugghjulen 14,15 på sidoaxeln 9 utgöres av en synkroniseringskoppling innefattande en med sidoaxeln 9 vridfast förbunden kopplingsmuff 17. Denna är utformad med utvändiga kopplings- tänder som ingriper i invändiga kopplingständer på en kopplingsmuffen 17 omslutande axiellt förskjutbar kopplingshylsa 18. De båda växelkugg- hjulen 14,15 är vart och ett vridfast förbundet med en synkroniserings- kona 19,20 som är utformad med utvändiga kopplingständer. I nämnda kopplingständer kan kopplingshylsans 18 invändiga kopplingständer alter- nativt bringas ingripa vid axiell förskjutning av kopplingshylsan 18, varvid en vridfast förbindning erhålles mellan sidoaxeln 9 och det kugg- hjul 14,15 mot vilket kopplingshylsan 18 förskjutes. 10 20 25 30 35 8206299-3 Mellan kopplingsmuffen 17 och respektive kugghjuls 14,15 synkroni- seringskona 19,20 är anordnad en synkroniseringsring 21,22 som är av- sedd att vid kopplingsförlopp åstadkomma varvtalsutjämning mellan kopplingsmuffen 17 och aktuellt kugghjul 14,15 innan sammankoppling sker.

Synkroniseringskopplingen 16 manövreras med en luftcylinder el- ler en växelspak (ej visad), som via en konventionell länköver- föringsmekanism (ej visad) påverkar en kopplingsgaffel en axiell förskjutningsrörelse. Eftersom en dylik synkroniseringskoppling och dess manöverorgan är väl känd inom växellädstekniken avgränsas den- samma från närmare beskrivning.

Växelkugghjulen 23,24 på huvudaxeln 6 är roterbart lagrade och mel- lan desamma är på huvudaxeln 6 anordnad en andra koppling 25, medelst vilken endera av dessa växelkugghjul 23,24 kan vridfast sammankopplas med huvudaxeln 6. Den andra kopplingen 25 innefattar en med huvudaxeln 6 vridfast förbunden kopplingsmuff 26 och en axiellt förskjutbar kopp- lingshylsa 27. Kopplingsmuffen 26 är utformad med utvändiga kopplings- tänder vilka ingriper i invändiga kopplingständer på kopplingshylsan 27. Genom axiell förskjutning kan kopplingshylsan bringas ingripa i kopplingständer på det växelkugghjul 23,24 mot vilket kopplingshylsan 27 förskjutes och därvid uppnå vridfast förbindning mellan växelkugg- hjulet 23,24 och huvudaxeln 6. Manövreringen av den andra kopplingen 25 sker på konventionellt sätt och med hjälp av en delvis visad kopp- lingsgaffel 30.

Medbringaren 4 är utformad med ett sig axiellt utsträckande nav, på vilket ett andra kuggdrev 31 är roterbart lagrat. Mellan nämnda andra drev 31 och det andra växelkugghjulet 23 på huvudaxeln 6 är anordnad en tredje synkroniseringskoppling 33. Denna är utformad på samma sätt som den första synkroniseringskopplingen 16 och är avsedd att alterna- tivt sammankoppla medbringaren 4 med det andra drevet 31 eller med hu- vudaxeln 6. Med avseende härpâ innefattar synkroniseringskopplingen 33 en med medbringaren 4 medelst splinesförband vridfast förbunden kopp- lingsmuff 32, som är utformad med utvändiga kopplingständer vilka in- griper i invändiga kopplingständer på en kopplingsmuffen 32 omslutande axiellt förskjutbar kopplingshylsa 35. Drevet 31 är vridfast förbundet med en synkroniseringskona 36 och på huvudaxeln 6 är anfäst en synkroni- seringskona 34. Båda konorna 34,36 är utformade med utvändiga kopplings- 15 20 25 30 35 8206299-3 tänder, i viika koppiingshyisans 35 invändiga koppiingständer kan in- gripa vid axieii förskjutning av koppiingshyisan 35. Meiian koppiings- muffen 32 och de båda synkroniseringskonorna 34,36 är anordnade kon- ventionelïa synkroniseringsringar 37,38.

Det andra drevet 31 ingriper i ett på den andra sidoaxein 10 anfäst sidokugghjui 39. Pâ den andra sidoaxein 10 är även anfäst tvâ ytter1i- gare sidokugghjuï 40,41, av vilka ett ingriper i det första växeikugg- hju1et 24 på huvudaxein 6, medan det andra sidokugghjuiet 40 ingriper i det andra växeikugghjuiet 23 på huvudaxeln 6.

Det med drevet 31 ingripande sidokugghjuiet på den andra sidoaxeïn 10 ingriper även i ett på den första sidoaxein 9 roterbart iagrat back- kugghjui 42, viïket är axie11t iokaiiserat me11an det första sidokugg- hjuiet 13 och det andra sidokugghjuiet 14. Meiian backkugghjuiet 42 och det andra sidokugghjuiet 14 är anordnad en fjärde koppiing 44. Denna är utformad anaiogt med den tidigare omnämnda andra koppiingen 25 och inne- fattar en med sidoaxeïn 9 vridfast förbunden koppiingsmuff 43. En med koppiingsmuffen 43 vridfast förbunden koppiingshyisa 45 kan axieiit förskjutas ti11 ingrepp med kopplingständer på backkugghjuiet 42, var- vid backkugghjuïet 42 erhå11er vridfast förbindning med den första sidoaxein 9. ' I Figur 4 i11ustreras växeiiâdans principieiia uppbyggnad och dess- utom visas schematiskt hur oïika inkoppiingar ger oiika utväxïingsmöj- ïigheter. Växeiiâdan är utrustad för sju oiika framâtväxiar F1-F7 och två s k backväxiar R1-R2. Växeiiâdan har även ett neutraiiäge, i vii- ket respektive koppïingar 25,44 är frikoppiade. Ett vridmoment på den ingående axein 3 medför i neutraiiäge att enbart det första drevet 12 och det första sidokugghjuiet 13 på sidoaxein 9 bringas rotera medan övriga kugghjuï är frikoppiade.

I ett första växeiiäge F1 sammankoppias det andra drevet 31 med den ingående axe1n 6 med hjäp av den tredje koppïingen 33. Därvid drives den andra sidoaxein 10 och de därmed fast förbundna sidokugg- hjuien 39,40,41. Det första växeikugghjuiet 24 på huvudaxein 6, som ingriper i sidokugghjuiet 41, bibringas såiedes drivning. Genom att medeist den andra koppïingen 25 vridfast sammankoppia det första växel- kugghjuiet 24 med huvudaxein 6 överföres vridmoment ti11 huvudaxein 6, som också utgör växeiiådans utgående axe1 8. Om den andra koppiingen 25 däremot sammankopp1ar huvudaxeïn 6 med det andra växeïkuggjuïet 23 10 15 20 25 30 35 82062199-3 erhålles på analogt sätt ett växelläge F4 under förutsättning av att den första kopplingen 33 fortfarande sammankopplar ingående axeln 3 med det andra drevet 31. * I dessa tvâ växellägen F1 och F4 medroterar det första drevet 12 och det därmed i ingrepp varande första sidokugghjulet 13 på den första sidoaxeln 9. Genom att både den tredje och fjärde kopplingen 33,34 är frikopplade kommer inget av de övriga sidokugghjulen 14,15 på den första sidoaxeln 9 att vara sammankopplade med sidoaxeln 9. Däremot kommer både det andra och tredje sidokugghjulet 14,15 att rotera på grund av sina respektive ingrepp med växelkugghjulen 23,24 på huvud- axeln 6, vilka växelkugghjul 23,24 drivas på grund av sina respektive ingrepp med sidokugghjulen 40,41 på den andra sidoaxeln 10.

I ett andra växelläge F2 överföres drivmoment från den ingående axeln 3 via det första drevet 12 till det första sidokugghjulet 13 och den därmed fast förbundna första sidoaxeln 9. Medelst den första kopplingen 16 sammankopplas det andra sidokugghjulet 14 med sidoaxlen 9 och kan därmed överföra vridmoment till det andra växelkugghjulet 23 på huvudaxeln 6. Nämnda växelkugghjul 23 är dock ej kopplat till huvudaxeln 6. I växelkugghjulet 23 ingriper emellertid det på den andra sidoaxeln 10 anfästa sidokugghjulet 40 och via detsamma er- håller den andra sidoaxeln 10 drivning. Det därpå anfästa sidokugg- hjulet 41 ingriper i det första växelkugghjulet 24 och överför driv- ning till huvudaxeln 6 genom samverkan med den andra kopplingen 25.

I ett växelläge F3 överföres drivmoment från ingående axeln 3 via det första drevet 12 och det första sidokugghjulet 13 till den första 1 sidoaxeln 9. Genom den första kopplingen 16 erhåller det tredje sido- kugghjulet 15 drivning, som genom sitt ingrepp med det första växel- kugghjulet 24 också bibringar detsama drivning. Den andra kopplingen 25 är därvid anordnad sammankoppla det första växelkugghjulet 24 med huvudaxeln 6, varvid vridmoment överföres till växellådans utgående axel 8.

Samtidigt erhåller även sidokugghjulet 41 på den andra sidoaxeln 10 drivning genom sitt ingrepp med det första växelkugghjulet 24 på huvudaxeln 6. Detta medför att den andra sidoaxeln 10 och det därmed förbundna andra sidokugghjulet 40 också bibringas rotation. Om den andra kopplingen 25 därvid sammankopplar det andra växelkugghjulet 23 med huvudaxeln 6 erhållesettväxelläge F6. - ¿ 10 15 20 25 30 8206299-3 I ett växelläge F5 överföres vridmoment från den ingående axeln 3 via det första drevet 12 och det första sidokugghjulet 13 till den första sidoaxeln 9. Den första kopplingen 16 sammankopplar därvidi sidoaxeln 9 med det andra sidokugghjulet 14, vilket är i ingrepp med det andra växelkugghjulet 23 pä huvudaxeln 6. Detta växelkugghjul 23 är i sin tur genom den andra kopplingen 25 sammankopplat med huvud- axeln 6.

Vid inkoppling av ett växelläge F7 sammankopplar den tredje kopp- lingen 33 ingående axeln 3 med huvudaxeln 6. Nämnda växelläge kallas direktväxelläge, enär växellâdans ingående axel 3 överför vridmoment till huvudaxeln 6 utan utväxling i växellådan. Det pâ den ingående axeln 3 anfästa första drevet 12 bringar därvid det första sidokugg- hjulet 13 och den därmed förbundna sidoaxeln 9 att rotera medan alla övriga kugghjul är frikopplade. Även i backväxellägena R1 och R2 överför det första drevet 12 rota- tionsrörelser till det första sidokugghjulet 13 och den därmed fast förbundna första sidoaxeln 9. Den fjärde kopplingen 44 sammankopplar därvid sidoaxeln 9 med backkugghjulet 42, som därigenom erhåller drivning. Backkugghjulet 42 ingriper i sidokugghjulet 39 på den andra sidoaxeln 1D och driver nämnda axel med en rotationsriktning motriktad den som erhålles vid inkoppling av framâtväxlarna F1-F7. Via sidokugg- hjulen 40,41 bibringas även växelkugghjulen 23,24 på huvudaxeln 6 mot- satt rotationsriktning och genom att medelst den andra kopplingen 25 sammankoppla endera växelkugghjulet 23,24 med huvudaxeln 6 erhållas de tvâ olika backväxellägena R2 respektive R1.

Uppfinningen kan inom ramen för efterföljande patentkrav modifieras och utformas annorlunda än vad som angives i ovan beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utföringsform. Sâtillvida kan det beskriv- na backkugghjulet 42 och den fjärde kopplingen 44 helt elimineras om i stället det första sidokugghjulet 13 på den första sidoaxeln 9 anord- nas ingripa i ett pä den andra sidoaxeln 10 anordnat frikopplingsbart backkugghjul. I backväxellägena sammankopplas detta backkugghjul med den andra sidoaxeln 10, som därvid erhåller drivning via det första sidokugghjulet 13.

Claims (8)

8206299-3 10 15 20 25 30 P A T E N T K R A V

1. Växellåda för fordon innefattande en roterbart lagrad ingående axel (3) och en koncentriskt med denna roterbart lagrad huvudaxel (6), som utgör växellådans utgående axel (8), samt en parallell med dessa axlar (3,6) roterbart lagrad sidoaxel (9), varvid ett första kuggdrev (12) är anfäst på den ingående axeln (3) och ingriper i ett sidokugg- hjul (13) på nämnda sidoaxel (9) och varvid huvudaxeln (6) uppbär ett antal växelkugghjul (23,24) som ingriper i ett motsvarande antal kugg- hjul (14,15) på sidoaxeln (9) för att bilda olika utväxlingsförhållan- den för växellådan, k ä n n e t e c k n a d av att kring den ingående axeln (3) är roterbart lagrat ett andra kuggdrev (31) som medelst en koppling (33) kan vridfast förbindas med den ingående axeln (3) och att nämnda andra kuggdrev (31) ingriper i ett sidokugghjul (39) på en andra sidoaxel (10), vilken även uppbär ett antal ytterligare sido- kugghjul (40,41) som ingriper i växelkugghjulen (23,24) på huvudaxeln <6). i

2. vaxeiiäaa eniigt patentkrav 1, k a n n e t e C kln a a av att sidokugghjulen (39,40,41) pâ den andra sidoaxeln (10) är fast förbund- na med varandra.

3. Växellåda enligt patentkrav 2, på huvudaxeln (6) är roterbart lagrade åtminstone tvâ växelkugghjul (23,24), vilka medelst en koppling (25) kan vridfast sammankopplas med huvudaxeln (6).

4. Växellåda enligt patentkrav 3, det första sidokugghjulet (13) är vridfast förbundet med den första sidoaxeln (9) och att på densamma är roterbart lagrade åtminstone tvâ ytterligare sidokugghjul (14,15), vilka medelst en koppling (16) kan vridfaståfarbandas med siaaaxein (9).

5. Växellåda enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a dl av att ingående axeln (3) medelst en koppling (33) kan vridfast förbindas med utgående axeln (8) och att i ett sådant direktväxelläge åtminstone den ena av sidoaxlarna (9,1U) är frikopplingsbar. k ä n n e t e c k n a d av att k ä n n e t e c k n a d av att 8206299-3

6. Växellåda enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d av att i direktväxelläge är den ingående axeln (3) förbunden med den utgående axeln (8) via en i kopplingen (33) ingående synkroniseringskona (34) som är vridfast förbunden med utgående axeln (8).

7. Växellåda enligt patentkrav 5 eller 6, k ä.n n e t e c k n a d av att ett backkugghjul (42) är anordnat på en av sidoaxlarna (9) och ingriper i ett sidokugghjul (39) på den andra sidoaxeln (10) samt att åtminstone ett av dessa kugghjul (42,39) är frikopplingsbart lagrat på dess sidoaxel (9,10).

8. Växellåda enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att backkugghjulet (42) är roterbart lagrat på den första sidoaxeln (9) och ingriper i ett sidokugghjul (39) på den andra sidoaxeln (10) samt att en koppling (44) är anordnad för sammankoppling av backkugghjulet (42) med den första sidoaxeln (9).