SE438990B - Arrangemang for dempning av vexlingsrorelser vid en mekanisk synkroniserad flerstegsvexellada - Google Patents

Description

l5 20 ?5 30 35 8403329-9 2 eftersträvade dämpningen. En dylik lösning medför dock risk för skumning av oljan i systemet och därmed uppstår också risk för funktionsstörningar i form av bl a förlorad dämpfunktion.

'Föreliggande uppfinning har till syfte att skapa en dämpare som eliminerar nämnda problem. Den uppfinningsenliga dämparen ut- göres av en tryckmediumstyrd kolv-cylinderenhet kopplad till växlingsrörelserna överförande organ för att dämpa iläggnings- rörelser för respektive växelsteg. Uppfinningen utmärkes därvid i huvudsak av att kolven i dämparen är anordnad på en kolvstång som genomgår cylinderdelen, så att vid relativrörelse mellan kolven och cylinderdelen dämparens tryckmediumfyllda volym kvar- står oförändrad.

Lösningen innebär att dämparen inte behöver kommunicera med en utanförliggande oljebehållare, vilket innebär att skumningsrisken i praktiken elimineras.

Vid en fördelaktig utföringsform av uppfinningen innefattar dämp- cylinderns kolv stopporgan genom vilka tryckmedium bringas strömma endast vid kolvens rörelse i riktning från dess neutralläge. övriga uppfinningen utmärkande särdrag framgär av bifogade patent- krav och efterföljande beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utföringsform. Beskrivningen utföres under hänvisning till bifogade figurer, av vilka Figur l med en planvy schematiskt visar ett växlingsarrangemang vid ett fordons drivaggregat, Figur 2 visar ett längdsnitt genom en uppfinningsenlig dämpare och Figur 3a visar kolven i dämparen enligt figur 2 i olika skeden av och b en växlingsrörelse. lÛ l5 20 25 _w 35 8403329-9 Ett i figur l visat drivaggregat för ett tungt landsvägsfordon innefattar en förbränningsmotor l, en mekanisk huvudxoppling 2 och en växellåda 3 som via en central växel 4 vidareoefordrar drivkraften till fordonets drivaxel 5. Motorn l utgöres lämp- ligen av en dieselmotor och huvudkopplingen 2 är företrädesvis en enkel eller dubbel torrlamellkoppling, som med hjälp av pneumatiska och/eller hydrauliska servoorgan (ej visade) manövreras manuellt eller automatiskt för in- och urkoppling av vridkraftöverföringen mellan motorn l och växellådan 3. Vid automatisk manövrering av kopplingen 2 ombesörjes detta av ett ej visat styrsystem pä ett i och för sig förut känt sätt, som avgränsas från närmare beskrivning.

Växellâdan 3 är av flerstegstyp med en eller flera sidoaxlar på vilka ett antal olika kugghjul vid växling bringas till ingrepp med varandra. Kuggingrepp sker företrädesvis först när kugghjulen ifråga erhållit väsentligen synkront varvtal, vilken varvtalsan- passning vanligtvis åstadkommes med en sedvanlig synkroniserings- anordning som exempelvis innefattar en konisk friktionskoppling.

Växlingarna ombesörjes av en pneumatisk sidoslagcylinder 9 och en likaså pneumatisk längdslagcylinder l0, den senare även benämnd växlingscylinder. Nämnda cylindrar 9,10 är anordnade att automatiskt utföra de rörelser som vid en manuellt växlad växellåda eljest ut- föres genom förarens manövrering av en Växelspak (ej visad). Sä- lunda utför längdslagcylindern l0 en iläggningsrörelse från ett neutralläge till ett läge för ilagd växel och i motsatt riktning en urläggningsrörelse från läge ilagd växel till neutralläget. Ilägg~ ningsrörelsen till olika växlar kan ske i bäda riktningarna från neutralläget, liksom självfallet urläggningsrörelsen mot neutral- läget också kan ske i båda riktningarna. Under iläggningsrörelsen kan därvid pâverkas på i och för sig känt sätt en synkroniserings- mekanism, som väsentligen likställer varvtalen hos de kugghjul som skall bringas till ingrepp med varandra innan ingrepp sker.

För överföring av längdslagrörelser från cylindern l0 är dess kolv- stäng ledbart anfäst till en hävarm l2 fast förbunden med en tvär- 10 ~ 15 20 30 35 .8403329-9 axe1 13, varigenom 1ängdröre1sen överföres ti11 en vridröre1se hos tväraxe1n 13. I ett kopp1ingshus 14 ut1öser dy1ika vridningsröre1ser hos tväraxe1n 13 förskjutning av i växe11âdan 3 förekommande växe1- gaff1ar (ej visade) för väx1arnas i- och ur1äggning.

Styrning av tryck1uft ti11 cy1indrarna 9,10 för väx1ingarnas ut- förande sker via rör1edningar 16 och ombesörjes av en styrenhet 15 på sätt som är förut känt och därför är avgränsat från närmare be- skrivning. E1ektriska 1edningar 17 från kopp1ingshuset 14 ti11 styr- ~ enheten 15 1eder signa1er representerande i1agd växe1.

Vid den på tväraxe1n 13 vridfast anordnade hävarmen 12 är anfäst en uppfinningsen1ig väx1ingsdämpare 20. Som framgår av figur 2 ut- göres dämparen 20 av en ko1v-cy1inderenhet med en genomgående ko1v- stång 21, vars ena ände är 1edbart anfäst vid hävarmen 12. Ko1v- stângens 21 andra ände är 1iksom den icke hävarmsförbundna änden hos cy1indern 10 fäst vid växe11âdan 3 via en gemensam konso1 19 e11er 1iknande.

Dämparens 20 ko1vstång 21 är försedd med en 1ägesfixerad ko1v 22 och när denna intager ett mitt1äge i dämparen 20 i en1ighet med figur 2, avski1jer ko1ven 22 tvâ vo1ymmässigt väsent1igen 1ika stora kammare 28,29 i cy1indern 24. Dämparens 20 tota1a cy1inderutrymme 24 är he1t fy11t av hydrau1o1ja och ko1vstången 21 är avtätad re1ativt dämparens cy1inderkammare 28,29 mede1st tätningar 25. Större de1en av den utanför cy1indern 24 be1ägna de1en av ko1vstângen 21 skyddas av en damask 26. Motsatta änden av ko1vstången 21 förf1yttas i en 1uftfy11d cy1indrisk kammare 23 som är utformad i ett dämparhus 76.

Kammaren 23 är därvid anordnad att kommunicera med atmosfären via en smutshindrande ans1utning 27.

Cy1indern 24 är i respektive ändar försedd med tvâ gave1partier 31 respektive 32, som var och en ingriper i och är anfäst vid en cy1indrisk me11ande1 34. Me11an gav1arna 31,32 fasthâ11es genom axie11 kraftpâverkan en inre rörformad cy1inder 35. Pâ ömse sidor om det inre rörets 35 mittparti 36 är utformat ett me11anrum 37 respektive 38 ti11 den yttre cy1indriska me11ande1en 34. Nämnda me11anrum 37,38 tjänstgör som förbinde1sekana1er me11an tvâ axie11t 10 l5 20 25 30 35 84-03329-9 avskilda öppningar 4l, 42 respektive 43, 44 i det inre röret 35. Innerrörets 35 mittparti 36 är medelst en 0-ring 39 avtätat mot ytterväggen 34, varigenom direktförbindelse mellan mellanrummen 37,38 förhindras. Ytterröret 34 är dessutom avtätat mot cylindergavlarna 3l,32 medelst 0-ringar 33.

Kolven 22 på kolvstången 2l innefattar strypningsorgan, i vilka ingår en relativt kolvstängen Zl begränsat rörlig och mot inner- röret 35 avtätad hylsa 50. Hylsans 50 rörlighet begränsas av två av en distanshylsa 52 axiellt åtskilda strypringar 53,54, vilka var och en är axiellt säkrade vid kolvstången 21 medelst en lås- ring 55. Varje strypring 53,54 är försedd med ett flertal väsent- ligen axiella stryphål 56. Hylsan 50 är i vardera änden försedd med en radiell fläns 57,58 eller liknande, som är avtätad mot innerväggen medelst en kolvring 59. Vardera flänsen 57,58 har axiella genomloppshål 5l för fri hydrauloljeströmning. Varje ring 53,54 är dessutom försedd med en mot hylsan 50 axiellt riktad ansats 61, som vid anliggning mot hylsans fläns 57,58 tätar mot strömning radiellt utanför ringen 53,54. Härigenom tvingas all strömning att ske genom ringens stryphâl 56 vid anliggning mellan respektive ring 53,54 och fläns 57,58.

Vid den i figur 2 visade dämparen 20 är dess inneslutna hydraulolja via en backventilförsedd nippel 62 satt under ständigt övertryck av en tryckenhet. Denna består av en direkt i dämparhuset 76 infäst kolv-cylinderenhet 70. Kolven 7l i densamma avskiljer en oljefylld kammare 72 från en kammare 73 med en däri anordnad tryckfjäder 74.

Den oljefyllda kammaren 72 är direkt ansluten till dämparens 20 nippel 62. Tryckenhetens 70 cylinder 75 är i ena änden fastgängad i dämparhuset 76 och i andra änden är cylindern 75 sluten av en gavel 77. Genom gaveln 77 sträcker sig en kolvstång 78, som i nor- malfallet har väsentlig utsträckning utanför gaveln 77 som indika- tion pä att dämparen 20 ej läcker hydraulolja. Vid läckage för- svinner kolvstången 78 in i tryckenheten 70, vilket sålunda indike~ rar nämnda läckage. Självfallet kan kolvstángens 78 läge även av- kännas med givare för lämplig elektrisk indikation av läckage. 8403329-9 10 15 20 25 30 35 Dämparens funktion är fö1jande. När växe11âdan 3 befinner sig i neutra11äge, d v s när ingen drivkraftöverföring sker genom växei- 1ådan 3, intager även 1ängds1agcy1indern 10 ett neutra11äge och dämparens 20 ko1v 22 intager mitt1äge, viïket 1äge visas i figur 2.

I detta 1äge finns fri kommunikation me11an cy1inderkamrarna 28,29 på ömse sidor om ko1ven 22 via öppningarna 41-44 och meiianrummen 37,38. Om i1äggning av en växe1 påbörjas av 1ängds1agcy1indern 10 utifrân neutra11äget förf1yttas dämparens 20 ko1v 22 i riktning mot cy1indergave1n 31. Därvid kommer ringen 54 att röra sig ti11 aniiggning mot fiänsen 58. Hy1san 50 bringas därefter medfö1ja ko1ven 22 och efter en kort sträcka motsvarande i huvudsak öpp- ningens 43 axie11a bredd erhâ11es inbördes 1ägen eniigt figur 3a.

I dessa 1ägen har den fria kommunikationen me11an kamrarna 28,29 via öppningarna 41-44 och me11anrummen 37,38 upphört och oija tvingas fortsättningsvis genom stryphå1en 56 när under växe1ns iiäggningsröreise koivens 22 röre1se fortsätter. Härigenom er- hâ11es den eftersträvade dämpningen vid växe1i1äggningsröre1sen.

När växe1n är i1agd befinner sig ko1ven 22 i ett 1äge där hy1sans 50 fiänsar 57,58 när1igger öppningarna 42 och 41. Vid ur1äggnings~ röre1sen förf1yttas omedeibart ringen 53 ti11 an1iggning mot f1änsen 57, (se figur 3b), men någon strömning sker ej genom stryp- hå1en 56, eftersom f1änsen 58 är fri1agd från ringen 54. Därigenom möj1iggöres fri strömning förbi densamma och genom f1änsens 58 fri- strömningshåi 51 så att o1ja från kammaren 29 kan 1edas vidare via öppningen 42, me11anrummet 37 och öppningen 41 ti11 kammaren 28.

En motsvarande funktion uppvisar dämparen 20 när dess ko1v 22 vid växe1i1äggning och växe1ur1äggning rör sig i motsatt riktning re- 1ativt de ovannnämnda röre1serna. Dämparens 20 funktion påverkas av de axie11a avstånden me11an öppningarnas 41-44 centra och hur dessa avstånd va1ts i förhå11ande ti11 den sträcka ko1ven 22 rör sig vid väx1ingen. Sâ1unda bör avståndet me11an de mittre öpp- ningarna 42,43 vara 1ika med e11er obetyd1igt understiga den sträcka ko1ven 22 rör sig vid iiäggning av en växe1. Detta innebär att i 1äge i1agd växe1 befinner sig koiven 22 i ett ytteriäge där endera hy1sans 50 f1änsar 57,58 är belägen strax innanför öppningen 42 10 15 20 D25 8403329-"9 alternativt 43. Avståndet mellan flänsarnas 57,58 koëvringar 59 bör dessutom endast obetydligt överskrida avståndet mellan öppningarna 42,43 så att i neutralläge nämnda kolvringar 59 omedelbart utanför- ligger respektive öppning 42,43. Härigenom erhålles dämpning snarast möjligt efter det att växlingsrörelsen påbörjats. Dessutom bör det axiella avståndet mellan de parvis via mellanrummen 37,38 förbundna öppningarna 4l-44 obetydligt överskrida nämnda växeliläggningssträcka sä att flänsen 57 alternativt 58 i läge ilagd växel strax innanför- ligger öppningen 4l-44.

Väsentligt för den uppfinningsenliga lösningen är att dämparen 20 arbetar helt utan kommunikation med en separat oljebehallare. Detta möjliggöres genom att dämparen är utförd med en genomgående kolv- stång Zl, vilken vid växlingsrörelsernas utförande behåller dämpa- rens oljeupptagande volym oförändrad. Tryckenheten 70 påverkar inte dämparens funktion under växlingsrörelserna men säkerställer att den i dämparen 20 inneslutna oljevolymen ständigt hälles under ett visst övertryck. Därigenom undvikes bildandet av luftblåsor i oljan samtidigt som dämparens 20 tätningar ej utsättes för skiftande över- och under- tryck, vilket befordrar en effektiv och slitstark tätningsfunktion.

Ovan beskrivna utföringsexempel av uppfinningen får ej verka begränsan- de pä uppfinningen, utan denna kan inom ramen för efterföljande patent- krav modifieras i ett flertal utföringsformer.

Claims (10)

(s4oss29f9 l0 l5 20 25 Å 30 35 P A T E N T K R A V

1. l. Arrangemang för dämpning av växlingsrörelser vid en mekanisk synkroniserad flerstegsväxellâda (3) vid vilken en växlingsrörelse åtminstone delvis kan ombesörjas av en tryckmediumstyrd växlings- cylinder (l0), exempelvis en pneumatisk kolv-cylinderenhet som vid iläggning av växelstegen utför rörelser i tvâ varandra motsatta riktningar, varvid en dämpare (20) i form av en tryckmediumfylld kolv-cylinderenhet är kopplad till växlingsrörelserna överförande organ (l2,l3) för att dämpa iläggningsrörelser för respektive växel~ steg, k ä n n e t e c kln a t av att kolven (22) i dämparen (20) är anordnad på en kolvstång (2l) som genomgår cylinderdelen (24) så att vid relativrörelse mellan kolven (22) och cylinderdelen (24) dämparens (20) tryckmediumfyllda volym kvarstår oförändrad,

2. Arrangemang enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att dämparen (20) utgöres av en separat kolv-cylinderenhet innefattande minst en kolv (22).

3. Arrangemang enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t av att kolven (22) är försedd med stryporgan (53,54,56) genom vilka tryckmedium bringas strömma under strypning endast vid kolvens (22) rörelse i riktning från dess neutralläge.

4. Arrangemang enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t av att cylindern (24) är försedd med fyra i axialled åtskilda öppningar (4l-44) som är symmetriskt anordnade relativt kolvens (22) neutralläge, varvid parvis på ömse sidor om neutralläget be- lägna öppningar (4l,42 och 43,44) är förbundna med varandra via ' minst en i cylinderns mantelvägg (34,35) upptagen förbindelse- kanal (37,38).

5. Arrangemang enligt patentkrav 3 eller 4, k ä n n e t e c k- n a t av att kolven (22) är utformad med tvâ axiellt åtskilda och på kolvstången (Zl) fast anordnade stryporgan (53,54,56), varvid i kolvens (22) neutralläge stryporganen utanförligger de mittre öpp- ningarna (42,43) i cylinderns mantelvägg (34,35). 10 l5 20 25 30 8403329-9

6. Arrangemang enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t av att varje stryporgan består av en ring (53,54) eller liknande för- sedd med minst ett axiellt genomgående stryphâl (56), att mellan ringarna (53,54) är axiellt fritt rörligt anordnad en hylsa (50) med en i respektive ändar axiellt försedd fläns (57,58), som tä- tande anligger mot cylinderdelens (24) mantelvägg (35), samt att minst ett axiellt friströmningshâl (5l) är upptaget i respektive flänsar (57,58).

7. Arrangemang enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t av att det axiella avståndet mellan de mittre öppningarna (42,43) är lika med eller obetydligt understiger den sträcka kolven (22) förflyttas vid växeliläggning från neutralläge till ett läge mot- svarande il agd växel.

8. Arrangemang enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t av att det axiella avståndet mellan de parvis förbundna öppningarna (4l,42 respektive 43,44) liksom det axiella avståndet mellan flän- sarnas(57,58) avtätning mot mantelväggen (35) obetydligt överstiger nämnda växeliläggningssträcka.

9. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e- t e c k n a t av att dämparen (20) är fylld med hydraulolja som står under ständigt övertryck från en vid dämparen (20) fast an- ordnad tryckenhet (70).

10. l0. Arrangemang enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t av att läckageförekomst i dämparen (20) indikeras genom relativa läget för en kolv (7l) ingående i tryckenheten.