SE439524B - Automatisk steglos vexellada - Google Patents

Description

8105735-8 lämpad för användning i ett motorfordon.

Vidare kan den automatiska växellådans ingångsaxel lämpligen kopp- las direkt till utgângsaxeln om en med den centrala axeln förbun- den trumma är försedd med en snedskuren kant motsvarande kontroll- ringens kant och belägen vid ett radialavstånd från den centrala axeln, som motsvarar kontrollringens, varvid anordningen är sådan att kontrollringen och trummans kant anligger mot varandra, då kontrollringen har skjutit den koniska kroppen till nära dess yt- tersta läge för direktkoppling av ingångsaxeln med utgångsaxeln med uteslutande av reglersektionen, varigenom de delar som påver- kar utväxlingen, vilka då har fyllt sin uppgift, kommer att stå stilla, vilket är lämpligt med hänsyn till energiförluster och för- slitning.

För att utgångsaxelns varvtal snabbt skall kunna ökas om ingångs- axeln och utgångsaxeln är direktkopplade, t.ex. för snabb accele- ration av ett motorfordon med den automatiska växellåda, bör ock- så finnas en s.k. "kick-down" genom anordning av stift fördelade kring omkretsen på trummans kant, varvid stiftens axlar är paral- lella med den centrala axeln och stiften är anordnade i trumman så att de är drivbara för längdledes rörelse och kan förskjuta kontrollringen axialt mot den centrifugala kopplingskraften.

Bästa utnyttjandet av det tillgängliga utrymmet och bästa kraft- överföring och kraftfördelning erhålls om den centrala axeln upp- bär tre radiala axlar, likformigt fördelade kring dess omkrets och de i konstruktionen utövade krafterna kan upptagas enkelt och effektivt om de radiala axlarna sträcker sig mellan den cen- trala axeln och den därmed förbundna trumman.

Kravet är utgångsaxelns rotationsriktning skall vara omkastbar, vilket är självfallet i en anordning av detta slag, kan förverk- ligas på enkelt sätt i den automatiska, steglöst variabla växel- lådan enligt uppfinningen på grund av att ställmekaniskmen för omkastning av drivriktningen kan förbinda endera de koniska krop- parna och den ringformiga kroppen med utgångsaxeln, varvid den ringformiga kroppen är stillastående respektive roterar omkring den centrala axeln.

Om, i enlighet med ännu en utföringsform av uppfinningen, efter start och uppväxling i olika växelförhållanden såsom ett statio- 8105735-8 närt driftläge en direktkoppling kan realiseras mellan ingångs- axeln och utgångsaxeln med uteslutande av kontrollsektionen, kom- mer kraftförlust och förslitning i den automatiska växellådan att bli så små som möjligt.

En utföringsform av uppfinningen beskrivs ingående i det följande med hänvisning till bifogade ritning. Den enda figuren visar sche- matiskt ett längdsnitt genom en automatisk, steglös växellåda en- ligt uppfinningen.

I den i figuren visade utföringsformen har vissa detaljer, vilka är nödvändiga för växellådans arbete, uteslutits för tydlighetens skull. Bland dessa finns organ för infästning och låsning av olika delar, medan andra delar är visade som enheter, medan de i prakti- ken är sammansatta av ett flertal delar för att kunna monteras.

Vidare är upphängningen av växellådan i dess helhet lämnad utan hänseende liksom ett antal fasta transmissioner anordnade till exempel för hastighetsanpassning av den automatiska växellådan för den avsedda motorn.

Med hänvisning till figuren innefattar den visade utföringsfor- men ett hus 1 med en centralhuvudaxel 2,pá vilken en primär driv- del 3 är roterbart anordnad. Denna primära drivdel innefattar en hylsaeller ingångsaxel 4 med en första radial ändfläns 5 försedd med ett ringdrev 6 och en andra ändfläns 7. Ringdrevet 6 kan t.ex. vara drivet medelst balanshjulet på en icke visad motor. Ytterde- len av omkretsen på ändflänsen 7 är utformad som ett kopplingshus 8 med ett flertal centrifugalrullar 9, t.ex. sex, vilka vid rota- tion av den primära drivdelen tvingas att röra sig radialt utåt som följd av centrifugalkraften, varvid kopplingshuset är så ut- format att de icke rör sig endast i radial riktning utan också i axial riktning. Under denna förskjutning kommer rullarna 9 i kon- takt med en kopplingsplatta 10, vilken på icke visat sätt är så ansluten till den primära drivdelen att plattan endast kan röra sig i axial riktning. Under denna rörelse kommer kopplingsplattan 10 i kontakt med en tryckring 11 med en kontrollring 12, vilken är roterbar i förhållande till tryckringen 11 kring huvudaxeln 2 medelst kulor 13. Tryckringen 11 är så anordnad att den är hind- rad att rotera men är glidbar i axial riktning medelst kulor 14 i styrspår, av en sekundär drivdel 15 med en hylsa 16, vilken upp- visar en radial fläns 17 och en radial fläns 18. Den radiala flän- 8105735-8 sen 17 slutar i en axial fläns 19, vilken bildar en stödyta för tryckringen 11. Den radiala flänsen 18 är försedd med ett ring- drev 20, vilket samverkar med ett drev 21, vilket bildar en del av drivaxeln 22. Pâ denna axel 22 är medelst ett flertal kulor 23, vilka löper i styrspår, anordnad en konisk kropp 24, vilken i närheten av sin spets är försedd med en radial fläns 25 med en så formad omkretskant att den kan samverka med kontrollringen 12. Drivaxeln 22 är ihålig och anordnad på en hjälpaxel 26, vil- ken vid ena änden är anordnad i ett nav 27 vilket är fäst vid hu- vudaxeln 2, och vid andra änden via ett större ändstycke 28 i en trumma 29.

Den koniska kroppen 24 har en konkav, rund yta 30 kring omkretsen ägnad att samverka med en på liknande sätt krökt inre yta 31 på en ringformig kropp 32, vilken pressas till kontakt mot den ko- niska kroppen medelst ett flertal fjäderbrickor 33, vilka vid ena änden anligger mot en axial fläns 34 på den ringformiga krop- pen 32 och vid utsidan mot en axial fläns 35 på en navdel 36.

Navdelen 36 innefattar en hylsa 37, en radialt riktad ändfläns 38 vilken slutar i ett ringdrev 39, en radial ändfläns 40 belä- gen mitt emot ändflänsen 38 och vilken slutar i en axial fläns 41, vilken slutar i en radialfläns 42, vilken i sin tur slutar i den axiala flänsen 35, vilken stöder fjädrarna 33.

Den ringformiga kroppen 32 har en andra axialfläns 43, vilken är försedd med styrspår för kulor 44, vilka därtill är belägna i styrspår i den axiala flänsen 41 på navdelen 36, varigenom den ringformiga kroppen 32 är rotationsspärrad men axialt rörlig i förhållande till navdelen 36.

Trumman 29 är vid ena änden monterad på hylsan 4 ooh vid andra änden på navdelen 36. Trumman 29 är vid båda ändar försedd med axiala flänsar på vilka den inre ringen av ett kullager 45, res- pektive 46, är anordnad. Den yttre ringen på kullagret 45, 46 är belägen i navdelar i huset 1 vid båda ändarna. Huset 1 innehåller vidare en frihjulskoppling 47, dvs en koppling som medger rotation endast i ena riktningen. På den radiala insidan av kopplingen 47 finns ett ringdrev 48, anordnat att samverka med ett yttre ring- drev 49 på en glidbar del 50, vilken medelst kulor 51 i styrspår är glidbar på axeln 52, vilken bildar utgångsaxeln i den automa- 5 8105735-8 tiska växellådan. En förbindelse medelst ett lager 53 är anordnad mellan huvudaxeln 2 och utgångsaxeln 52 så att huvudaxeln kan ro- tera fritt i förhållande till utgângsaxeln 52.

Gliddelen 50 är försedd med ytterligare två inre ringdrev 54 och 55. Ringdrevet 54 är anordnat att samverka med ringdrevet 39 på navdelen 36. Ringdrevet 55 kan samverka med ett vid huvudaxeln 2 fäst drev 56 för att hindras rotera i förhållande till axeln 2.

Gliddelen 50 består av tvâ koncentriska delar 57 och 58, vilka medelst kulor 59 i styrspår är roterbart men icke glidbart an- ordnade i förhållande till varandra. Gliddelen 50 är så anordnad på axeln 52 att ringdreven 39, 54 och 55 kan samverka med ring- dreven 60, 61 och 62 eller huset 1, trumman 29 och navdelen 36.

Gliddelen 50 är rörlig och spärrbar medelst en icke visad styrarm.

Fäst vid trumman 29 i samma tvärsnittsomrâde som där ändstycket på hjälpaxeln 26 är belägen, är en stöddel 63, i vilken ett stift 64 är glidbart anordnat. Ena änden av stiftet 64 är anordnat att samverka med trycklager 65 medan andra änden av stiftet 64 uppbär ett segment 66 med en i stort sett radialt riktad omkretsyta av samma form som den motsatta ytan på kontrollringen 12.

Ehuru endast en konisk kropp är visad i figuren är det underför- stått, att det är lämpligt att tre sådana koniska kroppar är jämnt fördelade i omkretsriktningen.Stöddelarna 63, stiften 64och segmenten 66 är så anordnade i det mellanliggande området. För tyd- lighetens skull är en konisk kropp 24 visad i figurens övre del och en stöddel 63 i dess nedre del.

Den ovan beskrivna växellådans arbetssätt är som följer: Då den primära drivdelen 3 är driven kommer som följd av den alstrade centrifugalkraften rullarna 9 att komma i kontakt med kopplingsplattorna 10 och skjuta dessa till kontakt mot tryck- ringen 11. Som följd härav kommer denna att börja rotera och medbringa den sekundära drivdelen 15. Via ringdrevet 20 kommer drevet 21 och den koniska kroppen 24 att roteras. Den koniska krop- pen 24 kommer att i sin tur rotera den ringformiga kroppen 32.

Medelst fjäderbrickorna 33 är emellertid den ringformiga kroppen 32 fjäderbelastad till rotationsspärradförbindelse mot navdelen 36, vilken via sitt ringdrev 39 och ringdreven 54 och 49 på glidde- len 57 ävensom ringdrevet 48 är ansluten till frihjulkopplingen 47, 8105735-8 e vilken förhindrar rotation av navdelen 36. Följaktligen kommer den ringformiga kroppen 32 att förbli stillastående varför den koniska kroppen 24 kommer att börja rulla mot den ringformiga kroppen 32, varför hela trumman och huvudaxeln 2 roterar med samma rötationsriktning som drivmotorns. Huvudaxeln 2 kommer _att via drevet 56 och ringdrevet 55 rotera gliddelen 58 och därigenom utgångsaxeln 52.

Om nu ingångsvarvtalet hos den primära drivdelen ökar kommer centrifugalrullarna 9 att förflytta kopplingsplattan 1v och tryckringen 11 axialt mot den koniska kroppen 24. Kontroll- ringen 12, som också förflyttas kommer följaktligen att för- skjuta den koniska kroppen 24 radialt utåt.

Pâ grund av den radiala förskjutningen av den koniska kroppen 24 får den ringformiga kroppen 32 en bestämd axial förskjutning varför de diametrar, över vilka de två kropparna 24 och 32 är i ingrepp kommer att förändras och följaktligen också utväxlings- förhållandet. Detta förlopp fortsätter vid ytterligare ökning av den primära drivdelens 3 varvtal till dess att ett utväxlings- förhållande av i stort sett 1:1 uppnås. Den koniska kroppen 24 är då radialt i sitt yttersta läge med kontrollringen 12 i kontakt -mot segmenten 66, varigenom en direktkoppling mellan ingångsaxeln och utgångsaxeln är etablerad.

I detta läge stannar den koniska kroppen 24 så småningom och hela trumman 29 med alla sina delar kommer att rotera vid samma varv- tal som motorn, varvid de enda överföringsförlusterna sker i kul- lagren 45 och 46.

Om snabb acceleration krävs är det lämpligt att ovannämnda direkt- koppling mellan ingångsaxeln och utgångsaxeln bryts. I föreliggande utföringsform kan detta ske genom förskjutning av stiften 64 och segmenten 66 via trycklager 65 i riktning mot den primära drivdelen.

Den axiala förskjutningen av kontrollringen 12, vilken då sker, re- sulterar i att den koniska kroppen 24 förskjuts radialt inåt som följd av det axiala trycket från fjäderbrickorna 33 vilket åstad- kommer en minskning av utväxlingsförhållandet och sålunda en ök- ning av utgångsaxelns 52 varvtal. 8105735-8 Figuren visar anordningen i det läge, vari utgånsaxelns 52 rotationsriktning är densamma som för drivmotorn. Om utgångs- axelns 52 rotationsriktning skall vara motsatt drivmotorns, måste gliddelen 50 förskjutas på axeln 52 till dess att ring- dreven 49, 54 och 55 börjar samverka med ringdreven 60, 61 resp. 62.

Då den primära drivdeln 3 är driven kommer i första hand sam- ma sak att ske som ovan beskrivits, men med den skillnaden att då den ringformiga delen 32 icke längre är rotationsspärrad medan trumman 29 är rotationsspärrad, kommer den senare nu att kopplas mot huset 1 medelst ringdreven 61, 54, 49 och 60. Följ- aktligen kommer den ringformiga kroppen 32 att börja rotera och medbringa navdelen 36. Via ringdreven 62 och 65 är navdelen 36 förbunden med gliddelen 58 och därigenom med utgångsaxeln 52, vars rotationsriktning nu är motsatt motorns.

Då nu åter de olika utväxlingsförhållandena steglöst kan vari- eras, kan utgångsaxeln 52 drivas över ett stort varvtalsområde i båda riktningarna.

Claims (10)

8105755-8 Patentkrav

1. Automatisk, steglös växellåda, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar en hastighetsberoende koppling (7 - 11), en med kopplingen samverkande sektion för steglös reglering av ut- växlingsförhållandet mellan en ingångsaxel (4) och en utgångs- axel (52), vilken sektion har en central axel (2), försedd med minst en radiellt utskjutande axel (26) med en därpå roterbart f anordnad, konisk kropp (24), vars mantelyta (30) har en axiellt förlöpande, konkav krökning och vilken är förskjutbar utefter samt drivbar för rotation kring den radiella axeln (26), varvid den koniska kroppen (24), i beroende av det önskade förhållan- (det mellan moment och varvtal, genom ett av den hastighetsberoen- de kopplingen (7 - 11) utövat, axiellt tryck, är anpressbar mot en fjäderbelastad (33), ringformig kropp (32), som är roterbar kring den centrala axeln (2) och uppvisar en invändig, konisk periferiyta (31) med axiellt förlöpande, konvex krökning, var- jämte en ställmekanism (50) är anordnad för att hestämma rotations- riktningen hos utgångsaxeln (52) i förhållande till ingångsaxeln (4).

2. Automatisk växellåda enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d a V att den koniska kroppen (24) vid sin smalare ände innefattar en radial fläns (25) med snedskuren omkretskant anord- nad att samverka med en motsvarande snedskuren ändkant på en axialt rörlig kontrollring (12).

3. Automatisk växellåda enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att kontrollringen (12) är roterbart anordnad på en kopplingsplatta (10) till den hastighetsberoende kopplingen (7 - 11) samt att kopplingsplattan (10) är påverkad medelst centrifugal- tyngder (9).

4. Automatisk växellåda enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k- n a d a v att centrifugaltyngderna har formen av rullar (9) anordnade i kontrollrum, vilka är roterbara i en bana kring den centrala axeln (2) medelst ingångsaxeln (4).

5. Automatisk växellåda enligt något av patentkraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d a v att en med den centrala axeln (2) förbunden trumma (29) är försedd med en snedskuren kant (66) 8105755-8 motsvarande kontrollringens (12) kant och belägen vid ett radial- avstånd från den centrala axeln (2), som motsvarar kontrollring- ens, varvid anordningen är sådan att kontrollringen (12) och trum- mans (29) kanter anligger mot varandra, då kontrollringen (12) har skjutit den koniska kroppen (24) till nära dess yttersta läge för direktkoppling av ingångsaxeln (4) med utgångsaxeln (52) med ute- slutande av kontrollsektionen.

6. Automatisk växellåda enligt något av patentkraven 2 - 5, k ä n - n e t e c k n a d a v att trummans (29) ändkant (66) inne- fattar axialt utskjutande stift (64), vilka är så anordnade i trum- man (29), att de är drivbara i längdledes rörelse och anordnade att förskjuta kontrollringen (12) axialt mot den centrifugala kopp- lingskraften. I

7. Automatisk växellåda enligt något av tidigare patentkrav, k ä n - n e t e c k n a d a v att den centrala axeln (2) uppvisar tre likformigt i ett plan fördelade radiala axlar (26), vardera med sin koniska kropp (24).

8. Automatisk växellåda enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k - n a d a v att de radiala axlarna (26) sträcker sig mellan den centrala axeln (2) och den med den centrala axeln förbundna trum- man (29).

9. Automatisk växellåda enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d a v att ställmekanismen (50) för omkastning av drivriktningen är anordnad att i drift förbinda endera av de koniska kropparna (24) eller den ringformiga kroppen (32) med utgångsaxeln (52), varvid den ringformiga kroppen (32) är stilla- stående respektive roterar kring den centrala axeln (2).

10. Automatisk växellåda enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att efter start och genomlopp av olika utväxlingsförhållanden en direkt koppling såsom stationärt driftläge kan ske mellan ingångsaxeln (4) och utgångsaxeln (2) med uteslutande av kontrollsektionen.