SE439967B - Vexellada for fordon - Google Patents

Description

820650l-7 l0 l5 20 25 30 Föreliggande uppfinning avser en växellåda av i beskrivningsingressen angivet slag, vilken växellåda bättre än kända växellådor uppvisar för- delar vad gäller ett stort antal olika utväxlingar i lämpliga utväxlings-_ steg, smä inbyggnadsdimensioner och små friktionsförluster.

Med avseende därpä uppbär huvudaxeln ett antal växelkugghjul som in- griper i ett motsvarande antal kugghjul pà sidoaxeln för att bilda olika utväxlingsförhâllanden för växellådan, av vilka växelkugghjul pa huvud- axeln det växelkugghjul som intager läge närmast den ingaende axeln är roterbart lagrat pä huvudaxeln och samverkar med en koppling medelst vilken ingående axeln eller växelkugghjulet kan alternativt vridfast förbindas med huvudaxeln.

Uppfinningen utmärkes därvid i huvudsak av att backaxeln uppbär at~ minstone tvä backkugghjul, av vilka ett är anordnat ingripa à endera av det första eller det andra sidokugghjulet pa sidoaxeln och att det andra backkugghjulet ingriper i ett på huvudaxeln roterbart lagrat växelkugghjul.

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

Vid direktdrivning av växellådan, d v s när växellädans ingaende axel är direkt förbunden med växellädans utgående axel, är flertalet kugghjul frikopplade och växellâdans friktionsförluster är därför jämförelsevis laga.

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

En i Figur l visad växellåda l0 för tyngre fordon, exempelvis lastbilar, innefattar i ett växellâdshus ll en gavel l3 med en däri integrerad lager- bock l2. Medelst ett koniskt rullager 22 är i nämnda lagerbock l2 roter- (f. 10 15 20 25 CO FJ :TJ '3\ -21 L! - *s l *(1 bart 1agrad ena änden av en ingående axe1 14, vars andra ände är avsedd ans1utas ti11 fordonets drivkä11a (ej visad).

I den ingående axe1ns 14 axie11a riktning är i växe11âdshuset 11 an- ordnad en huvudaxe1 15, vars inre ände mede1st ett ru11ager 23 är rot- terbart 1agrad i ett bottenurtag 16 i den ingäende axe1n 15. Huvudaxe1ns 15 andra ände är mede1st ett koniskt ru11ager 28 1agrad i en andra gave1 17 pä växe11ädshuset 11. Denna andra ände utgör växe11ådans utgående axe1 18 och är avsedd ans1utas ti11 fordonets transmissionssystem (ej visat) för drivning av fordonet.

Para11e11t med ingående axe1n 14 och huvudaxe1n 15 är i växe11àdshusets 11 båda gav1ar 13,17 roterbart 1agrad en sidoaxe1 19. Para11e11t med dessa ax1ar 14,15,19 är i växe11ådshuset 11 innefattad en backaxe1 21, vars ena ände är roterbart 1agrad i gave1n 13 och vars andra ände är roterbart 1ag- rad i en i växe11ådshuset 11 integrerad konso1 20.

Backaxe1n 21 är i Figur 1 i11ustrerad i ett separat 1äge, men av figu- rerna 2 och 3 framgår att den är be1ägen framför de visade ax1arna 14,15, 19. Det i Figur 1 visade axie11a 1äget för backaxe1n 21 överensstämmer dock med verk1iga 1äget i växe11ädans 10 1ängdriktning.

Växe11adans 10 o1ika ax1ar uppbär ett antai med varandra samverkande kugghju1 och kopp1ingar mede1st vi1ka kugghju1en kan vridfast sammankopp- 1as med respektive axïar. Pâ den ingående axe1n 15 är mede1st sp1inesför- band vridfast anbringat ett första drev 24. Detta ingriper i ett pä sido- axe1n 19 roterbart 1agrat första sidokugghju1 29. Den inre änden av den ingående axe1n 14 är försedd med ett fast andra drev 26, som ingriper i ett pä sidoaxe1n 19 roterbart 1agrat andra sidokugghju1 30. Det första respektive det andra drevet 24,26 är anordnade på ömse sidor om 1ager- bocken 12 i växe11ädshusets 11 första gave1 13. Kring den ingäende axe1n 14 är i nämnda gave1 13 fastbu1tat ett tätnings1ock 27.

Me11an sidokugghju1en 29,30 uppbär sidoaxe1n 19 en första synkroni- seringskopp1ing 31 mede1st vi1ken det första e11er det andra sidokugg- hju1et kan a1ternativt vridfast sammankopp1as med sidoaxe1n 19. Synkro- niseringskoppiingen 31 innefattar en med sidoaxe1n 19 fast förbunden kopp- 1ingsmuff 32. Denna är utformad med utvändiga kopp1ingständer som ingriper i invändiga kopp1ingständer pä en kopp1ingsmuffen 32 oms1utande axie11t förskjutbar kopp1ingshy1sa 33. De båda första och andra sidokugghjuien 29, 30 är vridfast förbundna med varsin kopp1ingsring 34,35, vi1ka är utfor- made med utvändiga koppïingständer. I nämnda kopp1ingständer kan de in- 82Û630'š-7 lü l5 20 35 vändiga kopplingständerna på kopplingshylsan 33 alternativt bringas ingripa vid axiell förskjutning av kopplingshylsan 33, varvid en vrid- fast förbindning erhålles mellan respektive kugghjul 29,30 och sido- axeln l9. För att vid kopplingsförlopp utjämna varvtalshastighetsskill- nader är på i sig känt sätt anordnade synkroniseringsringar 36,37 mellan kopplingsmuffen 32 och respektive kopplingsringar 34,35.

Kopplingshylsans 33 axiella förskjutning ästadkommes med hjälp av en luftcylinder eller en konventionell Växelspak med tillhörande växlings- mekanismer (ej visade). I ett mellanläge för kopplingen 3l, i ett s k neutralläge, är inte kopplingen 3l förbunden med nägot av sidokugghjulen 29,30, vilket innebär att båda hjulen kan rotera fritt. - Dylika synkro- niseringskopplingar inom växellâdstekniken är väl kända såväl vad avser uppbyggnad, funktion och manövrering och avgränsas därför fran närmare beskrivning.

Pâ sidoaxeln l9 är dessutom anordnade tre växelkugghjul 40,4l,42, vilka samverkar med ett motsvarande antal växelkugghjul 43,44,45 pa huvudaxeln l5 under bildande av olika utväxlingar. Växelkugghjulen 43, 44,45 på huvudaxeln l5 är samtliga roterbart lagrade, och av växelkugg- hjulen pâ sidoaxeln l9 är både det första och det andra växelkugghjulet 40,4l fast anbringade på sidoaxeln l9, medan det tredje växelkugghjulet 42 är vridfast förbundet med sidoaxeln l9 medelst splinesförband.

Mellan det tredje växelkugghjulet 45 och det andra drevet 26 är på huvudaxeln l5 anordnad en andra synkroniseringskoppling 46, vars upp- byggnad och funktion överensstämmer med den första synkroniseringskopp- lingen 3l. Medelst den andra kopplingen 46 kan alternativt det tredje växelkugghjulet 45 eller det andra drevet 26 vridfast sammankopplas med huvudaxeln l5. I ett neutralläge för kopplingen 46 är drevet 26 och växel- kugghjulet 45 båda frikopplade. Mellan det första och det andra växelkugg- hjulet 43 resp 44 pà huvudaxeln l5 är anordnad en tredje synkroniserings- koppling 47, medelst vilken endera växelkugghjulet 43,44 kan vridfast sam- mankopplas med huvudaxeln l5. Liksom de övriga synkroniseringskopplingarna 3l,46 kan denna koppling bringas intaga ett neutralläge, i vilket bada växelkugghjulen 43,44 är samtidigt frikopplade. Även den övriga uppbygg- naden av den tredje synkroniseringskopplingen 47 överensstämmer med tidi- gare beskrivning för den första synkroniseringskopplingen 3l.

Pâ backaxeln 2l är vridfast anbringat ett första backkugghjul 48, vilket i enlighet med vad som visas i Figur 2 ingriper i det andra sido- lÛ 25 30 35 8206331-7 kugghjulet 30. Pa backaxeln 2l är roterbart lagrat ett andra backkugg- hjul 49, vilket i enlighet med vad som visas i Figur 3 ingriper i det tredje växelkugghjulet 45. Mellan backkugghjulen 48,49 är anordnad en backkoppling 50. Denna innefattar en med backaxeln 2l fast förbunden kopplingsring 5l, som är utformad med utvändiga kopplingständer vilka ingriper i invändiga kopplingständer på en kopplingsringen 5l omslutan- de axiellt förskjutbar kopplingshylsa 52. Det andra backkugghjulet 49 är utformat med kopplingständer 53 i vilka kopplingshylsans 52 kopplings- tänder kan bringas ingripa vid axiell förskjutning av kopplingshylsan 52 i riktning mot det andra backkugghjulet 49. Därvid erhålles en vridfast förbindning mellan backaxeln 2l och det andra backkugghjulet 49.

Genom olika sammankopplingar av de roterbart lagrade kugghjulen 29,30, 43,44,45,49 med sina respektive axlar l4,l5,D,2l är det möjligt att er- halla ett antal olika utväxlingsförhållanden mellan den ingående axeln l4 och den utgående axeln l5. I Figur 4 illustreras växellädans l0 principiella uppbyggnad och dessutom visas schematiskt hur olika kugg- hjul samverkar vid olika växellägen.

De tre växelkugghjulen 43,44,45 på huvudaxeln l5 bildar tillsammans med de tre växelkugghjulen 4Û,4l,42 pà sidoaxeln 19 tre olika växellägen representerande olika utväxlingsförhâllanden. Växelläget l erhålles när den tredje kopplingen 47 sammankopplar det första växelkugghjulet 43 med huvudaxeln l5, växelläget 2 erhålles när den tredje kopplingen 47 samman- kopplar det andra växelkugghjulet 44 med huvudaxeln l5 och växelläget 3 erhålles när den andra kopplingen 46 sanmmnkopplar det tredje växelkugg- hjulet 45 med huvudaxeln l5.

Beroende pá om drivmoment pä den ingående axeln l4 överföres till si- doaxeln l9 via det första drevet 24 och det första sidokugghjulet 29 eller via det andra drevet 26 och det andra sidokugghjulet 30 kan i varje växel- läge l,2 och 3 erhàllas ett högväxelläge H och ett lägväxelläge L. Hög- växelläget H inkopplas när den första kopplingen 3l sammankopplar det första sidokugghjulet 29 med sidoaxeln l9 och lågväxelläget L inkopplas när den första kopplingen 3l sammankopplar det andra sidokugghjulet 30 med sidoaxeln l9.

I växellådan l0 kan även inkopplas ett s k direktväxelläge 40, i vil~ ket den andra kopplingen 46 förbinder den ingående axeln l4 med huvudaxeln l5. I detta direktväxelläge 4D är de övriga kopplingarna 3l,47,50 frikopp- lade, vilket medför att enbart de med den ingående axeln l4 fast förbundna CO l0 15 20 25 30 I: -*\ gm C: -wà I \4 tvâ dreven 24,26 och de med dreven ingripande två sidokugghjulen 29,30 samt det med det andra sidokugghjulet 30 ingripande första backkugghju- let 48 bibringas rotation. övriga kugghjul är helt frikopplade och bi- bringas således ej rotation. Till följd därav är växellâdans l0 friktions- förluster väsentligt mindre än vid konventionellt uppbyggda växellådor.

Genom de ovannämnda utväxlingsmöjligheterna erhållas totalt sju olika framâtväxlar. Därutöver är växellådan anordnad med tre olika backväxlar lR, ZR och 3R. Backväxellägena inkopplas med att backkopplingen 50 bringas sammankoppla det andra backkugghjulet 49 med backaxeln 21. Den första kopp- lingen 3l förutsättes därvid intaga neutralläge.

Ett vridmoment på den ingående axeln l4 överföres via det andra drevet 26 till det andra sidokugghjulet 30, vilket ingriper i och driver det förs- ta backkugghjulet 48. Därvid medbringas det andra backkugghjulet 49 och det därmed ingripande tredje växelkugghjulet 45 på huvudaxeln l5. Växel- kugghjulet 45 ingriper i det tredje växelkugghjulet 42 pä sidoaxeln l9 och bibringas sidoaxeln l9 rotation. Via det första kugghjulet 40 pa sido- axeln l9 drives det första växelkugghjulet 43 pâ huvudaxeln l5. I växel- läget lR sammankopplar den tredje kopplingen 47 det första växelkugghjulet 43 med huvudaxeln l5, och i växelläget 2R sammankopplar den tredje kopp- lingen 47 det andra växelkugghjulet 44 med huvudaxeln l5. I växelläget 3R är det tredje växelkugghjulet 45 medelst den andra kopplingen 46 samman- kopplad med huvudaxeln l5. I samtliga backväxellägen bibringas den utgaen- de axeln l8 en rotation som är motriktad den ingående axelns l4 rotation.

För samtliga ovan beskrivna växellägen gäller att i de fall kopplingar- na ej är särskilt omnämnda i beskrivningen skall de betraktas intaga sina respektive frikopplade lägen.

Den uppfinningsenliga växellådan kan inom ramen för efterföljande pa- tentkrav modifieras i alternativa utföranden.

Claims (3)

15 20 25 30 35 V. _. »___._.....W............_.....___......._.._._...-. 8206501-*7 P Å T E N T K R Å V

1. Växellåda för fordon innefattande en roterbart lagrad ingående axel (14) och en koncentriskt med denna roterbart lagrad huvudaxel (15), som utgör växellådans utgående axel (18), samt parallellt med dessa ax- lar (14,15) en roterbart lagrad sidoaxel (19) och en roterbart lagrad backaxel (21), varvid ett första kuggdrev (24) och ett andra kuggdrev (26) är vridfast anordnade på den ingående axeln (14) och ingriper i ett första sidokugghjul (29) respektive ett andra sidokugghjul (30) som är roterbart lagrade på sidoaxeln (19) och medelst en koppling (31) kan vridfast förbindas med sidoaxeln (19), varvid huvudaxeln (15) uppbär ett antal växelkugghjul (43,44,45) som ingriper i ett mot- svarande antal kugghjul (40,41,42) på sidoaxeln (19) för att bilda olika utväxlingsförhållanden för växellådan, av vilka växelkugghjul (43,44,45) på huvudaxeln (15) det växelkugghjul som intager läge när- mast den ingående axeln (14) är roterbart lagrat på huvudaxeln (15) och samverkar med en koppling (46) medelst vilken ingående axeln (14) eller växelkugghjulet (45) kan alternativt vridfast förbindas med huvudaxeln (15), k ä n n e t e c k n a d av att backaxeln (21) uppbär åtminstone två backkugghjul (48,49), av vilka ett är anordnat ingripa i endera av det första eller det andra sidokugghjulet (29,30) på sidoaxeln (19) och att det andra backkugghjulet (49) ingriper i ett på huvudaxeln (15) roterbart lagrat växelkugghjul (45).

2. Växellåda enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det andra backkugghjulet (49) ingriper med det roterbart lagrade växel- kugghjulet (45) som intager ett axiellt läge närmast den ingående axeln (14).

3. Växellåda enligt patentkrav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a d av att ett av backkugghjulen (49) är roterbart lagrat kring backaxeln (21) och att en koppling (50) är anordnad på backaxeln (21), medelst vilken detta backkugghjul (49) kan vridfast förbindas med backaxeln (21).