SE443754B - Kuggvexel - Google Patents

Description

7803022-8 Enligt uppfinningen kan detta ske genom att kuggväxeln av det in- ledningsvis angivna slaget kännetecknas av att kuggstångens kugg- försedda område endast sträcker sig delvis runt kuggstångens om- krets, men tillräckligt långt för att kuggarnas ingrepp med drevet skall bibehållas under kuggstångens hela avsedda vridning vid dess längsförskjutning, att styrspåret är förlagt inom väsentligen sam- ma axiella del av kuggstången som den del vari stångens kuggar återfinns, varvid styrspåret dock är beläget i det område av nämn- da kuggstångsdel vilket saknar kuggar, och att gaffeldelen är an- ordnad i huset på den till drevet motsatta sidan av kuggstången och utgör en fjäderbelastad, från spårföljaren åtskild del, som gränslar över kuggstångdelens kuggfria område och där bildar stöd för kuggstången och håller dennas kuggar i ingrepp med drevet.

Föredragna vidareutvecklingar av kuggväxeln enligt uppfinningen kan dessutom uppvisa de i kraven 2-4 angivna särdragen.

I en kuggstångsväxel kan kraftförstärkningen bestämmas på basis av förhållandet mellan den vid drevet åstadkomna ingångsrotationen och den linjära förskjutning av kuggstångspartiet (eller kuggstån- gen), vilken utgör resultatet av drevets rotation. I konventionel- la kuggstångsväxlar anses kraftförstärkningen vanligen vara konstant inom kuggstångens hela tillåtna slaglängd; vid konstruktionen en- ligt föreliggande uppfinning medför emellertid utförandet med kug- gar och styrspår på en hylsa att densamma bringas rotera inom hela, eller under viss del av, kuggstångsanordningens förskjutning i längdaxelriktningen. När hylsan roteras, bibehålls dess snedkuggar i ingrepp med drevet, varför hylsan i själva verket kommer att ut- föra en skruvrörelse i längdaxelriktningen över drevet, när detsam- ma roteras, så att kuggstångsanordningens förskjutning i längdled (längdaxelriktningen) därigenom ändras för viss del av drevets ro- tation, och så att växelns utväxlingsförhållande eller kraftför- stärkning ändras i överensstämmelse därmed. .r Kuggstångsväxeln enligt föreliggande uppfinning kan med fördel in- gå i många industriella tillämpningar, där förskjutning i en längd- axelriktning erfordras såsom gensvar på en ingående rotationsrörel- se, och där det är önskvärt att åstadkomma ändringar av kraftför- stärkningen eller utväxlingsförhållandet under sådan längsgående förskjutning. Kuggväxeln kan exempelvis ingå i en verktygsmaskin 7803022-8 och användas till att reglera matningsrörelsen för ett verktyg (när variationer i utväxlingsförhållandet kan användas till att ändra verktygets matningshastighet, när kuggstångsanordningen drivs genom huset). En speciellt användbar tillämpning av kugg- växeln är i en styrväxel där drevet är avsett att roteras såsom gensvar på en styrande ingångsstorhet, och den därav resulterande längsgående förskjutningen av kuggstångsanordningen är avsedd att användas till att åstadkomma en styrande utgångsstorhet (som exem- pelvis via en styrmekanism är verksam att omställa styrbara mark- hjul till ett fordon, som är försett med styrväxeln); i en sådan styrväxel kan ändringarna i kuggstångsväxelns kraftförstärkning utnyttjas på ett sätt som är synnerligen lämpat att medverka till att åstadkomma styrrörelser från ena stoppläget till det andra.

Fastän de med kuggstången samverkande organen kan inrättas att bi- bringa hylsan rotatignsrörelse under förskjutning av kuggstångsan- ordningen för varje läge av kuggstångsanordningen i längdled i för- hållande till huset, är det fullt möjligt att det kan finnas ett el- ler flera områden av förskjutning av kuggstångsanordningen i för- hållande till huset~inom vilket eller vilka områden reglerorganen är overksamma i sådan utsträckning att hylsan inte bringas rotera i förhållande till huset, när kuggstångsanordningen förskjuts inom nämnda område eller områden. När kuggstångsväxeln enligt förelig- gande uppfinning exempelvis ingår i styrväxeln till ett motorfordon och kuggstångsanordningens stång är kopplad till styrbara väghjul I på konventionellt sätt, kan för längsförskjutning av kuggstångsan- ordningen genom ett centralt omrâde som motsvarar att de styrbara hjulen är inställda för körning rakt framåt eller i huvudsak rakt framåt, gälla, att reglerorganen inte bibringar hylsan någon rota- tionsrörelse så att någon ändring av styrväxelns utväxlingsförhål- lande inte erhålles; när kuggstångsanordningen förskjuts från nämn- da centrala område, så att de styrbara hjulen närmar sig maximalt utslagsläge, dvs stoppläge, kan reglerorganen emellertid bli verk- samma i sådan utsträckning att hylsan roteras i förhållande till huset för att åstadkomma en viss förutbestämd ändring av utväxlings- förhållandet. Sistnämnda effekt kan vara speciellt användbar när det gäller parkering inom begränsade utrymmen, där de styrbara väg- hjulen snabbt omställs från det ena maximala utslagsläget till det andra, så att den av styrväxeln åstadkomna kraftfönstärkningen ökas, 7803022-8 när kuggstångsanordningen förskjuts mot änden av sitt arbetsslag för att åstadkomma maximalt hjulutslag.

Kuggväxelns reglerorgan omfattar bl.a. styrspåret och den därmed samverkande spårföljaren, av vilka organ det ena är placerat på hu- set och det andra pâ hylsan, så att hylsan bringas att rotera på avsett sätt när spårföljaren förflyttas utmed styrspåret. Spårföl- jaren kan exempelvis utgöras av en styrnock eller tapp, som är så anordnad vid huset att en ände av tappen är glidbart upptagen i spåret som genom maskinbearbetning framställts i hylsans omkrets- yta. Det är önskvärt att tappen är så uppburen i huset, att den är roterbar kring en axel som sträcker sig väsentligen radiellt och vinkelrätt i förhållande till den längdaxel kring vilken hylsan ro- teras på den kuggstångpartiet uppbärande kuggstången, så att tappen kan bringas rotera genom sitt ingrepp med spårväggen, när spåret i hylsan förflyttas över tappänden, varigenom uppnås en minimering av de friktionskrafter som utvecklas mellan tappen'och hylsan. Ett så- dant utförande framgår av kravet 3.

Fastän snedkuggarna i hylsans kuggstångsparti skulle kunna sträcka sig runt hylsans hela omkrets, inses lätt att dessa kuggars utsträck- ning i omkretsled endast behöver vara tillräckligt stor för att-sä- kersthlla, att de kan upprätthålla ingrepp med drevets kuggar inom hylsans hela avsedda rotationsrörelse för dess förskjutning i längd- led mellan de yttersta ändlägena. Följaktligen kan kuggarna på hyl- sans kuggstångparti vid behov sträcka sig över exempelvis 1800 av hylsans omkrets. Med beaktande av sistnämnda möjlighet är styrspå- ret beläget på samma i längdled utsträckta parti av hylsan som det på vilket kuggstångpartiet är anordnat (varigenom man minskar kra- vet pâ att ha en hylsa som är väsentligt längre än den längd som kuggstångpartiet måste ha). Drevets kuggar, som samverkar med kugg- stångpartiets snedkuggar, kan antingen vara utförda som rakkuggar eller snedkuggar. «_ Utföringsformer av kuggväxlar konstruerade i enlighet med förelig- gande uppfinning kommer nu att beskrivas nedan under hänvisning till utföringsexempel, som visas på den bifogade ritningen.

För ritningsfigurerna gäller att fig. 1 visar ett partiellt längd- snitt genom en fordonsstyrväxel som inbegriper kuggväxeln enligt föreliggande uppfinning; fig. 2 visar ett ytterligare, partiellt 7803022-8 längdsnitt genom styrväxeln, vilket längdsnitt liknar det som vi- sas i fig. 1, men speciellt visar kuggstångspartiet och ett spår utfört på kuggväxelns hylsa; fig. 3 visar ett partiellt tvärsnitt genom styrväxeln vid linjen A-A i fig. 2.

I de fall där så varit möjligt har genomgående i nedanstående be- skrivning samma eller varandra motsvarande delar som visas på rit- ningsfigurerna givits samma hänvisningsbeteckningar.

Den i fig. 1-3 visade styrväxeln innefattar en kuggstångsanordning eller -enhet 100, vari ingår en cylindrisk stång 1 som har en längd- axel 1a och är försedd med en väsentligen cylindrisk hylsa 2, som är uppburen på stången 1 medelst ett glid- eller nållager 3 och ett kullager 4 för att vara koaxiellt roterbar på stången. Kullagret 4 är axiellt fixerat på stången 1 och i en ände av hylsan 2 medelst cirkulära fjäderklämmor 5 upptagna i ringformiga spår i stången och hylsan. Den valda monteringen av lagret 4 på stången 1 och i hylsan 2 representerar ett lämpligt sätt att förhindra inbördes axiell rö- relse mellan hylsan och stången. Kuggstångsanordningen 100 är anord- nad i och sträcker sig genom ett drevhus 6. Hylsan 2 är försedd med ett kuggstångsparti med snedkuggar 7 som sträcker sig över ungefär 1400 av hylsans omkrets. Med snedkuggarna 7 samverkar kuggarna på ett drev 8, som är roterbart monterat i lager (ej visade i fig. 1-3) i huset 6. Den i anordningen 100 ingående stången 1 är uppburen i huset 6 i ett glidlager eller en bussning 8 (som lämpligen bärs upp av en rörformad förlängning 10 av huset) och genom nämnda lager/ bussning är stången förskjutbar i sin längdriktning, och hylsan 2 (och därmed anordningen 100) är uppburen i huset 6 medelst en fjä- derbelastad gaffeldel 11, som står i kontakt med hylsan 2 på dennas till kuggarna 7 motsatta sida och i området direkt motstående till drevet 8 för att hålla kuggarna 7 pressade till ingrepp med drevet. Ändarna av den kuggstångspartiet uppbärande stången 1 är genom kul- leder 12 med låg friktion kopplade till parallellstag 13, genom vilka utgångsrörelsen från styrväxeln är avsedd att genom en lämp- lig mekanism överföras till styrbara väghjul när kuggväxeln ingår i ett fordon. På liknande sätt som vid konventionella som kuggstångs- växlar utförda styrväxlar förskjuts kuggstångsanordningen 100 i längdriktningen utmed axeln 1a och i förhållande till huset 6 vid rotation av drevet 8 med hjälp av en lämplig ingångsrörelse, som införs genom en till drevet hörande axel. 7803022-8 W I väggen till huset 6 och angränsande till drevet 8 är en cylind- risk styrnock eller tapp 14 (fig. 3) monterad, vilken tapp är så inriktad att dess axel sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot och radiellt i förhållande till axeln 1ai Tappen 14 hålls kvar i ett ur- tag i väggen till huset 6 medelst en skruv-mutter-anordning 15 vid tappens radiellt yttre ände, vilken anordning tillåter tappen att rotera kring dess axel och i förhållande till huset 6, och för denna rotationsrörelse är tappen 14 uppburen medelst ett rullager 16.

Tappens 14 radiellt inre ände 17 har formen av en stympad kon och ingriper i ett längsgående styrspår 18 maskinbearbetat i hylsans 2 cylindriska yta. Spåret 18 är så utfört att det har väsentligen sam- ma längdutsträckning på hylsan 2 som längdutsträckningen av kuggar- na 7, och spåret har ett centralt rakt område 18a, inom vilket spå- ret är väsentligen rätlinjigt och parallellt med axeln 1a, och änd- områden 18b, inom vilka spåret sträcker sig i annan riktning än pa- rallellt med axeln 1a, exempelvis med skruvform eller någon annan icke rätlinjig form för att bilda en kurva huvudsakligen i form av ett upp- och nedvänt, liggande "S" såsom visas i fig. 2. ß' Det inses lätt att under längsförskjutning av kuggstångsanordningen 100 i förhållande till huset 6, och så länge som änden 17 av tappen befinner sig i området 18a av spåret, uppkommer ingen rotation av hylsan 2 i förhållande till huset 6 (eller i förhållande till stån- gen 1) och följaktligen kommer styrväxelns utväxlingsförhållande att då vara konstant, När kuggstångsanordningen 100 förskjutits till- räckligt långt utmed axeln 1a för att tappen 14 skall ha förts in i och längs ettdera av spårets områden 18b, så kommer emellertid spår- väggarnas reaktionskraft på tappen att åstadkomma rotation av hyl- san 2 i förhållande till huset 6 och stången 1. Såsom en följd av sistnämnda effekt kommer snedkuggarna 7 att åstadkomma en skruvrö- relse över kuggarna på drevet 8 under bibehållande av ingreppet med dessa och under drevets rotation. Följaktligen åstadkommes en änd- ring av förskjutningen av kuggstångsanordningen för en given rota- tion av drevet 8 när tappen 14 förflyttas i och i förhållande till det ena eller andra av spârområdena 18b, i jämförelse med när tap- pen 14 förflyttas i och längs området 18a, och denna förskjutnings- ändring åstadkommer en motsvarande ändring i det utväxlingsförhål- lande och den kraftförstärkning som åstadkommes medelst växeln. 7803022-8 Tappen 14 är såsom nämnts ovan företrädesvis roterbar i lagret 16 för att minimera friktionen som utvecklas mellan spåret 18 och tappen 14, när tappen glider över spårets väggar. Drevets 8 kug- gar kan vara raka eller sneda i överensstämmelse med konventionell teknik.

Claims (4)

vsosozz-s ~ ~o Patentkrav

1. l. Kuggväxel med variabel utväxling. speciellt styrväxel för motorfordon, med en i ett växelhus (6) i längdled förskjutbart lagrad och relativt_huset vridbar kuggstång (1). som har ett område med kuggar (7) vilka står i ingrepp med ett i huset (6) roterbart lagrat drev (8) vars rotation åstadkommer kugg- stångens längsförskjutning, och med en i kontakt med kugg- stången (1) stående gaífeldel (ll) som stöder stången i det axiella området av drivingreppet mellan drevet och det kugg- försedda området av stången. vilket kuggområde (7) är samord- nat med ett i kuggstångens längdriktning sig sträckande styr- spår (18) vari en i huset monterad spårföljare (14) ingriper för att bibringa kuggstången reglerad rotation (vridning) relativt huset (6) under dess längsförskjutning. dymedelst ändrande växelns utväxlingsförhållande i beroende av styr- spârets (18) stigning. k ä n n e t e c k n a d av att kugg- stångens (l) kuggförsedda område endast sträcker sig delvis runt kuggstångens omkrets. men tillräckligt långt för att kuggarnas ingrepp med drevet (8) skall bibehållas under kugg- stångens hela avsedda vridning vid dess längsförskjutning, att styrspåret (18) är förlagt inom väsentligen samma axiella del av kuggstången som den del vari stângens (1) kuggar (7) åter- finns. varvid styrspåret dock är beläget i det område (7a) av nämnda kuggstångsdel vilket saknar kuggar. och att gaffeldelen (ll) är anordnad i huset (6) på den till drevet (8) motsatta sidan av kuggstången och utgör en fjäderbelastad, från spår- följaren (14) åtskild del (ll) som gränslar över kuggstång- delens kuggfria område och där bildar stöd för kuggstången och håller dennas kuggar i ingrepp med drevet (8).

2. Kuggväxel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att kuggstängens (1) kuggar (7) och styrspåret (18) på i och för sig känt sätt är anordnade på en hylsa (2). som är vridbart. men axiellt oförskïutbart lagrad på den i växelhuset (6) 7803022-8 i längsförskjutbart lagrade kuggstången (1). och att hylsans kuggfria och styrspårfria område påverkas av gaffeldelen (11).

3. Kuggväxel enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att den med styrspåret (18) samordnade spårföljaren (14) är roterbart lagrad (16) i växelhuset (6) kring en till drevet (8) angränsande axel som sträcker sig radiellt och vinkelrätt mot kuggstângenhetens (100) geometriska vridaxel (la).

4. Kuggväxel enligt något eller nâgra av kraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d av att styrspåret (18) omfattar åtminstone ett rakt område (l8a) som sträcker sig i kuggstångenhetens (100) längdriktning, för att genom den däri ingripande spår- följaren (14) vid kuggstångenhetens (100) längsförskjutning hålla kvar kuggstângen (1) resp. hylsan (2) i läge inom detta område med avseende på växelhuset (6).