SE446898B - Flerstegad kuggvexel - Google Patents

Description

UT 10 15 20 25 30 446 898 Genom SE-C-118 558 är en flerstegad kuggväxel förut känd. Denna är sammansatt av ett flertal mindre kugg- växlar, av vilka en motsvarar den i inledningsstycket definierade växeln. Denna förut kända växel innefattar sålunda ett drev, två i en kring drevets rotationsaxel vridbar hållare lagrade växelkugghjul, vilka genom att hållaren vrids kan bringas i ingrepp med ett på en utgående axel vridfast monterat kugghjul. Respektive växelkugghjul ingriper på var sin sida om sammanbind~ ningsplanet mellan hållarens vridningsaxel och den ut- gående axelns rotationsaxel. När det ena växelkugg- hjulet vrids i ingrepp vrids det andra växelkugghjulet ut ur sitt ingrepp och omvänt. Vid ett fixt axiellt läge för hållaren erhålls endast tvâ utväxlingar, Vid denna förut kända kuggväxel är antalet växelsteg ut- ökade genom att hållaren och växelkugghjulen även kan förskjutas parallellt med vridningsaxeln respektive rotationsaxlarna. En dylik kuggväxel, som innefattar fler än två växelsteg, upptar sålunda ett relativt stort utrymme även i kugghjulens axelriktning, varför inte heller denna kuggväxel kan användas där det till- gängliga utrymmet är snävt begränsat.

Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en flerstegad kuggväxel som innehåller flera växelsteg, vilken har ringa utbredning i en riktning i rummet, samtidigt som den har en enkel uppbyggnad med därav följande låg tillverkningskostnad.

Detta löses vid en kuggväxel av det i inledningen an- givna slaget därigenom att hållaren vid åtminstone ett växelsteg är anordnad att kunna bringas ur sitt till- hörande ingreppsläge i två varandra väsentligen motsatta \ riktningar till att i den valda riktningen förflytta den' fi» \J1 10 15 20 25 30 446 898 motsvarande drivkedjan, så att den av drivkedjan i ingreppsläget etablerade drivförbindelsen mellan det första och andra kugghjulet brytes.

Uppfinningen beskrivs härefter närmare med hjälp av tvâ utföringsexempel under hänvisning till ritningarna, varvid: Fig 1 uppifrån schematiskt visar en första utföringsform av en kuggväxel enligt uppfinningen med för å- skådlighetens skull vissa detaljer avlägsnade, Fig 2 visar ett längdsnitt längs linjen II - II i Fig 1 med ett första växelkugghjul i ingreppsläge, Fig 3 visar ett motsvarande längdsnitt som i Fig 2 med ett andra växelkugghjul i ingreppsläge, Fig 4 visar ett motsvarande längdsnitt som det som visas i Fig 2 och 3 med ett tredje växelkugghjul i ingreppsläge, och Fig 5 uppifrån schematiskt visar en andra utföringsform av en kuggväxel enligt uppfinningen med för åskåd- lighetens skull vissa detaljer avlägsnade.

Den i Fig 1 - 4 visade kuggväxeln innefattar en ingående stationär axel 1 och en utgående stationär axel 2, vilka är roterbart lagrade i ett växelhus 3. Ett kuggdrev 4 är vridfast och oförskjutbart anordnat på ingângsaxeln 1 och ett utgängskugghjul är pà liknande sätt anordnat på utgångsaxeln 2. En hållare 6 är vridbart lagrad i växelhuset 3. Hållarens 6 vridningsaxel sammanfaller med ingångskugghjulets 4 rotationsaxel 7. I hållaren 6 är tre stycken växelkugghjul 8, 9, 10 roterbart lagrade och genom att hållaren 6 vrids kan de bringas i respektive ur ingrepp med utgångskugghjulet 5. Växelkugghjulen 8, 9, 10 är i denna utföringsform ständigt drivförbundna med 10 15 20 25 30 446 898 ingångsdrevet 4 antingen direkt som växelkugghjulet 9 eller via ett eller flera mellanliggande växelkugghjul ll, 12. De med ingångsdrevet 4 ständigt i ingrepp stående kugghjulen 11, 9 respektive 12 rör sig planetformigt kring ingångsdrevet 4 då hållaren 6 vrides. Växelkugg- hjulen 8, 9, 10 är anordnade så i hållaren 6 att när de är i ingrepp med utgångskugghjulet 5 befinner sig respektive växelkugghjuls 8, 9, 10 rotationsaxel i ungefär samma plan som utgångskugghjulets 5 rotations- axel 13 och hållarens 6 vridningsaxel 7, d v s att i varje enskild drivkedja är det växelkugghjul 8, 9, 10 som förs i ingrepp med utgângskugghjulet anordnat i hållaren så att summan av avståndet mellan hållarens 6 vridningsaxel 7, vilken här sammanfaller med ingångs- kugghjulets 4 rotationsaxel, och växelkugghjulets 8, 9, 10 rotationsaxel och växelkugghjulets delningsradie är lika med avståndet mellan hållarens 6 vridningsaxel 7 och utgångskugghjulets 5 delningscirkel, så att det i ingrepp stående växelkugghjulet 8, 9, 10 kan vridas ur sitt ingreppsläge i vilken som helst av hållarens 6 båda möjliga vridningsriktningar. Om hållaren 6 vrids ytterligare i den valda riktningen, förflyttas växel- kugghjulet från kontakt med utgångskugghjulet 5 och vid fortsatt vridning kommer intilliggande drivkedja i ingrepp med utgångskugghjulet 5.

Fig 2 visar i ett snitt ett växelsteg där växelkugghjulet 9 är direktförbundet med ingångskugghjulet 4. Ingångs- kugghjulets kuggkrans är ungefär dubbelt så bred som växelkugghjulets 9 kuggkrans 14 och ovanför kugghjulet 4 finns ett fritt utrymme vars höjd är ungefär hälften av kugghjulets 4 bredd. Växelkugghjulet 9-är roterbart lagrat i den kring ingångskugghjulets 4 rotationsaxel 7; vridbara hållaren 6 och är anordnat så, att det ingriper med den övre halvan av ingångskugghjulets 4 kuggkrans, KJ! 10 25 30 446 898 varvid det i axelriktningen på ömse sidor om växel- kugghjulet 9 finns ett fritt utrymme med ungefär samma höjd som kuggkransens 14 bredd. Kugghjulet 9 ingriper med undre halvan av utgàngskugghjulets 5 kuggkrans, vilken är ungefär dubbelt så bred som kuggkransen 14.

Under utgånqskugghjulet 5 finns ett fritt utrymme vars höjd motsvarar hälften av bredden hos utgângskugghjulets 5 kuggkrans. Utgångskugghjulet 5 är vridfast förbundet med en i växelhuset inskjutande utgångsaxel. I det i Fig 2 visade växelläget överförs momentet från ingångsaxeln l till ingångskugghjulets 4 övre halva över till växel- kugghjulet 9 och vidare till utgångskugghjulets 5 undre halva och slutligen till utgångsaxeln 2.

I det i Fig 3 visade växelläget ingriper växelkugghjulet ll med ingångskugghjulets 4 övre halva. Kugghjulet 11 har en bredd som är ungefär hälften av bredden hos in- gängskugghjulets 4 kuggkrans. Kugghjulet 11 är vridfast anordnat på en i den vridbara hàllaren 6 roterbart lagrad axel 15. Växelkugghjulet 8 är anordnat ovanför kugg- hjulet 11 och likaså vridfast förbundet med axeln 15.

Växelkugghjulet 8 har ungefär samma bredd som kugghjulet ll men det har en avsevärt större diameter. Vid det visade växelläget ingriper växelkugghjulet 8 med ut- gångskugghjulets 5 övre halva och överlappar delvis både det direktkopplade växelkugghjulet 9 och ingångs- kugghjulet 4. De olika elementen är givetvis utförda och anordnade på avstånd från varandra så att de utan friktion kan röra sig relativt varandra. Momentet över- förs från den övre halvan på ingångskugghjulets 4 kuggkrans till växelkugghjulet 11 och via axeln 15 till växelkugghjulet 8 och från detta till den övre halvan på utgångskugghjulets 5 kuggkrans och slutligen till utgångsaxeln 13. 15 20 25 30 446 898 I det i Fig 4 visade tredje utväxlingssteget ingriper ett växelkugghjul 12, som har ungefär ingångskugg- hjulets 4 halva bredd, med den undre halvan på ingångs- kugghjulet 4. Kugghjulet @2 är vridfast förbundet med en i hållaren 6 roterbart lagrad axel 16, på vilket ett växelkugghjul 10 med ungefär samma bredd som kugghjulet 12 men med avsevärt mindre diameter är anordnat.

Växelkugghjulet 10 ingriper med utgångskugghjulets 5 undre halva. Kugghjulet 12 befinner sig därvid under ut- gångskugghjulet 5 och växelkugghjulet 9 och överlappas beröringsfritt delvis av dessa. Momentet överförs från ingångskugghjulets 4 nedre del till kugghjulet 12, sedan över till axeln 16 och vidare till växelkugghjulet 10, varifrån momentet överförs till utgångsaxeln 13 via nederdelen på utgångskugghjulets 5 kuggkrans.

Den i detta första utföringsexempel visade kuggväxeln innefattar tre växelsteg, men som torde framgå av Fig 1 har endast ca en tredjedel av det tillgängliga utrymmet runt ingångskugghjulet 4 utnyttjats, varför kuggväxeln skulle kunna inrymma betydligt fler växelsteg.

Vidare är de tre drivkedjorna i Fig 1 i ständigt ingrepp med ingångskugghjulet 4. Drivkedjorna vrids till sina ingreppslägen med växelkugghjulen ll, 9, 12 planetformigt avrullande på ingångskugghjulet 4. Genom detta arrange- mang fâr kuggväxeln en synnerligen kompakt och platsbe- sparande konstruktion, visserligen till priset av en något reducerad verkningsgrad.

Det är emellertid inte nödvändigt att låta drivkedjorna vara i ständigt ingrepp med ingångskugghjulet. I det i Fig 5 visade andra utföringsèxemplet vrids de av växel- kugghjulen 10a, l2a; 9a; lla, 8a bestående drivkedjorna med hjälp av hâllaren 6a samtidigt in och ur ingrepp V: 10 15 20 25 30 44egs9s” både med ingångskugghjulet 4a och utgångskugghjulet 5a.

Hållarens 6a vridningsaxel 17 är därvid anordnad i linje med ingångs- och utgångskugghjulets rotationsaxlar la respektive 2a på avstånd från dessa. I varje driv- kedja är därvid det växelkugghjul 8a, 9a och l0a som förs i ingrepp med utgångskugghjulet 5a anordnat så i hållaren 6a att summan av avståndet mellan detta växel- kugghjuls rotationsaxel och hållarens 6a vridningsaxel 17 och växelkugghjulets delningsradie är lika med av- ståndet mellan hållarens 6a vridningsaxel 17 och ut- gångskugghjulets Sa delningscirkel. Det växelkugghjul lla, 9a, l2a som bringas i ingrepp med ingångskugg- hjulet 4a är utfört och anordnat så att skillnaden mellan avståndet mellan detta växelkugghjuls rotations- axel och hàllarens 6a vridningsaxel 17 och växelkugg- hjulets delningsradie är lika med avståndet mellan vridningsaxeln 17 och den längst bort belägna delen på ingångskugghjulets 4a delningscirkel. I ingrepps- läget överlappar en del av växelkugghjulen Sa, 9a och l2a delvis varandra och de stationära kugghjulen 4a, 5a ungefär på samma sätt som i det första utförings- exemplet. Snitten genom ingreppslägena överensstämmer i stort sett med de snitt som visas i Fig 2 - 4 för den_första utföringsformen av kuggväxeln. Hänvisnings- beteckningarna i Fig 2 - 4 behöver endast förses med tillägget "a" för att figurerna skall visa snitt genom ingreppslägena enligt den andra utföringsformen.

Fördelen med detta senare arrangemang är att man kan få plats med betydligt fler växelsteg än i den första utföringsformen och att förlusterna blir lägre genom att endast en drivkedja i taget, och inte alla, ingriper med ingàngskugghjulet 4a. 10 15 20 25 446 898 I båda utföringsformerna låses hållaren 6, 6a med hjälp av en icke visad låsmekanism i de olika ingrepps- lägena. Vid växling frigörs hållarens 6 låsmekanism, varefter hållaren 6 vrids så att den aktuella driv- kedjan bryter drivförbindelsen mellan ingângskugg- hjulet 4, 4a och utgångskugghjulet 5, Sa, varpå hållaren vrids ytterligare så att den önskade drivkedjan kommer i ingreppsläge. I detta läge låses hållaren relativt växelhuset 3.

I en momentöverförande drivkedja kan det vidare, exempel- vis för åstadkommande av backfunktion, finnas två eller flera växelkugghjulförsedda, i hållaren roterbart lagrade mellanaxlar.

Vidare kan de på samma mellanaxel anordnade växelkugg- hjulen, vilka i utföringsexemplen är utförda som en- skilda separata kugghjul, vara utformade i ett enda stycke i form av ett dubbelkugghjul.

Alla drivkedjor behöver heller inte vara anordnade att kunna vridas förbi sina ingreppslägen, utan den första och/eller den sista drivkedjan kan vara anordnad att ingripa med ingângskugghjulet 4, 4a och utgångskugg- hjulet 5, 5a i ett område som ligger vid sidan av det sammanbindningsplan som definieras av de stationära kugghjulens rotationsaxlar l, la respektive 2, 2a.

Det torde vidare inses att momentöverföring kan ske i omvänd riktning mot den som beskrivits härovan, d v s att kugghjulet 5, 5a bildar ingångsdrev från vilket moment överförs till axeln 1, la som därvid_bildar 3 utgângsaxel.

-V-\

Claims (10)

10 15 25 30 446 898 P a t e n t k r a v

1. l. Flerstegad kuggväxel innefattande ett stationärt, kring en första axel (1, la) roterbart första kugghjul (4, 4a), ett på avstånd från det första kugghjulet (4, 4a) anordnat, stationärt, kring en andra axel (2, 2a) roterbart andra kugghjul (5, 5a), en för varje växel- steg anordnad drivkedja, var och en bestående av ett växelkugghjul (9, 9a) eller flera drivningsförbundna växelkugghjul (8, ll; Ba, lla; 10, 12; l0a, 12a), varvid samtliga växelkugghjul är roterbart lagrade i en hållare (6, 6a), som kan förflyttas väsentligen vinkelrätt mot den första och andra axeln (1, 2; la, 2a) till att bringas i ett för varje växelsteg befintligt ingreppe- läge, i vilket den tillhörande drivkedjan är i samtidigt ingrepp med det första och andra kugghjulet (4, 5; 4a, 5a), k ä n'n e t e c k n a d av att hällaren (6, 6a) vid åtminstone ett växelsteg är anordnad att kunna bringas ur sitt tillhörande ingreppsläge i två varandra väsent- ligen motsatta riktningar till att i den valda riktningen förflytta den motsvarande drivkedjan så att den av denna i ingreppsläget etablerade drivförbindelsen mellan det första och andra kugghjulet (4, 5; 4a, Sa) brytes.

2. Kuggväxel enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att hällaren (6, 6a) är vridbar kring en med ett första och andra kugghjulets axlar (7, 13; 7a, l3a) parallell hállaraxel (7, 17).

3. Kuggväxel enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att hàllaraxeln sammanfaller med den ena kugghjuls- axeln (7).

4. Kuggväxel enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att hållaraxeln (17) är anordnad i linje med den 10 (15 f 20 25 30 446 898 10 första och andra kugghjulsaxeln (7a, 13a) på avstånd från dessa.

5. Kuggväxel enligt krav l - 4, n a d av att den innefattar minst tre växelsteg, k ä n n e t e c k ~

6. :Kuggväxel enligt krav 1 - 5, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone en drivkedja innefattar två i ingrepp med varandra stående växelkugghjul.

7. Kuggväxel enligt krav 1 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att drivkedjan för åtminstone ett växelsteg inne- fattar två med varandra vridfast förbundna växelkugghjul (8, 11; 8a, lla; 10, 12; 10a, l2a) med olika diametrar anordnade över varandra med sammanfallande rotationsaxlar, varvid det ena växelkugghjulet i ingreppsläget är i drivingrepp med det ena stationära kugghjulet, medan det andra växelkugghjulet i ingreppsläget är drivför- bundet med det andra stationära kugghjulet.

8. Kuggväxel enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att ett av de med sammanfallande rotationsaxlar anordnade Växelkugghjulen (8; 8a, 12; l2a) överlappar eller överlappas av, sett i axelriktningen, ett växel- kugghjul i en intilliggande drivkedja och/eller ett av de stationära kugghjulen.

9. Kuggväxel enligt krav 7 och 8, k ä n n e t e c k - n a d av att de med sammanfallande rotationsaxlar an- ordnade växelkugghjulen (8, ll; 8a, lla, 10, 12; 10a, l2a) är utformade i ett stycke i form av ett dubbelkugghjul.

10. l0.'_Kuggväxel enligt krav 1 - 9, k_ä n n e t e c kx- n a d av att den innefattar en låsmekanism medelst vilken hållaren (6, 6a) kan låsas i sina olika in- greppslägen.