SE457198B - Automatisk stegloes kraftoeverfoering - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 457 198 g belastningen, vilken skall överföras från ingången; och neutralväxeln, som är ur funktion, då en kraftöverföring äger rum. Bland dessa huvudenheter kan driftväxelenheten delas upp i fyra under-delar, nämligen en fördelningskuggväxel för fördelning av ingående momentet till ett höghastighetssystem och ett låghastighetssysten, en samlingskuggväxel som för samman de fördelade momenten och avger dem till utgången, och motkuggväxlar innefattande en motkuggväxel för hög hastig- het, en inre motkuggväxel för låg hastighet och en yttre mot- kuggväxel för låg hastighet. Motkuggväxlarna förmedlar impul- sen för avgivning av moment endast till låghastighetssystemet under normala förhållanden, då ingen belastning föreligger, och utjämnar momentet mellan höghastighetssystemet och låg- hastighetssystemet. Vidare finnes en justeringskuggväxel av fjädertyp för låg hastighet för förmedling av moment från låghastighetssystemen till utgången.

Den kännande justeringskuggväxeln kan delas upp i tre underdelar, nämligen en justeringskuggväxel för reglering av den avkända belastningen, en huvudjusteringskuggväxel och en hjälpjusteringskuggväxel, som assisterar justeringskuggväxeln.

Neutralväxelenheten består av en neutralkuggväxel, som är ur funktion, då ingång och utgång är frånkopplade, och en neutralkoppling.

Av de olika enheterna är fördelningskuggväxeln, sam- lingskuggväxeln, hjälpjusteringskuggväxeln, huvudjusterings- kuggväxeln och neutralkuggväxeln samtliga uppbyggda av diffe- rentialväxlar av samma slag, som har givits olika namn i be- roende av sina funktioner.

Om varvtalsutväxlíngen mellan utgång och ingång är hög, kräver den ingående axeln en stor effekt, medan om däremot varvtalsutväxlingen mellan utgång och ingång är låg, den ingående axeln kräver mindre effekt. Sådana ändringar i effektuttaget från den ingående axeln avkännes av justerings- kuggväxeln i den kännande justeringskuggväxeldelen. Då den fjäderpåverkade kuggstângsväxeln rör sig uppåt och nedåt, rör sig den inre motkuggväxeln för låg hastighet framåt eller bakåt relativt den yttre motkuggväxeln till att svara mot mot- kuggväxeln i höghastighetsdelen. Ingången förbipdes sålunda . _ _._.,_....... _ 10 15 20 30. 35 457 198 med utången genom höghastighetssystemet eller låghastighets- systemet, vilket resulterar i hastighetsändringen enligt föreliggande uppfinning.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas i anslutning till bifogad ritning, vilken såsom exempel illustre- rar nâgra utföringsformer av uppfinningen, varvid fig. 1 visar en kraftöverföring enligt uppfinningen i dess helhet; fig. 2 är ett schematiskt diagram över de olika elemen- ten i kraftöverföringen enligt uppfinningen; fig. 3 visar driftväxeldelen i kraftöverföringen enligt uppfinningen; fig. H visar en principbild för differentíalväxlarna i kraftöverföringen enligt uppfinningen och ett diagram över varvtalsförhållandet mellan de olika hjulen i densamma; fig. 5 illustrerar utformningen av motkuggväxeln i kraft- överföringen enligt uppfinningen; ' fig. 6 villustrerar utformningen av huvudjusterings- kuggväxeln; fig. 7 illustrerar utformningen av den fjäderpåverkade justeringskuggväxeln för hög hastighet och låg hastighet vid kraftöverföringen enligt uppfinningen; fig. 8 illustrerar neutraldelen av kopplingen i kraft- överföringen enligt uppfinningen; _ fig. 9 är ett kretsschema för driftväxeldelen vid kraft- överföringen enligt uppfinningen, varvid i (A) visar kretsschemat för utgång genom den inre motkuggväxeln '(hög hastighet) och (B) visar kretsschemat för utgång genom den yttre motkugg- växeln (låg hastighet); fig. 10 visar diagram över varvtalsutväxlingen mellan utgång och ingång vid kraftöverföringen enligt uppfinningen, varvid (A) avser driftväxeldelen, och (B) avser hela kraftöverföringen; fig. ll visar de kännande justeringskuggväxlarna vid kraftöverföringen enligt uppfinningen; fig. 12 visar driftkuggväxeln vid kraftöverföringen 2457 198 10 15 20 25 30 35 H enligt uppfinningen under normala förhållanden; fig. 13 visar driftkuggväxeln vid kraftöverföríngen enligt föreliggande uppfinning vid hög hastighet: fig. lä visar driftkuggväxeln vid kraftöverföringen enligt föreliggande uppfinning vid låg hastighet; och fig. 15 visar driftkuggväxeln vid kraftöverföringen enligt uppfinningen i neutralläge.

Såsom fig. l och 2 visar, är en fördelningskuggväxel T och en motkuggväxel Vl i höghastighetssystemet förbundna med varandra via en huvudaxel 5. En samlingskuggväxel U är för- bunden med en huvudaxel lä hos motkuggväxeln V1. Ett drev 26 i lâghastighetssystemet är kopplat till ett utvändigt hjul 25 i fördelningskuggväxeln T och ger utgången till axeln 27. En justeringskuggväxel W av fjädertyp för hög och låg hastighet och en inre motkuggväxel V2 i lågeffektsystemet är sammankopp- lade och även förbundna med den yttre motkuggväxeln V3 i låg- hastighetssystemet och med samlingskuggväxeln U. Ingângen från fördelningskuggväxelns T yttre hjul 25 och lågeffektsystemets drev 26 kopplas till en huvudjusterngskuggväxel X2 och en hjälpjusteringskuggväxel X3. Ett drev 7H och ett vinkelhjul 76 i huvudjusteringskuggväxeln X2 och hjälpjusteringskugg- växeln X3 är sammankopplade med justeringskuggväxeln X via tomgångsdrevet 75.

Såsom fig. l, 2 och H visar, utgöres fördelningskugg- växeln T, samlingskuggväxeln U, huvudjusteringskuggväxeln X2 och hjälpjusteringskuggväxeln X3 av differential- eller planetväxlar innefattande planethjul 3, 16, 38 respektive 70, som är i ingrepp med solhjul 4, 15, 37 respektive 71 och ett umgivande rínghjul 23, H0, BH respektive 69, varvid varje sådan kuggväxel har en axel med ingångs- och utgångsfunktion.

Såsom visat i fig. 2 och 5-B) innefattar var och en av motkuggväxlarna Vl, V3 i hög- och lågeffektsystemen för mot- kuggväxeln V2 en central stationär axel l2 respektive 3H och två motstående kugghjul, vilka är i ingrepp med ett första par respektive ett andra par kopplingsdrev, som medelst sina hållare l3 respektive 35 är förenade med den ifrågavarande kuggväxelns huvudsaxel lh respektive 36.

Såsom fig. 1 och SA visar, innefattar den inre motkugg- 10 15 20 25 30 35 457 198 5 växeln V2 i låghastighetssystemet ett stationärt ringhjul M8 och ett ringhjul H9 på utsidan av den stationära växelaxeln SH. Vidare finnes det första och andra kopplingshjul, som medelst sina hållare 52, 53 är kopplade till den gemensamma axeln 55 och som är i ingrepp med ringhjulet 48 respektive 49.

Såsom fig. 1, 2 och 6 visar, innefattar justeringskugg- växeln X1 ett drev 79, som är i ingrepp med en kuggstång 80, som är fjädrande monterad och påverkad av en fjäder 81. Drevet 79 är kopplat till tomgångshjulet 75.

Såsom visat i fig. 1, 2 och 7, innefattar justerings- kuggväxeln W för hög och låg hastighet ett kugghjul 61, vars inre på ömse sidor är försett med fjäderfästen 58, 58' för höghastighetsfjädrar 57 respektive låghastighetsfjädrar 60.

Neutralväxeln Y är utformad på samma sätt som fördel- ningskuggväxeln T. Neutralkopplingen 2 är utformad på det i fig. l och 8 visade sättet.

Var och en av de i kraftöverföringen enligt uppfinningen använda differential- eller planetväxlarna innefattar ett solhjul, planethjul med planethàllare och ett ringhjul. Var\ och en av dessa komponenter har en egen axel, såsom visat i fig. H. Varvtalsförhållandena mellan de olika komponenterna i växeln framgår av diagrammet. För fall A antages det att solhjulet är stillastående (varvtal noll), varvid planethålla- ren med planethjulen roterar tvåtredjedels varv för varje varv hos ringhjulet. I fall B är planethållaren stillastående, varvid ringhjulet roterar ett halvt varv i motsatt riktning för varje rotationsvarv hos solhjulet. I fall C roterar sol- hjulet och ringhjulet tillsammans i samma-riktning, varvid även planethållaren roterar med samma varvtal i samma rikt- ning. Diagrammet visar sålunda de inbördes varvtalsförhållan- dena mellan växelns olika komponenter för fallen A, B och C.

Kraftöverföringens arbetssätt skall beskrivas i det följande. Driftväxeln innefattar två effektavgivande system, såsom visat i fig. 1, 3 och 10. Sålunda börjar ett höghastig- hetssystem från fördelningskuggväxeln T och passerar höghas- tighetssystemets motkuggväxel Vl och når slutligen samlings- kuggväxeln U. Ett låghastighetssystem börjar från fördel- 457 198 10 15 20 25 30 35 6 ningskuggväxeln T, passerar låghastighetssystemets yttre mot- kuggväxel V3 och justeringskuggväieln W och når slutligen samlingskuggväxeln U, som är direkt kopplad till utgången.

Ett annat lâghastighetssystem börjar från fördelningskugg- växeln T, passerar hjälpjusteringskuggväxeln X3, den inre mot- kuggväxeln V2 i lâghastighetssystemt, justeringskuggväxeln W och när slutligen samlingskuggväxeln U. Såsom ovan nämnts finnes ett höghastighetssystem och ett làghastighetssystem med skilda banor. I Hög- och låghastighetssystemen skall beskrivas i detalj från huvuddrivaxeln 1 till samlingskuggväxelns utgângshjul 19.

Såsom visat i fig. 9, när höghastighetssystemet utgången genom följande effektöverföringsväg, som startar från huvud- drevet H via ringhjulet 23, till huvuddrevaxeln 5, drevet 6 i motkuggväxeln för hög hastighet, till de första kopplings- hjulen 7 i motkuggväxeln för hög hastighet, till de andra kopplingshjulen 8, som roterar utmed omkretsen hos det sta- tionära hjulet ll i motkuggväxeln för hög hastighet, och hjulhållaren 13 som roterar tillsammans med kopplingshjulens axeltappar 9, 10, till huvuddrevaxeln lb för samlingskugg- växeln, till huvuddrevet 15, till planethjulen 16, till pla- nethjulens axeltappar 17, till planethållaren och slutligen till samlingskuggväxelns utgângshjul l9.

Såsom fig. 12 visar, när låghastighetssystemet, som innefattar làghastighetssystemets yttre motkuggväxel, ut- _ gången genom följande effektöverföringsväg, sbm börjar från huvuddrivaxeln 1 till planethållaren 2 i fördelningskugg- växeln, till planethjulen 3 som roterar utmed omkretsen av huvuddrevet eller solhjulet R, till ringhjulsaxeln 24 via' ringhjulet 23, och till det yttre hjulet 25 i fördelnings- kuggväxeln, till drevet 26 i lâghastighetssystemet, till axeln 27, till drevet 28 i den yttre motkuggväxeln, till de första kopplingshjulen 29 i denna växel, till de andra kopp- lingshjulen 30, som roterar utmed omkretsen av det stationära hjulet 33 i sist nämnda växel, och till hjulhållaren 35 som roterar tillsammans med kopplingshjulens axeltappar 31, 32 och till hjulhållarens axel 36, till fjäderskivan 56 i läg- hastighetssystemet,_till läghastighetssystemets justerings- 10 15 20 25 30 35 457 198 7 fjädrar 57, till fjäderhállarskivan 58 via lághastighets- justeringsfjädrarna, till fjäderdrevet Gl, till inställ- ningsdrevet 62, till ringhjulsaxeln 63 i samlingskuggväxeln, till ringhjulet SH, till planethjulen 16 och deras axeltappar 17, till planethållaraxeln 18 och slutligen till utgångshju- let 19 hos samlingskuggväxeln.

Såsom visat i fig. 12, när lághastighetssystemet, då det passerar via lâghastighetssystemets inre motkuggväxel ut- gången genom följande effektöverföringsväg, som startar från huvuddrivaxeln 1, till planethållaren 2 i fördelningskugg- växeln, till planethjulen 3, till ringhjulet 23, till ring- hjulsdrevet 25 via ringhjulsaxeln 2H, till låghastighets- systemets drev 26, till axeln 27, till huvuddrevet 37 i huvudjusteringskuggväxeln, till planethjulen 38, till ring hjulet H0, till ringhjulsdrevet H2 via ringhjulsaxeln H1, till hjulet H3, till den yttre axeln UU, till drevet H5, till backdrevet H6, till drevet'47 i låghastighetssystemets inre motkuggväxel, till rínghjulet H9, till de första kopplings- hjulen 50 och de andra kopplingshjulen 51, som roterar utmed den inre omkretsen av det stationära hjulet 48, som kopplings- hjulhållaren 54 som roterar tillsammans med kopplingshjulens axeltappar 52, 53, till kopplingshjulhâllarens axel 55, till fjäderskivan 59 i höghastighetssystemt, till höghastighets- fjädrarna 60, till fjäderdrevet 61 genom rotation av fjäder- hållarskivan 58, till inställningsdrevet 62, till ringhjuls- axeln 53 i samlingskuggväxeln, till ringhjulet BH, till pla- nethjulen 15, till planethållaren 17, till planethållaraxeln 18, och slutligen till utgångshjulet 19 i samlingskuggväxeln.

Beträffande de båda vägarna i låghastighetssystemet, delar dessa sig vid axeln 27 i låghastighetssystemet och före- nar sig åter vid làghastighetsfjädrarna 57 och höghastighets- fjädrarna 60.

Beträffande rotationsriktningen hos de båda vägarna i låghastighetssystemet har dessa samma rotationsriktning vid lághastighetssystemets drivande axel 27, där de båda vägarna förgrenar sig, vid lâghastighetsfjäderskivan 56, vid höghas- tighetsfjäderskivan 59, vid fjäderhållarskivorna 58, 58 och a vid inställningshjulet 61. 457 198 g 10 15 20 25 30 35 Om man studerar varvtalsutväxlingen i de båda vägarna, visar det sig, att för ett varv av låghastighetssystemets drivande axel 27, där de båda vägarna skiljer sig ät, roterar hjulet 61 i låghastighetssystemets justeringskuggväxel, där de båda vägarna åter möts, ett halvt varv. De båda vägarna i lâghastíghetssystemt ger sålunda samma varvtal liksom även samma rotationsríktning. I vägen genom hjälpjusteringskugg- växeln X3 och låghastighetssystemets inre motkuggväxel V2 är vinkeldrevet 76, vínkeldrevsaxeln 77 och den därtill kopnlade planethâllaren 39 overksamma.

För att undersöka inverkan i båda vägarna, då vinkel- drevet 76 arbetar, skall vägen undersökas, då vinkeldrevet roterar. Vinkeldrevets rotation pressar höghastighetsjuste- ringsfjädern 60 mot dess rotationsriktning genom följande väg, som startar från vinkeldrevet 76, till vínkeldrevsaxeln 77, planethàllaren 39,1 hjälpjusteringskuggväxeln, till planethjulen H8, till ringhjulet 40, till ringhjulsaxeln H1, till det yttre hjulet H2, till drevet H3 och den yttre axeln UH, till drevet H5, till backdrevet 46, till drevet H7 i låg- hastíghetssystemets inre motkuggväxel, till ringhjulet H9, till de första kopplingshjulen 50, till de andra kopplings- hjulen 51, till hjulhâllaren SU som roterar tillsammans med kopplíngshjulens axeltappar 52, 53,till hjulhâllaraxeln 55, till höghastighetsfjäderskivan 59, och slutligen till hög- hastighetsjusteringsfjädern 60. Eftersom rotationsriktningen för vinkeldrevet 76 är motsatt rotationsriktningen för ring- hjulet UD och den därefter följande rotationsriktningen, resulterar detta i att höghastighetsfjäderskívan 59 gär bak- länges som följd av ovan nämnda rotation.

Som resultat av utväxlingsförhâllandena roterar höghas- tighetsfjäderskivan 59 tre bägsekunder per varv av vinkel- drevet 76. annat än den roterande effekt som överföres från justerings- Resultatet av vinkeldrevets 76 rotation är ett kuggväxeln till lâghastighetssystemet.

Om vinkeldrevet 76 roterar med en vinkel av 100, rote- ras höghastighetsfjäderskivan 59 med en vinkel av 150 genom lâghastighetssystemets inre motkuggväxel V2. Rotationsvin- keln är sålunda 150 före eller efter rotationen av läghastig- 10 15 20 25 30 35 457 198 9 hetsfjäderskivan 56 genom lâghastighetssystemets yttre mot- kuggväxel V3. Det föreligger sålunda en vinkelskíllnad om 150 mellan rotatíonerna i de båda vägarna. Under dessa förhållan- den verkar de båda vägarna i låghastighetssystemet till att rotera inställningshjulet 61 till att avge effekt till sam- lingskuggväxeln U.

Lät oss nu betrakta den kännande justeringskuggväxeln X, vilken påverkar inställningsdrevet 6l. Som ovan nämnts, medför drift av vinkeldrevet 76, att lâghastighetsfjäderskívan 56 och höghastighetsfjäderskivan 59 föres framåt eller bakåt, och att de två fjäderskivorna 56, 59 roterar fjäderhâllar- skivan 58 via låghastighetsjusteringsfjädern 59 respektive höghastighetsjusteringsfjädern 60. De två effektöverförings- vägarna har sålunda var sin fjäder 57, 60 för rotering av fjäderhàllarskivan 58 och inställningsdrevet 61. Om en av de tvâ fjäderskivorna 56, 59 roterar en gång med en fjäderskiva driven framåt, kommer den framâtdrivna fjäderskivan att pressa fjädern kraftigare än den andra fjäderskivan, och fjäderhållar- skivan 58 och inställningsdrevet 61 kommer att drivas mest eller endast under inverkan av den framåtdrivna fjäderskivan.

Av de båda vägarna i låghastighetssystemet kommer den framåt- drivna att påverka låghastighetssystemet kraftigare, och detta beror på i vilken riktning och med hur många vinkelgrader hjulet 76 roterar.

För jämförelse mellan höghastighetssystemet och låg- hastighetssystemet och beskrivning av deras inbördes förhållan- den har vi redan betraktat effektöverföringsvägarna i de båda systemen. Varvtalsutväxlingen i varje steg från ingången på huvuddrivaxeln l till utgången är den följande.

Om det antages att làghastighetssystemet står stilla, följer höghastighetssystemets rotation följande väg med an- givna rotationsvarv: huvuddrivaxeln l (1 varv) - huvuddrevet H i fördelningskuggväxeln (3 varv) - drevet 6 i höghastighets- motkuggväxeln (3 varv) ~ hjulhàllaren 13, som kopplar till det stationära drevet ll via kopplingshjulen 8 (3/2 varv) - huvuddrevet 15 i samlingskuggväxeln (3/2 varv) - planethâllar- axeln 18, som är kopplad till ringhjulet 64 via planethjulen 16 (1/2 varv) - utgångshjulet 19 hos samlingskuggväxeln 457 198 10 15 20 25 30 35 10 (1/2 varv). Såsom framgår av ovanstående, roterar utgångs- hjulet 19 ett halvt varv, då huvudaxeln l roterar ett varv.

Eftersom rotationsriktningen och varvtalsutväxlingen är densamma för båda vägarna i låghastighetssystemet, är det tillräckligt att betrakta endast den ena av effektöverförings- vägarna i låghastighetssystemet.

Om det antages att höghastighetssystemet står stilla, följer lâghastighetssystemets rotation följande väg med an- givna varvtal: huvudaxeln 1 (1 varv) - ringhjulet 23 i för- delningskuggväxeln (3/2 varv) - drevet 25 (3/2.varv) - drevet 26 (3/2 varv) - drevet 28 i den yttre motkuggväxeln G/2 varv) - hjulhållaren 35, som är kopplad till det statio- nära drevet 33 via kopplingshjulen 3D (3/H varv) - fjäder- drevet Bl, som är kopplat till fjäderskivan 56 och fjäder- hållarskivan 58 via justeringsfjädern 57 (3/H varv) - in- ställningshjulet 62 (1/2 varv) - ringhjulet GH i samlingskugg- växeln (l/2 varv) - planethållaraxeln 18, vars planethjul 16 roterar utmed omkretsen av solhjulet 15 (l/3 varv) - utgångs- hjulet 19 hos samlingskuggväxeln (1/3 varv).

Varvtalsutväxlíngen mellan utgång och ingång förhåller sig sålunda för höghastighetssystemet och lâghastighetssyste- met som l/2 till l/3, dvs. som 3 till 2.

Om man betraktar sambandet mellan varvtalsutväxlingen för hela kraftöverföringen omfattande hög- och låghastighets- system och varvtalet för inställningsdrevet 62, så ser man, att ett varv hos huvudaxeln l motsvarar l/2 varv hos utgången, då inställningsdrevet 62 är stillastående, dvs. inställnings- drevets varvtal är noll. I låghastighetssystemet däremot är motsvarande varvtal för utgången 1/3 varv och för inställ- ningsdrevet 62 1/2 varv, eftersom inställningsdrevet tillhör låghastighetssystemet.

Pig. 10A och l0B illustrerar varvtalsutväxlingen mellan utgången och ingången tillsammans med ínställningsdrevets varvtal. I exempelvis det fall att huvudaxeln l gör ett varv och även inställningsdrevet 62 gör ett varv, så kommer ut- gången att genomföra 1/6 varv.

Såsom beskrivits i detalj i det föregående skiljer sig höghastighetssystemet och låghastighetssystemet från varandra 10 15 20 25 30 35 457 1.98 ll med avseende på varvtalsutväxlingen mellan utgång och ingång.

De båda systemen förmedlar emellertid ej effekten i motsva- rande grad utan, eftersom de är anordnade i rad, arbetar det ena av dem mycket mer än det andra, eller så arbetar båda tillsammans i lika stor utsträckning. Vidare, i det fall då höghastighetssystemet roterar i en motsatt riktning, kommer den motsvarande effekten att àterföras till höghastighets- systemet via làghastighetssystemet. Detta på grund av att de båda systemen är slutna kretsar relativt varandra.

Om vinkeldrevet 76 roterar en stor vinkel, återgår hög- hastighetsfjäderskivan 58 och utövar ingen inverkan på höghas- tighetsjusteringsfjädern 60. Detta förklarar att vägen genom låghastighetssystemets inre motkuggväxel V2 är avbruten under dessa förhållanden. Effektöverföringsvägen från ingången på v huvudaxeln 1 till utgången kommer att ske genom de med hel- dragna linjer visade komponenterna i fig. 9. Eftersom, såsom ovan nämnts, varvtalsutväxlingen mellan utgång och ingång ger l/2 varv för höghastighetssystemet respektive l/3 för làghas- tighetssystemet, under normala förhållanden, så kommer ingångs- effekten hos huvudaxeln l att vara tvungen att ta vägen en- bart genom làghastighetssystemet, som roterar långsamt och ger en högre effekt på utgången. Eftersom vidare làghastig- hetssystemets effekt är större än höghastighetssystemets effekt med förhållandet 3.till 2, kommer de båda effekterna att överföras genom varje system och mötas vid samlingskugg- växeln, varigenom höghastighetssystemet roteràs i den mot- satta riktningen. Tillståndet liknar det med varvtalsutväx- lingen noll mellan utgång och ingång då huvudaxeln gör l varv och inställningsdrevet gör l/2 varv, såsom illustrerat i fig. 10A. h Om på motsvarande sätt vinkeldrevet 76 roterar med en stor vinkel i motsatt riktning, såsom visat med heldragna linjer i fig. 9, är varvtalsutväxlingen mellan utgång och in- gång i de båda systemen konstant, på samma sätt som då den yttre motkuggväxeln V35.làghastighetssystemet passeras, men under normala förhållanden är ingângseffekten ej villig att passera enbart làghastighetssystemet på liknande sätt som vid passering av den yttre motkuggväxeln V3 i làghastighets- »457 198 10 15 20 25 30 35 12 systemet. Denna funktion är resultatet av de olika utformade motkuggväxlarna som är symmetriskt anordnade i både hög- och lâghastighetssystemen. Höghastighetssystemet har motkugg- växeln Vl och låghastighetssystemet har den inre motkugg- växeln V2. Under normala förhållanden måste ingångseffekten passera endast làghastighetssystemet som följd av varvtals- utväxlingarna i systemen, men eftersom den inre motkuggväxeln V2 i lâghastighetssystemet och motkuggväxeln V1 i höghastig- hetssystemet är symmetriska med avseende på varandra, så upp- tages en stor effekt på höghastighetssystemets motkuggväxel Vl i stället för på lâghastighetssystemets inre motkuggväxel V2. Motkuggväxeln Vl har sålunda fördelen, att effekt hindras från att passera endast låghastighetssystemet.

Skälet varför stor effekt upptages av höghastighets- systemets motkuggväxel Vl i stället för på lághastighetssyste- mets inre motkuggväxel V2 beskrives i det följande. Den prin- cipiella utformningen av de báda motkuggväxlarna illustreras i fig. 5A respektive SB.

Såsom visat i fig. 5B, innefattar motkuggväxeln V1 i höghastighetssystemet tvâ kopplingshjul 7, 8, som uppbäres av hjulhållare 13 på ömse sidor om växeln och som roterar utmed omkretsen av drevet B respektive det stationära hjulet ll, varvid kopplingshjulen är monterade i hàllarskivorna 13 me- delst sina axeltappar 9, 10. Hjulhâllaraxeln lä roterar sä- lunda till att överföra effekt bakåt.

Såsom visat i fig. 5A, innefattar lâghastighetssystemets inre motkuggväxel ett drev H9 och ett stationärt hjul H8, som är utformade med invändning kuggning, med vilken kopplings- hjulen 50, 51 är i ingrepp. Kopplingshjulen uppbäres av hjul- hâllarskivorna SH, som sålunda roteras av kopplingshjulen och i sin tur roterar hjulhällaraxeln 55 för överföring av effekt bakåt.

Om man jämför funktionen hos de båda motkuggväxlarna så är radien A för dreven 5 och H9 i motkuggväxeln Vl respek- tive den inre motkuggväxeln V2 densamma, varför de båda dreven 5, H9 roterar de första kopplingshjulen 7 respektive 50 lika mycket. Dreven roterar sålunda de första kopplingshjulen 7 respektive 50 och därmed även de andra kopplingshjulen 80 10 15 20 25 30 35 457 198 13 respektive 51, som är i ingrepp med de första kopplings- hjulen. De andra kopplingshjulen 8 i höghastighetssystemets motkuggväxel Vl roterar utmed den yttre omkretsen av det stationära hjulet ll, och dessa andra kopplingshjuls axel- tappar 10 roterar i samma riktning som ingângsdrevet 5. Sam- tidigt roterar de andra kopplingshjulen 51 i låghastighets- systemets inre motkuggväxel V2 också utmed den inre omkretsen av det stationära hjulet 48, och dessa andra kopplingshjuls axeltappar 53 roterar följaktligen i samma riktning som det ingående drevet H9. Kopplingshjulens axeltappar i de båda kuggväxlarna uppbäres av hjulhâllarskivorna 13 respektive 54 och rotation av kopplingshjulens axeltappar 10, 53 medför så- lunda rotation av hjulhållarskivorna 13 respektive 54 och där- med även hjulhållaraxlarna lä respektive 55.

Såsom ovan nämnts, arbetar dreven 5, H9 i de båda mot- kuggväxlarna på samma sätt, tills de roterar de andra kopp- lingshjulen 8 respektive 51. Om emellertid hjulhållarskivorna 13, 5D i de båda motkuggväxlarna är belastade från tillhö- rande hjulhållaraxel, kommer rotationen av hjulhållarskivorna 13 respektive SN att bli olika, eftersom axeltapparna 10 respektive 53 i de båda kuggväxlarna roterar hjulhållarski- vorna 13 respektive SU vid olika arbetspunkter. Eftersom hög- hastighetssystemets motkuggväxel V1 arbetar med ett långt av- stånd B från centrumaxeln, medan låghastighetssystemets inre motkuggväxel V2 arbetar med ett kort avstånd B fràn centrum- axeln, kommer höghastighetssystemets motkuggväxel Vl att rote- ra hjulhállarskivan 13 och dess axel lä med en större effekt än vid låghastighetssystemets inre motkuggväxel V2. Samtidigt är varvtalsutväxlingen för hjulhållarskivorna 13 och lh eller hjulhållaraxlarna i de båda motkuggväxlarna densamma, näm- ligen 2/l varv för ett varv hos ingångsdreven.

Då de båda motkuggväxlarna belastas, kan, såsom ovan nämnts, en motverkan från utgången till ingången förväntas.

Med avseende pâ sådana motverkningar arbetar de första kopp- lingshjulen 7 respektive 50 under samma betingelser som de ovan nämnda andra kopplingshjulen 8 respektive 51. Arbets- punkterna för de första kopplingshjulens axeltappar 9 respektive 52 i de båda motkuggväxlarna är sålunda olika varandra. 457 198 10 15 20 lä Eftersom avstánden mellan centrumaxeln i höghastig- hetssystemets motkuggväxel V1 och såväl de första som de andra kopplingshjulens axeltappar 9 och 10 är lika stora, och likaledes avstånden mellan centrumaxeln i låghastighets- systemets inre motkuggväxel V2 och de första och andra kopp- lingshjulens axeltappar 52 och 53 likaledes är lika stora, arbetar axeltapparna för de första kopplingshjulen och axel- tapparna för de andra kopplingshjulen i båda motkuggväxlarna med samma hjulhållarskivor 13 respektive SH, varvid axel- tapparna för de första respektive andra kopplingshjulen är periferiellt förskjutna relativt varandra.

Såsom framgår av fig. 5A och SB, har de båda motkugg- växlarna dubbla uppsättningar av kopplingshjul 7, 8, 50 respektive 51 anordnade på diametralt belägna axeltappar 9, 10, S2 respektive 53.

Om det antages att avståndet mellan två axeltappar är C, såsom illustrerat i fig. 5A, drevets radie är A och länk- hjulets radie är D, så blir avståndet C mellan kopplinge- hjulens axeltappar i höghastighetssystemets motkuggväxel V1 lika med 2(A+D). Om A = 45 och D = 15, blir avståndet C mellan kopplingshjulens axeltappar i höghastighetssystemets motkugg- 'Wiäxel vi lika med 2 25 30 35 systemets inre motkuggväxel V2 motsvarande avstånd blir 2(U5-15), dvs. 60, såsom visat i fig. SA. Höghastighetsyste- mets motkuggväxel Vl är sålunda överlägsen låghastighetssyste- mets inre motkuggväxel V1 är det gäller att rotera hjul- hållaraxeln. _ I Eftersom i kraftöverföringen, såsom-tidigare nämnts, höghastighetssystemet är överlägset låghastighetssystemet med avseende på varvtalsutväxlingen i förhållandet 3 till 2, väljer ingångseffekten till huvudaxeln hellre låghastíghets- systemet än höghastighetssystemet under normala betingelser.

Men i det fall att vinkeldrevet 76 roterar en stor vinkel i motsatt riktning till att göra de båda systemen symmetriska relativt varandra, såsom visat medelst heldragna linjer i fig. 9, kommer höghastighetssystemet att vara överlägset låghastighetssystemet, genom att höghastighetssystemets mot- kuggväxel Vl har en varvtalsutväxling_som förhåller sig som 10 15 20 25 30 35 15 457 198 2 till 1 relativt låghastighetssystemets inre motkuggväxel V2, trots att låghastighetssystemet som sådant är överlägset höghastighetssystemet med förhållandet 3 till 2 med avseende på varvtalsutväxlingen. _ Om de båda varvtalsutväxlingarna i vardera systemet kombineras, finner man, att höghastighetssystemet är över- lägset låghastighetssystemet med förhållandet 2 x 2 till 3 x l, dvs. H till 3. Då de båda systemet göres symmetriska relativt varandra genom rotering av vinkeldrevet 76 såsom visat medelst heldragna linjer i fig. 9, kommer följaktligen 'höghastighetssystemet att förmedla ingångseffekten till ut- gången bättre än låghastighetssystemet. Då däremot de båda systemen göres symmetriska relativt varandra genom rotation av vinkelväxeln 76 pâ det medelst heldragna linjer i fig. 9 visade sättet, blir låghastighetssystemet överlägset hög- hastighetssystemet när det gäller överföring av ingångs- effekten till utgången. Det ena systemets överlägesenhet relativt det andra systemet ger upphov till en ändring av varvtalsutväxlingen i kraftöverföringen.

Huruvida kraftöverföringen faller under fig. 9, beror, såsom redan beskrivits, på vilken väg av låghastighetssyste- met som kommer att vara framåt vid den kännande justerings- kuggväxeln X, och huruvida den ena eller den andra vägen kommer att vara framåt beror på funktionen av vinkeldrevet 76. ' _ Vinkeldrevets funktion kommer att beskrivas i det föl- jande. Hjälpjusteringskuggväxeln X2 i höghastighetssystemet förmedlar ingångseffekten på ingångsaxeln 65 till kraftöver- föríngens huvudaxel l. Den kännande justeringskuggväxeln kan delas upp i huvudjusteringskuggväxeln X2, hjälpjusteringskugg- växeln X3 och justeringskuggväxeln Xl. Huvud- och hjälp- justeringskuggväxlarna X2, X3 utgöres av planetväxlar, som är av samma slag som de i fördelningskuggväxeln och samlings- kuggväxeln, och innefattar vidare justeringsdrevet 7H, tom- gångsdrevet 75, vinkeldrevet 76 och justeringsfjäderdrevet 79.

Funktionen hos varje kuggväxel i den kännande justerings- kuggväxeln X beskrives i det följande. Ingângsaxelns 65 effekt förmedlas till huvudaxeln l i kraftöverföringen. Effektöver- 7457 198 § 10 15 20 25 30 35 16 föringsvägen är den följande: ingångsaxeln 65 - ingångsdrev 66 - det yttre drevet 67 i huvudjusteringskuggväxeln - ringhjulsaxeln 68 - ringhjulet 69 - planethjulen 70 - sol- hjulet 71 - huvudaxeln l. Genom denna väg driver ingångs- effekten kraftöverföringen genom att rotera huvudaxeln l. Då en belastning uttages på kraftöverföringens utgång, kan detta betraktas som en motverkan mot ingångseffekten. En sådan reaktion gör det svårt att rotera kraftöverföringens huvud- axel 1 medelst den tillförda ingångseffekten. Ingångseffekten och reaktionen kommer att rotera planethâllaren 72 i huvud- justeringskuggväxeln X2 och vidare justeringsfjäderdrevet 79 i justeringskuggväxeln eller vinkeldrevet 76.

Justeringsfjäderdrevet 79 och de kännande justerings- kuggväxlarna X pâverkas av ingångseffekten genom följande kraftöverföringsväg: ingångsaxeln 65 - ingångsdrev 66 - yttre drevet 67 i huvudjusteringskuggväxeln - ringhjulsaxel 68 - ringhjulet 69 - planethjulen 70 - planethållaren 72 - planethållaraxeln 73 - hjulet 74 - mellanhjulet 75 genom rota- tion av vinkeldrevet 75 och mellanhjulsaxeln 78 - justerings- fjäderdrevet 79 i justeringskuggväxeln via mellanhjulsaxeln 78 - fjäderkuggstången 80 - justeringsfjädern 81 via juste- ríngsfjädersätet 82.

Eftersom trycket på justeringsfjädern härrör från reak- tionen från belastningssidan via de kännande justeringskugg- växlarna, är det på justeringsfjädern 81 utövade trycket be- roende av belastningens storlek. Justeringsfjådern 81 samver- kar med justeringsfjäderdrevet 79 och mellanhjulet 75 vilket är i ingrepp med vinkeldrevet 76, då belastningen pålâgges i en stor grad, varvid jsuteringsfjädern pressas samman i motsvarande grad och vice versa. I låghastighetssystemet pâ- verkar vinkeldrevet 76 den kännande justeringskuggväxeln X via hjälpjusteringskuggväxeln X3 och den inre motkuggväxeln V2 till att verkställa kraftöverföringen.

Pig. ll illustrerar kraftöverföringsvägen, då ingångs- effekten påverkar justeringskuggväxeln X1 genom utgångssidans _ reaktion via huvud- och hjälpjusteringskuggväxlarna X2 och X3.

Pig. lä illustrerar effektöverföringsvägen då ingången omvandlas till låg hastighet och förmedlas till utgången, då 10 15 20 25 30 35 457 198 . 17 vinkeldrevet roterar i positiv riktning i beroende av en ök- ning av belastningen.

Pig. 13 illustrerar effektöverföríngsvägen, då ingången omvandlas till hög hastighet och förmedlas till utgången, då vínkeldrevet roterar i negativ riktning genom expansion av justeringsfjädern i beroende av en minskning av belastningen.

En ändring av rotationshastigheten sker såsom illustre- rat i fig. 19 och lb. Då en korrekt rotering av belastningen sker, bör roteringen emellertid bibehållas. I detta fall över- föres effekt såsom illustrerat i fig. 12.

Då huvudaxeln l, som kan kallas ingången till den ovan nämnda kraftöverföringsdelen, roterar ett varv, är varvtals- utväxlingen mellan huvudaxeln och inställningsdrevet 62 den i fig. 10A illustrerade, och mellan ingångsaxeln 65 och inställ- ningsdrevet 62 den i fig. lUB illustrerade. Eftersom ingångs- axeln 62 roterar ett varv per två varv för huvudaxeln l, är varvtalet för inställningsdrevet 62 dubbelt så stort i fig. l0B som i fig. l0A¿ Såsom ovan nämnts, är omvandlingen av ingången till ut- gången eller upprätthållande av utgången huvudfunktionen för kraftöverföringen. Dessutom finnes neutralväxeldelar och back- växeldelar, som fungerar tillsammans med huvudfunktionen.

Såsom fig. 10A visar, är utgângsvarvtalet noll för ett varv hos huvudaxeln. I detta fall är varvtalet för inställ- ningsdrevet 3/2. Sålunda, om inställningsdrevet gör 3/2 varv, är varvtalet på utgången noll. .

Neutralväxeln är nödvändig för åstadkommande av följande tillstånd. Effektöverföringsvägen i neutralläget är den föl- jande: rotation av ingångsaxeln l - neutraldrev 83 - mellandrev 8U - kopplingsdrev 85 - kopplingsaxel 86 - ingående kopplingsskiva 87 - rörlig kopplingsskiva l05 - utgående kopplingsskiva 88 - huvuddrevaxel 97 för neutral- kuggväxel - huvuddrev 96 - eftersom utgången ej arbetar rote- rar planethjulen 95 utmed den inre omkretsen av ringhjulet 99 under ett tillstånd, vid vilket det med utgången sammankopp- lade ringhjulet QH är stillastående - planethâllaren 98 - axeln 99 - drevet 100 - drevet l0l - axeln 102, drevet 103 - drevet l0U. Eftersom drevetslßh rotation-motsvarar inställ- 10 15 20 457 19s§ 18 ningsdrevets 62 rotation, motsvarar ett varv av ingângsaxeln 1 3/2 varv av inställningsdrevet 62, såsom visat i fig. 10A.

Det ovan beskrivna tillståndet kan betraktas omvänt.

Utgången kan nämligen under vissa betingelser arbeta, fast in- gången ej arbetar, genom följande väg: utgångsaxeln 22 - utgångsdrevet 21 - ringhjulsaxeln 93 i neutralkuggväxeln - ringhjulet 93 - eftersom solhjulsdrevet 96 ej antages arbeta, roterar planethjulen 95 utmed omkretsen av solhjulet 96 - planethållaren 98 - axeln 99 - drevet 100 - drevet 101 - axeln 102 - drevet 103 - drevet l0U - inställníngsdrevet 62.

I detta fall verkar momentet från utgången ej på kraftöver- föringens ingångsaxel.

I båda fallen, då neutralkopplingen 89 är sluten, är ingång och utgång avskurna utan att påverka varandra. Kopp- língsmanövreringsdrevet 92 i neutralkopplingen är anordnat att sluta kopplingen genom rotering av den rörliga kopplinge- skívan, medan utgången verkar på utgången.

Av den föregående beskrivningen av uppfinningen är det uppenbart, att uppfinningen kan varieras och modifieras på ett flertal olika sätt inom ramen för efterföljande patent- - krav.

Claims (5)

457 198 Patentkrav

1. l. Automatisk steglös transmission, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en drivande ingångsaxel (65), vilken är kopplad till en fördelningskuggväxel (T), vilken fördelar momentvägen från ingângsaxeln till två momentvägar, varav den ena sträcker sig genom ett första kuggväxelsystem och den andra sträcker sig genom ett andra kuggväxelsystem, varvid det första kuggväxelsystemet innefattar en första kuggväxel (Vl) kopplad till nämnda fördelningskuggväxel (T) och en till nämnda första kuggväxel kopplad andra kuggväxel (U), som före- nar nämnda båda momentvägar, medan nämnda andra kuggväxelsystem innefattar en fjäderförspänd kuggväxel (W) anordnad att leda nämnda andra momentväg genom endera av en tredje kuggväxel (V3) och en fjärde kuggväxel (V2) och därifrån till nämnda andra kuggväxel (U), varvid en första reglerkuggväxel (X3) bestående av en planetväxel är operativt kopplad till nämnda andra kugg- växelsystem mellan nämnda tredje och fjärde kuggväxlar (V3, V2) för fördelning av nämnda andra momentväg på nämnda tredje och fjärde kuggväxlar, varjämte det finnes en neutralkuggväxel (Y) innefattande en planetväxel kopplad till utgången av nämnda andra kuggväxel (U) och anordnad att överföra ingångseffekt från nämnda drivande ingångsaxel (65) via en koppling (Z) direkt till en driven utgångsaxel (22) kopplad till nämnda andra kuggväxel (U), varjämte transmissíonen vidare innefattar en andra reglerkuggväxel (X2) operativt inkopplad mellan nämnda drivande ingångsaxel (65) och nämnda första kuggväxelsystem och via en tredje reglerkuggväxel (Xl) sammankopplad med den första reglerkuggväxeln (X3), varvid nämnda första och andra reglerkuggväxlar (X3, X2) är anordnade att reglera momentbe- lastningen på nämnda utgångsaxel (22) i beroende av hastighets- variationer.

2. Transmission enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda fördelningskuggväxel (T) och nämnda andra kugg- växel (U) utgöres av konventionella planetväxlar, och att var och en av nämnda första och tredje kuggväxlar (V1, V3) inne- fattar ett drivande kugghjul (5; 28) och ett stationärt kugg- hjul (ll, 33), utmed vilkas omkrets första respektive andra 457 198 2 kopplingskugghjul (7, 8; 29, 30) är i ingrepp, vilka kopplings- kugghjul är anordnade parvis sida vid sida mellan hjulhâllare (l3; 35) monterade pâ en gemensam axel (ln, 36).

3. Transmission enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda fjärde kuggväxel (V2) innefattar ett stationärt, invändigt tandat ringhjul (H8) och ett på en stationär axel (3H) roterbart monterat, invändigt tandat ring- hjul (H9) samt första och andra kopplingskugghjul (50, 51) anordnade i ingrepp med nämnda stationära respektive roterbara ringhjul (H8, H9), varvid dessa första och andra kopplingskugg- hjul uppbäres mellan hjulhâllare (SH) monterade på en gemensam axel (55).

4. H. Transmission enligt något av kraven l - 3, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda fjäderförspända kuggväxel (W) innefattar ett drivande kugghjul (Gl), en första fjäderhâllar- skiva och en andra fjäderhàllarskiva anordnade pâ var sin sida av nämnda kugghjul samt första och andra tryckfjädrar anordnade inuti nämnda första respektive andra fjäderhållar- skiva.

5. Transmission enligt något av kraven 1 ~ H, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda första och andra reglerkuggväxlar (X3, X2) utgöres av konventionella planetväxlar, vilkas planet- hållare är försedda med var sitt kugghjul (7H, 76), vilka är i ingrepp med ett gemensamt mellankugghjul (75), varjämte den tredje " reglerkuggväxeln (X1) innefattar en fjäderbelastad kuggstång (80) och ett i ingrepp med detta varande kuggdrev (79), som är monterat på samma axel (78) som nämnda mellan- kugghjul (75).