SE465634B

SE465634B - Vaexellaada foer motorfordon

Info

Publication number: SE465634B
Application number: SE9000628A
Authority: SE
Inventors: K Nordkvist
Original assignee: Saab Automobile
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-07
Also published as: SE9000628D0; DE69100648T2; DE69100648D1; EP0469128B1; US5184522A; SE9000628L; WO1991013270A1; EP0469128A1

Description

A. 65 "io 15 20 25 30 35 6 4 komponenter i växellådan dimensioneras för dessa moment, vilket ytterligare ökar dess axiella utsträckning.

Ett känt sätt att reducera den axiella utsträckningen av en växellåda är att ersätta de konventionella synkroniseringskopplingarna med andra, smalare typer av icke-synkroniserade kopplingar för att därigenom bereda utrymme för ytterligare kugghjul. Emellertid uppkommer därigenom krav på att anordna synkronisering på andra sätt, exempelvis genom lämplig styrning av motor eller genom att anordna en s k central synkroniseringsanordning. Dylika lösningar innefattar både dyra och komplicerade styrsystem och har inte kommit till praktiskt utnyttjande i serietillverkade fordon.

Uppfinninqens ändamål Uppfinningen har till ändamål att möjliggöra att en växellåda kan utformas med fler växelsteg utan att dess axiella utsträckning ökar.

Växellådan ska med särskild fördel kunna utnyttjas vid tvärställda drivaggregat för motorfordonsbruk. Dessutom ska växellådan kunna innefatta för växellådor sedvanliga synkroniseringskopplingar, liksom för övrigt vara uppbyggd kring konventionella och beprövade komponenter. Växellådan ska vara baserad på sedvanlig kugghjulsteknik med dess möjligheter att tillverka växellådan till låg kostnad och uppvisa en hög verkningsgrad, åtminstone under flertalet körförhållanden.

Kort beskrivning av uppfinningen Ovannämnda ändamål uppfylles genom att växellådan utformas med de särdrag som anges i bifogade patentkravs1 kännetecknande del. Genom att uppfinningsenligt anordna ett särskilt kugghjul för att överföra drivmoment till en sidoaxel, medges att vissa växlar manövreras på sidoaxeln. Längden på växellådans ingående axel kan därigenom reduceras. I enlighet med uppfinningen utnyttjas samma kugghjul för att åstadkomma en backväxel. Ytterligare kugghjul för detta fordras inte, vilket ytterligare medger reducering av dess axiella längd. Fördelaktiga utföringsformer anges i de bifogade underkraven. 10 15 20 25 30 35 465 654 Ytterligare uppfinningen utmärkande fördelar och särdrag framgår av bifogade beskrivningsexempel av en uppfinningen fördelaktig utföringsform.

Kort beskrivning av ritningarna Beskrivningsexemplet görs med hänvisning till bifogade ritningar av vilka Figur 1 visar ett schematiskt fordon med en uppfinningsenlig växellåda, och Figur 2 visar schematiskt en uppfinningsenlig växellåda.

Beskrivning av ett utföringsexempel Ett motorfordon är i figur 1 exemplifierad av en schematiskt visad framhjulsdriven personbil 11, vilken innefattar ett tvärställt drivaggregat 12 i fordonets 11 främre ände. Drivaggregatet 12 består av en förbränningsmotor 13 sammanbyggd med en mekanisk stegväxellåda 14, vilken växellåda 14 via en differentialväxel 15 och drivaxlar 16 överför drivkraft till fordonets främre, drivande hjul 17. Bilen innefattar även frirullande bakhjul18.

Bifogade figur 2 visar schematiskt växellådans 14 närmare utformning. växellådan 14 innefattar en ingående axel 19 som via en koppling 20 är förbunden med och drivs av en utgående axel 21 för motorn 13.

Växellådan 14 innefattar även en utgående axel 22 förbunden med differentialvâxeln 15 via en kuggväxel 23 och från vilken differentialväxel 15 drivkrafter överförs till drivhjulens 17 drivaxlar 16.

Växellådans 14 ingående axel 19 och utgående axel 22 är parallella med varandra och med motorns 13 vevaxel. I växellådan 14 är även inrymd en sidoaxel 24. På den utgående axeln 22 är fast anordnat fem olika kugghjul 25-29 av vilka fyra kugghjul 25-28 är i ständigt ingrepp med fyra kugghjul 30-33 roterbart lagrade kring den ingående axeln 19. Medelst på den 'ingående axeln 19 anordnade kopplingsorgan 3-6 kan de fyra kugghjulen 30-33 selektivt fast sammankopplas med den ingående axeln 19. De fyra kugghjulen 30-33 resp 25-28 på den ingående axeln 19 respektive den utgående axeln 22 bildar olika kugghjulspar, vilka bildar olika utväxlingsförhållanden för växellådan 14. 465 654 4 10 15 20 25 30 35 På samma sätt är kring sidoaxeln 24 roterbart lagrat två kugghjul 34,35, av vilka det ena 34 ingriper med kugghjulet 29 på den utgående axeln 22 och bildar ett kugghjulspar. Det andra kugghjulet 35 på sidoaxeln 24 ingriper med kugghjulet 27 på den utgående axeln 22 och bildar med detta ett kugghjulspar. Detta kugghjul 27 på den utgående axeln 22 utnyttjas således för att bilda två kugghjulspar. Även kugghjulen 34,35 på sidoaxeln 24 är medelst kopplingsorgan 1,2 sammankopplíngsbara med sidoaxeln 24. I figuren utnyttjas för kopplingsorganen 1-6 samma hänvisningsbeteckningar som motsvarar växelläget när aktuell koppling 1-6 är aktiverad. De två kopplingarna 1,2 på sidoaxeln 24 utnyttjas således för att inkoppla våxellågena 1 och 2 medan de fyra kopplingarna 3-6 på den ingående axeln 19 utnyttjas för växellägen 3,4,5 och 6.

Växellådan 14 har således sex växlar för framåtdrift.

Härutöver är på den ingående axeln 19 fast anordnat ett första kugghjul 36 och på sidoaxeln 24 fast anordnat ett andra kugg hjul 37. På den utgående axeln 22 är anordnat ett roterbart lagrat tredje kugghjul 38, vilket medelst en koppling R är fast förbindbart med den utgående axeln 22. Nämnda koppling R utnyttjas för att inkoppla växellådans 14 backläge i enlighet med vad som närmare kommer att beskrivas nedan.

Det första, andra och tredje kugghjulet 36-38 ingriper samtliga med ett fjärde kugghjul 39, som ärfritt lagrat kring en andra sidoaxel 40. l figuren 2 visas den första sidoaxeln 24 i ett nedfällt läge. l verkligheten är denna sidoaxel 24 anordnad delvis bakom den utgående axeln 22 och den ingående axeln 19. Kuggingreppet mellan det andra kugghjulet 37 och det fjärde kugghjulet 39 är därför visat schematiskt med streckad linje.

Av samma skäl visas även kuggingreppet mellan det tredje kugg hjulet 38 och det fjärde kugghjulet 39 medelst streckad linje. Genom att figuren 2 på detta sätt principiellt åskådliggör det fjärde kugghjulets olika kuggingrepp, kommer det fjärde kugghjulets axiella utsträckning att visas överdriven i förhållande till dess verkliga utsträckning. I verkligheten är kuggingreppen exempelvis anordnade så att kuggingreppet mellan det första och fjärde kugghjulet 36 resp 39 respektive det andra och det fjärde kugg hjulet 37 resp 39 sker i huvudsak i samma axiella plan. 10 15 20 25 30 35 s 465 634 Kopplingarna R samt 1-6 utgörs av för fordonsväxellådor sedvanliga synkroniseringskopplingar, vilka manövreras med hjälp av konventionella kopplingsgafflar (ej visade). Endast en av kopplingarna R, 1-6 kan vara aktiverad åt gången. Växellådan 14 har även ett neutralläge N, i vilket ingen av kopplingarna R, 1-6 är aktiverad.

Det första, andra och tredje kugghjulet 36,37 resp 38 är anordnade vid sina respektive axlars 19,24 resp 22 ena ände. Denna ände är motsatt den ände vid vilken växellådans 14 ingång via den ingående axeln 19 och dess utgång via den utgående axeln 22 är anordnade. Växellådans 14 ingång och utgång är således anordnade på samma sida.

Funktionen av den beskrivna växellådan 14 är den följande. Vid aktivering av endera av kopplingarna 3,4,5 eller 6 kommer endera av kugghjulen 30,31,32 resp 33 att fast samankopplas med den ingående axeln 19.

Drivkraft överförs genom växellådan 14 genom samverkan med motsvarande kugghjul 25-28 på den utgående axeln 22. Samtidigt med att den ingående axeln 19 roterar drivs det fjärde kugghjulet 39 av det fasta, första kugghjulet 36. Därigenom kommer även det andra kugghjulet 37 på sidoaxeln 24 att drivas med följd att även hela sidoaxeln 24 roterar. Även det tredje kugghjulet 38 på den utgående axeln 22 drivs, men eftersom inte backkopplingen R är aktiverad påverkas inte den utgående axeln 22 härav.

Vid aktivering av endera av kopplingarna 1 eller 2 kommer på motsvarande sätt kugghjulen 34 resp 35 att genom samverkan med motsvarande kugghjul 29 resp 27 på den utgående axeln 22 överföra drivkraft till den utgående axeln 22. Drivmomentet från den ingående axeln 19 överförs därvid via det första kugghjulet 36, det fjärde kugghjulet 39 och det andra kugghjulet 37 till sidoaxeln 24.

Vid aktivering av backkopplingen R sammankopplas det tredje kugghjulet 38 med den utgående axeln 22. Kugghjulet 38 drivs genom kuggingreppet med det fjärde kugghjulet 39 i en rotationsriktning som är motriktad den riktning den utgående axeln 22 roterar med när någon av kopplingarna 1 t o m 6 är aktiverad. Aktivering av kopplingen R medför således att den utgående axeln 22 drivs i motsatt riktning och fordonet kan backas. När på detta sätt backväxeln är ilagd, kommer via kugghjulen 465 654 6 10 20 25 25-29 även övriga kugghjul 30-35 att drivas i sina motsatta riktningar. Då emellertid ingen av dessa är fast förbunden med sina respektive axlar har detta ingen inverkan.

Utnyttjandet av det fjärde kugghjulet 39 i enlighet med föreliggande uppfinning medför att hela växellådan 14 kan ges axiellt små dimensioner trots ett stort antal växlar. Det fjärde kugg hjulet 39 utnyttjas dels för att överföra moment till sidoaxeln 24 och dels för att åstadkomma en backväxel. Genom detta erfordras inga ytterligare kugghjul eller axlar för att åstadkomma backväxel.

I stället för att som är konventionellt anordna även växlarna 1 och 2 på samma axlar som övriga växlar, medför den uppfinningsenliga växellådan en något sämre verkningsgrad på växlarna 1 och 2. Detta beroende på de extra kuggingreppen mellan kugghjulen 36, 39 och 37. Emellertid utnyttjas växellägena 1 och 2 vid normal körning enbart vid start och därmed under mycket korta tidsperioder. Den försämrade verkningsgraden under dessa körförhållanden är därför totalt sett försumbar.

Uppfinningen kan inom ramen av bifogade patentkrav modifieras och utformas annorlunda än vad som angivits i ovanstående beskrivningsexempel. Exempelvis kan kopplingarna för de olika växellägena R, 1 t o m 6 liksom även kugghjulen arrangeras på andra sätt.

Likaså kan växellådan modifieras för såväl färre som för fler växelsteg än det exemplifierade antalet.

Claims

10 15 20 25 30 35 7 465 634- PATENTKRAV

1. Växellåda för ett motorfordon innefattande en ingående axel (19), en utgående axel (22), åtminstone en första sidoaxel (24) och ett antal kopplingsorgan (1-6), medelst vilka kopplingsorgan (1-6) olika samverkande kugghjulspar (25-34) anordnade på den ingående axeln (19), den utgående axeln (22) och sidoaxeln (24) selektivt kan inkopplas för att bilda olika utväxlingsförhållanden för körning framåt, varvid på växellådans (14) ingående axel (19) är anordnat ett första kugghjul (36) och på växellådans (14) sidoaxel (24) är anordnat ett andra kugghjul (37), kännetec knad av att på växellådans utgående axel (22) är roterbart lagrat ett tredje kugghjul (38), att på en andra sidoaxel (40) är anordnat ett fjärde kugghjul (39), att det första, andra och tredje kugghjulet (36,37,38) är i ingrepp med det fjärde kugghjulet (39), och att vid den utgående axeln (22) är anordnad en koppling (R) medelst vilken det tredje kugghjulet (38) kan sammankopplas med den utgående axeln (22) för att bilda en backväxel.

2. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det första kugghjulet (36) ärfast förbundet med den ingående axeln (19).

3. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det andra kugghjulet (37) ärfast förbundet med den första sidoaxeln (24).

4. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det fjärde kugghjulet (39) ärfritt roterbart lagrat kring den andra sidoaxeln (40).

5. Växellåda för ett motorfordon enligt något av föregående patentkrav,kän netec knad av att de i kugghjulsparen ingående kugghjulen (25-29) på den utgående axeln (22) är fast förbundna med den utgående axeln (22), och att de med dessa kugghjul samverkande kugghjulen (30-35) på ingående axeln ( 19) och på den första sidoaxeln (24) är fritt roterbart 465 634 8 10 15 20 lagrade kring respektive axel (19,24) och medelst respektive kopplingsorgan (1-6) är selektivt fast förbindbara med respektive axel (19,24).

6. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att kopplingsorganet (R) medelst vilket det tredje kugghjulet (38) kan sammankopplas med den utgående axeln (22) är utformat som en synkroniseríngskoppling.

7. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att det första kugghjulet (36) på den ingående axeln (19), det andra kugghjulet (37) på den första sidoaxeln (24) och det tredje kugghjulet (38) på den utgående axeln (22) är anordnade vid respektive axels ena ände.

8. Växellåda för ett motorfordon enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att vid den ingående axelns (19) och den utgående axelns (22) respektive andra ändor är anordnat anslutningar från fordonets drivmotor (13) och till fordonets drivhjul (17).