SE501408C2 - Motorfordonsväxellåda samt drivaggregat för motorfordon - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 501 4-08 2 Detta uppnås enligt uppfinningen genom att ytterligare synkroniseringsorgan är anordnade att assistera de först- nämnda synkroniseringsorganen.

Med hjälp av nämnda ytterligare synkroniseringsorgan åstad- kommes det extra synkroniseringsarbete, som erfordras för att växlingskvaliteten inte skall försämras i förhållande till vad som uppnås vid en motsvarande växellåda anordnad på konventionellt sätt med en kopplingslamellskiva monterad direkt på växellådans ingående axel.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 och 2 visar principschemor över två olika utföringsformer av växel- lådor enligt uppfinningen med anslutande transmissioner och kopplingar.

I figurererna betecknar 1 en yttre cylinder hos en förbrän- ningsmotor och 2 en vevaxel, vid vars ändfläns 3 ett sväng- hjul 4 är fastskruvat. Svänghjulet 4 bildar del av en kon- ventionell lamellkoppling med en lamellskiva 5, som är ovrid- bart fixerad på en utgående axel 6, vilken vid sin ytterände uppbär ett kedjehjul 7. Ett andra kedjehjul 8 är ovridbart fixerat vid ytteränden av en axel 9, som utgör den ingående axeln till en generellt med 10a (fig. 1) respektive 10b (fig. 2) betecknad femväxlad manuell växellåda. Via en kedja 11 driver den utgående axeln 6 den ingående axeln 9 i växel- lådan. Som ett alternativ till kedjetransmissionen 7, 8 och 11 kan en kugghjulstransmission med tre kugghjul användas.

Växellådorna 10a respektive 10b uppvisar förutom den ingående axeln 9 en första mellanaxel 12 och en andra mellanaxel 13, vilka på sina mot ingångssidan vända ändar ovridbart uppbär varsitt kugghjul 14 respektive 15, som ingriper med kron- hjulet 16 till en differential 17.

En kopplings- eller svänghjulskåpa 20 är på konventionellt sätt medelst icke visade skruvar fastskruvad mot ett ändplan 21 på motorblocket 22. Kåpan 20 är utformad i ett stycke med 10 15 20 25 30 35 3 501 408 en kåpa 23, som innesluter kedjetransmissionen 7, 8 och 11.

Exempelvis kan kåporna 20, 23 vara gjutna i ett stycke i en aluminiumlegering. Växellådans 10 hus har ett fästplan 25, vilket medelst skruvar 26 är fastskruvat mot ett fästplan 27 hos kåpan 23. Planet 27 ligger i plan med kopplingskåpans 20 mot motorblockets 22 ändplan 21 fastskruvade plan 28, vilket innebär att fästplanen 27 och 28 kan maskinbearbetas i ett och samma moment.

De integrerade kåporna 20, 23 bildar enda upphängningsanord- ning för växellådan 10 och några ytterligare upphängnings- organ har visat sig inte behövas mellan motor och växellåda.

Den ingående axeln 9 uppbär tre kugghjul 30, 31 och 32, vilka är ovridbart fixerade på axeln, och två kugghjul 33 och 34, vilka är roterbart lagrade på axeln. Kugghjulen 30, 31 in- griper med varsitt kugghjul 35, 36, som är roterbart lagrade på den ena mellanaxeln 13, medan det tredje fasta kugghjulet 32 på den ingående axeln 9 ingriper med ett på den andra mellanaxeln 12 roterbart lagrat kugghjul 37. De på den in- gående axeln roterbart lagrade kugghjulen 33, 34 ingriper med varsitt på mellanaxeln 13 ovridbart fixerat kugghjul 38, 39.

Via kugghjulen 30, 31, 32, 33 och 34 erhålles ettans, tvåans, femmans, fyrans och treans växel i nämnd ordning. Backen erhålles via kugghjulet 35 samt två med varandra ingripande kugghjul 40, 41 av vilka kugghjulet 40 är fixerat på kugg- hjulets 35 nav.

De på respektive axel roterbart lagrade kugghjulen 33, 34, 35, 36, 37 och 41 är låsbara på sin axel medelst axiellt förskjutbara kopplingshylsor 42 med tillhörande synkroni- seringsorgan, som i bägge utföringsformerna innefattar en synkroniseringsring 45 med en friktionsyta 46, vilken vid axiell förskjutning av ringen med hjälp av tillhörande kopp- lingshylsa 42 bringas i ingrepp med en friktionsyta 47 på en med respektive kugghjul förbunden ringformig fläns 48. 10 15 20 25 30 35 501 408 4 En första utföringsform av uppfinningen visas i fig. 1 och skall nu beskrivas närmare med hänvisning till förstoringen av det ringade området i fig. 1.

Synkroniseringsringen 45 är, såsom antyds schematiskt, på känt sätt utformad med radiellt yttre tänder 50, som efter fullbordad synkronisering glider in i motsvarande tandluckor i kopplingsringen 42, när dess tänder skjuts i ingrepp med tänder på en med tillhörande kugghjul 33 respektive 34 för- bunden tandkrans 53. Enligt uppfinningen är en ytterligare synkroniseringsring 54 anordnad, vilken är ovridbart men begränsat axiellt förskjutbart förbunden med den första syn- kroniseringsringen 45, vilket antyds schematiskt i fig. 1.

Dessutom är respektive kugghjul 33, 34 förbundet med en andra ringformig fläns 55, varvid den andra synkroniseringsringen 54 ligger i mellanrummet mellan kugghjulets flänsar 48 och 55, av vilka flänsen 48 är ovridbart men axiellt begränsat förskjutbart förbunden med respektive kugghjul 33, 34, såsom antyds schematiskt i figuren.

Synkroniseringsförloppet är följande: Efter kort inledande förskjutning av kopplingshylsan från det visade neutralläget kommer synkroniseringsringens 45 friktionsyta i kontakt med den övre ytan 47 på flänsen 48, varvid synkroniseringsarbetet inleds. Eftersom flänsen 48 är axiellt förskjutbar, medför ytterligare förskjutning av ringen 45 att flänsens undersida, som bildar en ytterligare friktíonsyta 56, kontaktar en övre friktionsyta 57 på den andra synkroniseringsringen 54, vilken i sin tur vid det fortsatta förloppet med sin undersida, som bildar en ytterligare friktionsyta 58, kontaktar en frik- tionsyta 59 på flänsen 55. Således uppnås synkronisering i tre steg via sex parvis samverkande friktionsytor.

Det som beskrivits ovan gäller för synkroniseringsanord- ningarna för samtliga frikopplingsbara kugghjul utom back- kugghjulet 41, som har en enkel synkroniseringsring 45, som samverkar med den fasta flänsen 55, såsom visas i fig. 1. 10 15 20 25 30 35 5 501 408 I fig. 2 visas ett arrangemang för central synkroniserings- förstärkning. Samtliga frikopplingsbara kugghjul 33, 34, 35, 36, 37 och 41 är försedda med synkroniseringsanordningar med en konventionell enkel synkroniseringsring 45, som samverkar med en med tillhörande kugghjul fast förbunden fläns 55. Ett med mellanaxeln fast förbundet kugghjul 60 ingriper med ett kugghjul 61, vilket är uppburet av ett på den ingående axeln 9 fritt roterbart lagrat nav 62, som även uppbär en skiva 63 med en konisk ring 64, vars utvändiga yta bildar en frik- tionsyta 65 för ingrepp med en motstående inre friktionsyta 66 på en andra konisk ring 67, vilken är uppburen av en med den ingående axeln 9 ovridbart men axiellt förskjutbart förbunden skiva 68. Radiellt utanför ringen 67 ligger en ytterligare ring 69 med en konisk friktionsyta 70 mittemot en yttre konisk friktionsyta 71 på ringen 67. Ringen 69 är fast förbunden med växellådshuset.

Skivan 68 med tillhörande ring 67 är axiellt förskjutbar och är manövrerad av en schematiskt antydd mekanism 72, som medelst icke närmare visade samverkande organ bringar ringen 67 i ingrepp med ringen 64 eller 69 under ett avpassat tids- intervall i beroende av vilken växel som skall synkroniseras.

Vid uppväxling bromsas den ingående axeln 9 genom att ringen 67 förskjuts åt vänster i figuren, så att dess friktionsyta 71 kontaktar den fasta ringens 69 friktionsyta 70. Tidsinter- vallet för bromsingreppet kan styras med hjälp av en mikro- dator, i vilken uppgift om varvtalsskillnaden inmatas, eller vara konstant. Under alla omständigheter sker den slutgiltiga synkroniseringen via de konventionella synkroniseringsorganen hos varje växelsteg. Vid nedväxling skall den ingående axeln 9 accelereras , vilket sker genom att kugghjulet 61 kort- varigt låses på den ingående axeln 9 genom att kopplings- ringen 67 förskjuts åt höger, så att dess friktionsyta 66 bringas i ingrepp med friktionsytan 65 på den med kugghjulet 61 förbundna ringen 64. Av fordonets i nedväxlingsögonblicket drivande hjul kan nu den ingående axeln drivas med ett varv- tal, som i sista hand beror av utväxlingen mellan kugghjulen 60 och 61. Genom att härvid välja samma utväxling mellan kugghjulen 60, 61 som mellan kugghjulen 30, 35 för ettans 10 501 408 6 växel erhålles maximal assistans från den centrala "hjälp- synkroniseringen" där synkroniseringsarbetet normalt är störst, nämligen vid nedväxling från tvåan till ettan. I princip kan hela synkroniseringsarbetet då utföras av hjälp- synkroniseringen.

Kuggväxeln 60, 61 med tillhörande kopplings- och bromsorgan bildar i princip en mekanisk servomotor med broms för driv- ning respektive bromsning av den ingående axeln. Inom ramen för uppfinningen skulle denna kunna ersättas med en kombine- rad, företrädesvis mikrodatorstyrd elmotor-generator för motsvarade funktion.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 7 501 498 Patentkrav

1. Motorfordonsväxellåda, innefattande ett hus med minst en ingående axel med ett antal kugghjul och minst en mellanaxel med kugghjul, som ingriper med kugghjul på den ingående axeln, varvid åtminstone ett kugghjul i varje par med varan- dra ingripande kugghjul är roterbart lagrat på sin axel och låsbart på axeln medelst en från ett frikopplingsläge till ett inkopplingsläge axiellt förskjutbar kopplingshylsa, som samverkar med synkroniseringsorgan, uppvisande minst en synkroniseringsring med en friktionsyta, som vid axiell förskjutning av kopplingshylsan från frikopplingsläget till ett inkopplingsläge bringas i ingrepp med en med kugghjulet som skall inkopplas förbunden friktionsyta, varvid växel- lådans ingående axel (9) är förbunden med en transmission avsedd att drivbart anslutas till en koppling (4, 5), k ä n n e t e c k n a d av att ytterligare synkroniserings- organ (58, 59; 60-71) är anordnade att assistera de först- nämnda synkroniseringsorganen.

2. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ytterligare synkroniseringsorgan innefattar en andra synkroniseringsring (54), med en första friktionsyta (58), som är koncentrisk med den första synkroniseringsringens (45) friktionsyta (46) och är anordnad att vid förskjutning av kopplingshylsan (42) från frikopplingsläget till ett inkopp- lingsläge bringas i ingrepp med en med kugghjulet som skall inkopplas förbunden andra friktionsyta (59), som är koncen- trisk med kugghjulets första friktionsyta (47).

3. Växellåda enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att den med kugghjulet förbundna första friktionsytan (47) är bildad av den radiellt yttre ytan på ett ringformigt element (48), vars radiellt inre yta bildar en tredje friktionsyta (56) för ingrepp med en andra friktionsyta (57) på den andra synkroniseringsringen (54).

4. Växellåda enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ringformiga element (48) är fixerat i rotationsled 10 15 20 25 30 35 501 408- 8 relativt kugghjulet men är begränsat axiellt förskjutbart relativt kugghjulet och att synkroniseringsringarna (45,54) är fixerade i rotationsled relativt varandra men är begränsat axiellt förskjutbara relativt varandra.

5. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ytterligare synkroniseringsorgan innefattar en till den ingående axeln kopplad servoanordning (60-71), medelst vilken den ingående axeln (9) kan bromsas respektive accele- reras.

6. Växellåda enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att servoanordningen innefattar ett par mellan den ingående axeln (9) och mellanaxeln (13) verksamma kugghjul (60, 61) av vilka åtminstone det ena är roterbart lagrat (61) på sin axel (9) och är samordnat med en kombinerad koppling/broms (64-71), medelst vilken kugghjulet kan kopplas till axeln för att öka axelns varvtal vid nedväxling respektive bromsas mot växel- lâdshuset för att reducera axelns varvtal vid uppväxling.

7. Växellåda enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att utväxlingen mellan servoanordningens kugghjul (60, 61) är åtminstone i huvudsak lika med utväxlingen mellan kugghjulen (30, 35) för ettans växel.

8. Drivaggregat för motorfordon, innefattande en för- bränningsmotor avsedd att monteras med sin vevaxel tvärs fordonets längdriktning, en i en kopplingskåpa på ett ändplan hos motorns motorblock innesluten, med en vevaxelände för- bunden kopplingsanordning samt en till kopplingsanordningen drivbart ansluten manuellt växlad växellåda enligt något av kraven 1-7, k ä n n e t e c k n a t av att växellådan (10a; 10b) är anordnad vid sidan om motorblocket (22) med sin axelriktning parallell med vevaxelriktningen, att den in- gående axeln (9) ytterände är vänd åt samma håll som nämnda vevaxelände (3) och att transmissionen (7, 8, 11) förbinder en utgående axel hos kopplingsanordningen (4, 5) med den ingående axeln.