SE511036C2 - Fordonsväxellåda - Google Patents

Description

15 20 25 511 036 En annan spärrñmktion, som hindrar växling från högrange till lâgrange vid hastig- heter ovanför en förutbestämd hastighet, utnyttjar en hastighetsavkännare, som styr en magnetventil i trycklufttillförselledningen till rangeväxellådans manövercylinder.

När fordonshastigheten överskrider den förutbestämda hastighetsgränsen, stänger magnetventilen och hindrar trycklufttillförsel till manövercylindem- I växellådor för tyngre lastbilar såväl utan som med en rangeväxellåda med felväx- lingsspärrar av ovan beskrivet slag förekommer ibland s k servosynlcroniseringsan- ordningar. Sådana synkroniseringsanordningar utnyttjar rotationsenergin hos växel- lådans egna roterande delar för att reducera den växelspakkraft som behövs för syn- lcroniseringsarbetet. I princip kan härvid växlingen efter manuell initiering av syn- kroniseringsförloppet (lätt rörelse av växelspaken från neutralläget mot ett växellä- ge) ske helt och hållet under inverkan av det bildade servosystemet. Detta medför emellertid en del risker. I en känd växellåda med en basväxellåda och en tvåvâxlad rangeväxellåda blir spakläget för fyrans växel detsamma som för ettans växel. Vid växling från trean till fyran skall först den i rangeväxellådan ilagda lågväxeln (låg- range) skiftas till högväxeln (högrange) och därefter skall trean växlas till ettan i basväxellådan. Växlingen i rangeväxellådan sker normalt genom förval med en på basväxellådans Växelspak anordnad väljare, varvid själva växlingen initieras när växelspaken når neutralläget, där den hålls spärrad så länge växlingsmekanismen i rangeväxellådan är i rörelse. Om emellertid föraren glömmer att ñrvälja högrange vid växling från trean till fyran, blir följden att han istället oavsiktligt försöker lägga i ettan. Eftersom växlingsmekanismen i rangeväxellådan inte är i rörelse är bas- växellådans växelspak ospärrad och föraren kan föra spaken mot ettans spakläge.

Med konventionella synlcroniseringsanordningar blir på grund av den stora varvtals- skillnaden vid nedväxling fiån trean till ettan denna växling så trög att föraren mär- ker att han håller på att lägga i fel växel. Med servosynkroniseringar eller andra effektiva synlcroniseringar, t ex trippelsynlconiseringar, märks inte detta lika tydligt och växlingen kan fullföljas med risk för svåra mekaniska skador, exempelvis kan kopplingslamellen sprängas, vilket kan leda till personskador. 10 15 20 25 5 1 1 Û 3 6 Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en växellåda avi inledningen angivet slag, som är så uuustad att den beskrivna felväxlingen, orsakad av att väx- ling fiån lågrange till högrange har glömts bort, inte kan genomföras.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att spärrelementets manöverorgan är sam- ordnade med en första avkännare, som är anordnad att avkänna hastigheten hos rangeväxellådans utgående axel, och en andra avkännare, som är anordnad att av- känna växelläget i rangeväxellådan, och att manöverorganen håller spärrelementet i ett spärrläge, som hindrar vridning av reglageaxeln fi-ån neutralläget mot ettans våxelläge, när nämnda hastighet överskrider en förutbestämd hastighet på range- växellådans lägre växel.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade rimingar visade ut- foringsexempel, där fig. 1 visar en delvis uppskuren sidovy av en växellåda enligt uppfinningen med en basväxellåda och en rangeväxellåda, fig. 2 ett tvärsnitt genom en felväxlingsspärr hos växellådan i fig. 1 samt fig. 3 ett längdsnitt genom en del av växellådans rangeväxel innefattande en manövercylinder.

I fig. 1 betecknar la huset till en basvâxellåda, i vilket en ingående axel 2, en mel- lanaxel 3 och en huvudaxel 4 är lagrade. Den ingående axeln 2 driver mellanaxeln 3 via ett par på resp axel fixerade kugghjul 5 resp 6. På mellanaxeln 3 är fem ytterli- gare kugghjul 7, 8, 9, 10 och 11 fixerade, av vilka kugghjulen 7, 8 och 9 ingriper med på huvudaxeln 4 roterbart lagrade löphjul 12, 13 resp 14, vilka är låsbara på huvudaxeln 4 med hjälp av axiellt törskjutbara kopplingshylsor 15 resp 16, som samverkar med inte närmare visade synkroniseringsanordningar av i och för sig känt slag. Dessa kan exempelvis vara av den typ som visas och beskrivs i SE-A-502 042, dvs s k servosynkroniseringar. Ettans, tvåans resp treans växel erhålls genom låsning av löphjulet 13, löphjulet 14 resp löphjulet 12 i nämnda ordning på huvudaxeln 4 genom förskjutning av resp kopplingshylsa 15, 16 med hjälp av växellådans växelfó- rarmekanism. Denna innefattar ett par skiftstänger 17, 18 med varsin urtagning 19, i 10 15 20 25 511 oss i 4 vilken ett finger 20 på en reglageaxel 21 är infórbart. Skiftstårrgen 17 är ledbart för- bunden med en i växellådshuset la svängbart lagrad skiftgafiel 22, som ingriper med koppljngshylsan 15, medan skiftstången 18 är ledbart förbunden med en i växellådshuset lagrad skiftgafiel 23, som ingriper med kopplingshylsan 16. Regla- geaxeln 21 är lagrad tvärs växellådans axelrikming och är förskjutbar i denna rikt- ning samt vridbar. Vid förskjutning av reglageaxeln 21 flyttas fingret 20 i sidled ur ingrepp med intagningen 19 i en skiftstång 17 eller 18 och in i motsvarande urtag- ning i en angränsande skiftstång 18 eller 17. Genom vridning av reglageaxeln 21 åstadkommes förskjutning av endera skiftstången med åtföljande svängning av fill- hörande skiftgaffel 22 eller 23 och i- eller urläggning av ettans, tvåans eller treans växel.

På en ur huset la utskjutande ände av huvudaxeln 4 är ett solhjul 30 i en generellt med 31 beteclcnad planetväxel fixerat. Planetväxeln 31 är innesluten i ett hus lb, som är fastslcnrvat vid huset la. Solhjulet 30 ingriper med planethjul 32, vilka är uppburna av en planethjulsbärare 33, vilken är fast förbunden med en utgående axel 34. Med hjälp av en axiellt förskjutbar koppljngshylsa 35 kan ett med planethjulen 32 ingripande ringhjul 36 forbindas antingen med huset lb, varvid den utgående axelns 34 varvtal reduceras (lågrange) i förhållande till huvudaxelns 4 varvtal, eller med planethjulsbäraren 33, varvid nämnda axlar låses samman för direktdrivning (högrange) av den utgående axeln 34. Utväxlingen i den av planetväxeln 31 bildade rangeväxeln är så vald, att ettans växelläge i basväxellådan ger fyrans växel, tvåans växelläge ger fexnmans växel och treans växelläge ger sexans växel, när högrange är inkopplad i rangeväxellådan. Detta betyder att fyrans växel har samma växelspak- läge som ettans växel, femmans har samma som tvåans och sexans samma som 1163115.

Växellådan har en generellt med 40 beteclcnad neutrallägesspårnsom innefattar ett kamelement 41, som i det visade utföringsexemplet är utformat i ett stycke med växlíngsfingret 20 på reglageaxeln 21 och som följaktligen år fixerat relativt regla- geaxeln. Kamelementet 41 är ufiormat med ett V-forrnigt spår 42, i vilket en ände lO 15 20 25 5 511 oss en tryckluftcylinder 46. Kamelementet 41 och spåret 42 har sådan utsträclming i reglageaxelns 21 axelrikming, att en del av spåret 42 i neutralläget alltid befinner sig mitt för låskolvens ände oberoende av reglageaxelns 21 sidoläge. Med låskolvens ände 43 införd i kamelementets 41 spår 42 är reglageaxeln 21 spärrad mot vridning, vilket betyder att basväxellådans inte visade, med reglageaxeln förbundna växelspak inte utan stort motstånd kan flyttas från neutralläget.

Neutrallägesspärren styrs mekaniskt av en kolvstång 62, som är förbunden med en kolv 63 i en tryckluftcylinder 64. Kolvstången 62 är förbunden med en skiftgafiel 65, som ingriper med rangeväxelns kopplingshylsa 35 (se fig. 3). Kolvstången 62 är utformad med ett par fördjupningar 66, 67, som representerar rangeväxelns bägge växellägen, dvs lågrange resp högrange. När en med ventilen 50 samverkande av- kärmare 68 inskjuter i endera tördjupningen 66 eller 67, står venülen 50 i ett läge, i vilket neutrallägesspärren står i ospärrat läge. Så snart kolvstången 62 börjar förskju- tas för att genomföra växling i rangeväxellådan trycks avkännaren 68 uppåt, varvid ventilen 50 ställer neutrallägesspärren i spärrläget för att spärra reglageaxeln 21 i neutralläget. På detta sätt hindras växling i basväxellådan innan växlingen är full- bordad i rangeväxellådan. Så snart växlingen i rangeuäxellådan är fullbordad och avkännaren 68 nått in i endera fiórdjupningen 66 eller 67 avluftas spärrcylindern 46 , varvid låskolven 44 förs ur sitt spärringrepp av en fjäder i cylindern.

Kolvstången 62 är även samordnad med en avkännare 70, som skiftar läge (trycks in), när kolvstången 62 skiftar läge, t ex från deti fig. 3 visade lågrangeläget med kolvstången i sitt högra ändläge (sett i fig. 3) till sitt högrangeläge till vänster (antytt med punkt-streckade linjer). Avkännaren 70 ger således en utsignal som represente- rar vald växel i rangeväxellådan. Denna signal tillsammans med en signal represen- terande utgående axelns varvtal, som erhålls fiån fordonets hastighetsgivare 71 (fig. 1), inmatas i ett inte visat styrrelä, som styr spänningen till ett manöverdon i form av en elektromagnet 73, vars ankare är förbundet med en spärrtapp 74. Manöverdonet 73 är så anordnat på växellådshuset la, att spärrtappen 74 ligger mitt för en vid si- 10 15 511 oss i 61 dan om neutrallägesspärren med reglageaxeln fast förbunden spärrarrn 75, när reg- lageaxeln i neutralläget ligger i sidoläget för växling till lägsta synkroniserade låg- rangeväxel.

När hastighetsavkânnaren 71 indikerar en fordonshastighet som överskrider det fór- utbestâmda hastighetsomrâdet samtidigt som växlingslägesavkännaren 70 indikerar att lågrange är ilagd i rangeväxellådart håller manöverdonet 73 späntappen 74 i spärrlåget, vilket innebär att lägsta synkroniserade lågrangeväxel inte kan läggas i.

Eftersom tappen 74 i spärrläget anligger mot endast ena sidan av spärrarmen 75 kan regglagearmen 21 fiitt vridas i motsatt riktning mot andra växellägen.

Först när växling har skett till högrange i rangeväxellådan eller fordonets hastighet sjunkit ned under det förutbestämda hastighetsområdet går spärrelementet 74 ur spärrläget, så att lägsta synkroniserade lågrangeväxel kan läggas i.

Claims (5)

10 15 20 7 511 o 36 Patentkrav

1. Fordonsväxellåda, innefattande en basväxellåda med en i ett hus ( la) lagrad ingå- ende axel (2), minst en av den ingående axeln driven mellanaxel (3), en huvudaxel (4), av mellanaxeln och huvudaxeln uppburna, parvis med varandra ingripande kugghjul (7,12,8,13, 9,14), av vilka minst ett kugghjul (12,13, 14) i varje par är fritt roterbart lagrat på sin axel och låsbart på axeln medelst en på axeln axiellt förskjut- ban men ovridbart anordnad kopplingshylsa (15,16), som är samordnad med syn- kronisenngsanordningar, ett växelreglage (21), vars rörelse i en riktning från ett neutralläge via rörelseöverförande element (17, 18) åstadkommer förskjutning av en kopplingshylsa ( 15) till ett inkopplingsläge och vars rörelse från neutralläget i en annan riktning åstadkommer förskjutning av en annan kopplingshylsa (16) till ett inkopplingsläge, och en av huvudaxeln driven tvåväxlad rangeväxellåda med en ut- gående axel (34) samt spärrorgan som innefattar ett spärrelement med manöveror- gan, som under förutbestämda driftsförhållanden håller spärrelementet i ett spärrlä- ge, i vilket det motverkar rörelse av växelreglaget, kännetecknad av att spärr- elementets (74) manöverorgan (73) är samordnade med en första avkânnare (71), som är anordnad att avkänna hastigheten hos rangeväxellådans utgående axel (34) och en andra avkännare (70), som är anordnad att avkänna växelläget i rangeväxel- lådan och att manöverorganen håller spärrelementet i ett spärrläge, som hindrar rö- relse av växelreglaget mot läget för lägsta synkroniserade växel i basvåxellådan, när nämnda hastighet överskrider en förutbestämd hastighet på rangeväxellådans lägre växel.

2. Fordonsväxellåda enligt krav 1, kännetecknad av att växelreglaget (21) är en vinkelrätt mot nämnda axlar (2,3,4) vridbart och axiellt förskjutbart lagrad reglage- axel, vars vridrörelse från neutralläget via de rörelseöverförande elementen (17, 18, 22,23) i ett första axiellt läge åstadkommer förskjutning av en kopplingshylsa (15) till ett inkopplingsläge och vars vridrörelse från neutralläget i ett andra axiellt läge åstadkommer förskjutning av en annan kopplingshylsa (16) till ett inkopplingsläge. 10 15 511 oss 8

3. Fordonsväxellåda enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att den andra avkänna- ren (70) avkänner läget hos en kolvstång (62), vilken är förbunden med en tryck- mediepåverkad kolv-cylinderanordning (63,64) och med en kopplingshylsa (35), som är förskjutbar medelst kolv-cylinderanordningen mellan ett första läge, i vilket rangeväxellådans lägre växel är ilagd, och ett andra läge, i vilket dess högre växel är ilagd.

4. Fordonsväxellåda enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att spärrorganen innefat- tar en med reglageaxeln (21) fast förbunden spärrarm (75) och en spärrtapp (74), vilka är så anordnade i förhållande till varandra att spärrtappen medelst manöveror- ganen (73) är införbar i ett spärrläge, i vilket den hindrar vridning av reglageaxeln i riktning mot läget för lägsta synlcroníserade växel i basväxellådan, men medger vridning av reglageaxeln i motsatt riktning.

5. Fordonsväxellåda enligt något av lcraven 1-4, kännetecknad av att spärrelemen- tets (74) manöverorgan är en elektromagnet (73) och att den andra avkännaren är en elektrisk omkopplare (70).