SE512731C2 - Kopplingsorgan vid planetväxel - Google Patents

Description

10 15 25 30 - 512 751 Om i stället ringhjulet hålls stationärt (rörelsemässigt låst) i förhållande till planet- växelhuset erhålles en nedväxling av varvtalet från den ingående huvudaxeln till den med planethjulhållaren fast förbundna utgående axeln, varvid den utgående axeln fortsätter att rotera åt sarnrna håll som huvudaxeln.

Llppñnninflens ändamål Vid körning på lågrangeväxlar finns en påtaglig tisk att störande oljud (buller) kan uppstå i planetväxelenheten på grund av beñntligheten av s.k. fasetter på kuggflartksytorna på såväl solhjulets som planethjulens kuggar, och i viss mån också på ringhjulets invändiga kuggar. Fasetter är små tryckmärken eller ytskador (materialintryckningar) som uppkommer på solhjulets och planethjulens kuggflankytor, till följd av alltför få linjekontaktornråden (och därmed mycket höga kontaktyttryck) hos mot varandra anliggande kuggflankytor på solhjulet och planethjulen. Tryckmärkena uppkommer vid axiell relativrörelse mellan flankytoma varvid fasettlinjer bildas.

Dessa fasetter uppkommer vid långvarig körning på högrangeväxlar då planetväxel- enhetens kugghjul står stilla i förhållande till varandra, så att de höga kontaktyttrycken inom linjekontaktområdena bibehålles under längre tid på samma ytkontaktställen mellan de sol- och planethjulkuggar vilka råkade befinna sig i drivingrepp med varandra just i det ögonblick när den inbördes avrullningsrörelsen mellan planetväxelenhetens sol-, ring- och planethjul upphörde vid sammanlåsningen av solhjulet med ringhjulet.

Det primära ändamålet med uppfinningen är att påverka fasettbildningen och fasetternas egenskaper så, att deras möjlighet att tillsammans alstra oljud eller buller i drift i hög grad reduceras.

Problemet, som ligger till grund för uppfinningen, har då bedömts vara att ersätta uppkomsten av ett relativt litet antal "stora" fasetter på kuggflankytoma med ett betydligt större antal över kontaktytorna jämnt fördelade, och till storleken väsentligt mindre fasetter, vilkas individuella förmåga att alstra buller är så mycket mindre att detta många gånger om uppväger det större antalet fasetter. 10 15 20 25 _ 512 731 Ett väsentligt bivillkor för problemlösningen är dessutom att bullerreduktionen måste kunna uppnås utan att antalet konstruktionselement i planetväxelenheten därvid behöver ökas.

Redogörelse för uppñnninfgen Ovannämnda ändamål tillgodoses, och problemet löses, enligt uppfinningen därigenom att ringhjulskopplingen av det inledningsvis angivna slaget uppvisar de i patentkravets 1 kännetecknande del angivna särdragen.

Det för ringhjulskopplingen nya och säregna är således att ringhjulet, som är axiellt förskjutbart anordnat i förhållande till solhjulet och ett planetväxeln omgivande växelhus, är försett med utvändiga kopplingskuggar för kopplingssamverkan med utvändiga kuggar på en med solhjulet vridfast förbunden kopplingskona. Antalet invändiga kuggar på ringhjulet skall härvid vara sådant att det skiljer sig från antalet utvändiga kopplingskuggar på ringhjulet.

Genom att antalet utvändiga kopplingskuggar på ringhjulet väljs så, att det skiljer sig från antalet invändiga ringhjulskuggar erhålles enligt uppfinningen ett kraftigt ökat antal olika möjligheter till sarnrnankoppling av samverkande kugghjul varav följer ett kraftigt ökat antal fasetter innebärande att dessa "flyter ihop" med varandra och således trots det större antalet sammantaget ändå ger upphov till väsentligt lägre bulleralstring.

Föredragna utföringsforrner av ringhjulskopplingen enligt uppfinningen kan vidare uppvisa de i patentkraven 2-10 angivna särdragen.

De inbördes skiljaktiga kuggantalen på ringhjulet kan således uppnås antingen enligt kravet 2 eller kravet 3. 30 Ett speciellt föredraget utförande av ringhjulskopplingen är det i kravet 4 angivna, som utmärkes av att kopplingskonans utvändiga kuggar är utförda med i riktning mot ringhjulets (till drivingrepp därmed förskjutbara) kopplingskuggar axiellt utstickande kuggtoppartier, van/id ringhjulets kopplingskuggar är utförda med i riktning mot lO 15 30 _ 512 731 kopplingskonans axiellt utstickande kuggtoppartier axiellt utstående kopp- lingskuggtoppartier.

För att ringhjulets kopplingskuggar skall passa ihop väl med kopplingskonans utvändiga kuggar måste kopplingskuggarna på ringhjulet när de framställes exempelvis genom fräsning underskäras, så att de blir bredare vid mittpartiet än i rotpartiet. Om man tippar fräsriktningen på båda kuggarna erhålles det nödvändiga låssteget för att förhindra urhoppande växel.

Rínghjulskopplingen uppvisar därför lämpligen de i patentkravet 5 angivna särdragen.

De axiellt utstickande kopplingskuggarna utföres alltså lämpligen med spetsning och så att de ger låseffekt.

Den på solhj ulet monterade kopplingskonan är företrädesvis vridfast förbunden med solhjulet med hjälp av invändiga kuggar som är utformade i konans navparti och som ingriper mellan solhjulets utvändiga kuggar.

I sitt ena axiella förskjutningsändläge skall ringhjulet kunna fastlåsas i förhållande till planetväxelns växelhus. Ringhjulet är därför, på sin från kopplingskonan bortvända sida, lämpligen försett med en andra uppsättning kopplingskuggar avsedda att genom axiell förskjutning av ringhj ulet kunna bringas i låsingrepp med samverkande kuggar hos en särskild stationär kopplingskona som är fast förbunden med planetväxelhuset.

Ringhjulets axiella förskjutning kan exempelvis åstadkommas medelst tryckmediedrivna kolv-cylinder-anordningar vilkas rörliga kolvstänger lämpligen ingriper formbundet med ringhjulet vid utsidan av detsamma.

Antalet planethjul i planetväxeln kan väljas i beroende av den driveffekt som skall kunna överföras med planetväxeln, respektive det utrymme som står till buds för planethjulen i planetväxeln. _ 512 731 - För sammankopplingen av ringhjulet och respektive kopplingskona (i respektive axiella ändläge för ringhjulet) är ringhjulskopplingen företrädesvis försedd med spärrkonor såsom anges i patentkravet 10. 5 Kort beskrivning av ritningsñgurerna Uppfinningen kommer nu att ytterligare belysas och förklaras med hänvisning till några på de bifogade ritningarna visade utföringsexernpel. 10 För ritningsfigurema gäller därvid att: Fig. 1 visar ett axiellt längdsnitt genom den del av en fordonstransmission vari ingår en planetväxel med en ringhjulskoppling enligt uppfinningen; Fig. 2a och 2b visari axiellt längdsnitt det omrâde av en planetväxel där kopplings- kuggingreppet sker mellan ringhjulet och kopplingskonan på solhjulet; 15 Fig. 3 och 4 visar ett partiellt axiellt snitt respektive en ändvy av en utföringsform av ett ringhjul av det slag som kan ingå i en ringhjulskoppling enligt uppfinningen; Fig. 5 och 6 visar ett partiellt axiellt snitt respektive en ändvy av en utföringsforni av en kopplingskona av det slag som kan ingå i en ringhjulskoppling enligt 20 uppfinningen; och Fig. 7 visar ett axiellt längdsnitt genom ett kolv-cylinder-don för axiell förskjutning av ett ringhjul av det i Fig. 1 visade slaget.

Beskrivning av utföringsexernpel 25 I ñg. 1 visas bakre delen av en i en fordonstransmission ingående växellåda omfattande en flerstegig cylindrisk kuggväxel (varav endast ett kort avsnitt 2 visas i figuren) och en därtill ansluten tillsatsväxellåda i form av en planetväxel 4. 30 Planetväxeln 4 omfattar ett centralt solhjul 6 med kuggar 8, ett ringhjul 10 med invändiga kuggar 12 och i drivingrepp mellan solhjulet och ringhjulet anordnade planethjul 14 som är roterbart lagrade på axeltappar 16 fast monterade i en planethjulhållare 18 med 10 15 25 30 512 731 utgående drivaxeltapp 20. I det visade exemplet ornfattar planetväxeln 4 fem stycken planethjul 14 varav dock endast ett visas i fig. 1.

Solhjulet 6 är fast monterat på ändpaniet 22 av en i planetväxeln 4 ingående huvudaxel 24 som utgör drivande utgångsaxel från den endast antydda cylindriska kuggväxeln 2. Den med planethjulhållaren 18 fast förbundna eller i ett stycke utförda utgående drivaxeltappen 20 uppbär en endast antydd gaffelformad medbringare 26 för överföring av det från planetväxeln 4 utgående viidmomentet till en här icke visad kardanaxel. Den i planetväxeln ingående huvudaxeln 24 är lagrad i växellådans hus 26 medelst ett koniskt rullager 28, och planethjulshållarens 18 drivaxeltapp 20 är medelst ett kullager 29 lagrad i ett planetväxeln omgivande växelhus 30.

Ringhjulet 10, som bärs upp av planethjulen 14, är axiellt förskjutban anordnat i förhållande till solhjulet 6 och det planetväxeln omgivande växelhuset 30.

På sin i fig. 1 sett, vänstra sida är ringhjulet 10 försett med utvändiga kopplingskuggar 32 avsedda för kopplingssamverkan med utvändiga kuggar 34 på en med solhjulet 6 vridfast förbunden kopplingskona 36. Denna kopplingskona är vridfast förbunden med solhjulet genom i konans navparti 38 utformade invändiga kuggar 40 vilka ingriper mellan solhjulets 6 utvändiga kuggar 8.

Speciellt utmärkande för ringhjulskopplingen enligt uppfinningen är att antalet invändiga kuggar 12 på ringhjulet 10 skiljer sig från antalet utvändiga kopplingskuggar 32 på ringhjulet. Detta förhållande framgår inte av fig. 1, utan därvidlag hänvisas i stället till ñg. 4 som visar en kvadrant av ett ringhjul 10 med ett större antal ínvändíga kuggar 12 än utvändiga kopplingskuggar 32.

Hänvisning sker nu till de i fig. 2a-2b (inkopplat/urkopplat) respektive fig. 3-6 visade, något olika utförandena av de med varandra samverkande kopplingskuggarna 32 på ringhjulet och utvändiga kuggama 34 på kopplingskonan 36.

Såsom särskilt tydligt framgår av ñg. 2b och ñg. 5 är kopplingskonans 36 utvändiga kuggar 34 utförda med i riktning mot ringhjulets 10 till drivingrepp därmed förskjutbara 10 15 20 25 30 512 731 kopplingskuggar 32 axiellt utstickande kuggtoppartier 42. För åstadkommande av det avsedda drivingreppet är ringhjulets 10 kopplingskuggar 32 därvid utförda med i riktning mot kopplingskonans 36 axiellt utstickande kuggtoppanier 42 likaledes axiellt utstående kopplingskuggtoppartier 44.

Såsom speciellt framgår av den till vänster i fig. 2a visade detaljvyn vid betraktnings- planet A-A och sett i betraktningsriktningen B har kopplingskonans 36 utvändiga kuggar 34 sin största tjocklek i området av kuggroten, medan ringhjulets 10 mellan kopplingskonans kuggar 34 till drivingrepp inskjutbara kopplingskuggar 32 är utförda underskuma, så att de har sin största tjocklek ungefär vid halva sin höjd räknat från kuggroten.

Vid ett utförande av det i ñg. 1 visade slaget avses ringhjulets 10 axiella förskjutning att åstadkommas medelst ett par diametralt motstående tryckfluidmanövrerade, företrädesvis pneumatiska, kolv-cylinder-don 46 av den typ som visas i större skala i fig. 7. Denna typ av manöverdon omfattar ett vid växelhuset 30 fäst cylinderhus 48 med invändig tryckkammare 50 och en däri axiellt förskjutbar kolv 52 med omkretstätning 54 för tätande kontakt mot insidan av det cylindriska huset 48. I kolven 52 är fästen kolvstång 56 i vars fria ände är fast en medbringardel 58 som står i drivingrepp med ett utvändigt parti 60 på ringhjulet 10. Den axiella förskjutningen av ringhjulet åstadkommes således genom tryckmedietillförsel respektive -avtappning till/från aktuell sida av kolven 52 i tryckkammaren 50.

Såsom visas i fig. l, och såsom tydligt framgår av fig. 7, är ringhjulet 10 på sin från kopplingskonan 36 bortvända sida försett med en andra uppsättning kopplingskuggar 62.

Genom den nämnda axiella förskjutningen av ringhjulet 10 kan dessa kopplingskuggar 62 bringas i låsingrepp med samverkande kuggar 64 hos en med planetväxelns 4 växelhus 30 fast förbunden kopplingskona 66.

Mellan ringhjulet lO och å ena sidan en konisk yta 68 på den med solhjulet 6 förbundna kopplingskonan 36, och å andra sidan en konisk yta 70 på den med växelhuset 30 fast förbundna kopplingskonan 66, är anordnade ett par spärrkonor 72 och 74. Dessa spärrkonor är försedda med koniska kopplingsytor 76 avsedda för friktionskontakt med 512 731 _ nämnda komiska ytor 68 och 70. De båda spärrkonorna 72 och 74 på motsatta sidor av ringhj ulet 10 fungerar alltså såsom synkroniseringsorgan som följer med ringhjulet i dess rotationsrörelse och förbereder drivingreppet mellan ringhjulets kopplingskuggar 32 och 62 med kopplingskonans 36 kuggar 34 respektive den husfasta kopplingskonans 66 5 kuggar 64.

Claims (10)

- 512 731 - Patentkrav

1. Ringhjulskoppling vid en i en fordonstransrnission ingående planetväxel (4) omfattande ett solhjul (6), ett ringhjul (10) med invändiga kuggar (12) och i drivingrepp mellan dessa 5 båda hjul anordnade planethjul (14) uppbuma av en planethjulhållare (18), varvid solhjulet (6) är fast monterat på en i planetväxeln ingående huvudaxel (24) och planethjulhållaren (18) är fast förbunden med en utgående axel (20) från planetväxeln, kännetecknad av att ringhjulet (10), som är axiellt förskjutbart anordnat i förhållande till solhjulet (6) och ett planetväxeln omgivande växelhus (30), är försett med utvändiga 10 kopplingskuggar (32) för kopplingssamverkan med utvändiga kuggar (34) på en med solhjulet vridfast förbunden kopplingskona (36), och att antalet invändiga kuggar ( 12) på ringhjulet (10) skiljer sig från antalet utvändiga kopplingskuggar (32) på detsamma.

2. Ringhjulskoppling enligt krav 1, kännetecknad av att antalet invändiga kuggar (12) på 15 ringhjulet (10) överstiger antalet utvändiga kopplingskuggar (32) på detsamma.

3. Ringhjulskoppling enligt krav l, kännetecknad av att antalet utvändiga kopplings- kuggar (32) på ringhjulet (10) överstiger antalet invändiga kuggar (12) på detsamma. 20

4. Ringhjulskoppling enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att kopplingskonans (36) utvändiga kuggar (34) är utförda med i riktning mot ringhjulets ( 10) till drivingrepp därmed förskjutbara kopplingskuggar (32) axiellt utstickande kuggtoppartier (42), varvid ringhjulets kopplingskuggar (32) är utförda med i riktning mot kopplingskonans axiellt utstickande kuggtoppartier (42) axiellt utstående kopplingskuggtoppartier (44). 25

5. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopp- lingskonans (36) utvändiga kuggar (34) har sin största tjocklek i området av kuggroten, medan ringhjulets (10) mellan kopplingskonans kuggar (34) till drivingrepp inskjutbara kopplingskuggar (32) är utförda underskuma så att de har sin största tjocklek ungefär vid 30 halva sin höjd räknat från kuggroten. 10 15 - 512 731 10

6. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopp- lingskonan (36) är vridfast förbunden med solhjulet (6) genom i konans navparti (38) utformade invändiga kuggar (40) som ingriper mellan solhjulets utvändiga kuggar (8).

7. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att på sin från kopplingskonan (36) bortvända sida är ringhjulet (10) försett med en andra uppsättning kopplingskuggar (62) som genom axiell förskjutning av ringhjulet kan bringas i låsingrepp med samverkande kuggar (64) hos en med planetväxelns växelhus (30) fast förbunden kopplingskona (66).

8. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ringhj ulets (10) axiella förskjutning åstadkomrnes medelst fluidmanövrerade, företrädesvis pneumatiska, kolv-cylinder-don (46) med kolvstänger (56) som står i drivingrepp med ett utvändigt parti (60) av ringhjulet.

9. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att planetväxeln omfattar åtminstone två planethjul (14), dock företrädesvis tre, fyra eller fem planethjul.

10. Ringhjulskoppling enligt något av föregående krav, kännetecknad av att mellan ringhjulet ( 10) och å ena sidan en konisk yta (68) på den med solhjulet förbundna kopplingskonan (36), och å andra sidan en konisk yta (70) på en med växelhuset (30) fast förbunden kopplingskona (66), är anordnade spärrkonor (72, 74), vilka är försedda med koniska kopplingsytor (76) avsedda för friktionskontakt med nämnda koniska ytor (68 resp. 70), och vilka fungerar såsom synkroniseringsorgan.