SE516434C2 - Rangeväxellåda - Google Patents

Description

25 30 516 434 ;* u; 2 utgående axel varvid ingen utväxling sker i rangeväxellådan. Detta läge brukar benämnas hög-range. i det andra utväxlingsförhållandet förbinds ingående axel med utgående axel via solhjul, planethjul och ringhjul varvid en utväxling mellan ingående och utgående axlar sker. Detta läge brukar benämnas låg- range.

En rangeväxellåda av inledningsvis beskriven typ är exempelvis känd genom GB 2151316, vilken innefattar ett med den ingående axeln fast förbundet solhjul och med en med den utgående axeln fast förbunden planetshjuls- hållare. Planetväxelådan innefattar vidare ett axiellt förskjutbart ringhjul vilket medelst kopplingsorgan är låsbart antingen mot rotation relativt nämnda hus för att upprätta utväxling mellan ingående axel och utgående axel eller mot rotation relativt axlarna för att upprätta direktdrivning' mellan ingående axel och utgående axel.

Det är önskvärt att växlingsrörelsen mellan låg-range och hög-range skall kunna utföras så snabbt och smidigt som möjligt, så att fordonets hastighet ej reduceras onödigtvis under växlingsmomentet, t.ex. om växling sker i motlut. Även om växling sker med tryckluft- assistans, är det ett relativt stort masströghetsmoment som skall accelereras under synkroniseringen. Dessutom skall tillhörande förflyttas inkopplingsläget till det andra. ringhjul med kopplingsorgan under växlingsmomentet, från det ena REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en rangeväxellåda av i inledningen angivet slag, vilken 10 15 20 25 30 516 434 gïf underlättar växlingen från det ena inkopplingsläget till det andra, på så sätt att växlingen kan ske snabbare, alternativt med hjälp av enklare manövrer- ingsorgan, speciellt mot låg-range som är den växling som tar längst tid, alternativt kräver mest kraft.

För detta ändamål kännetecknas rangeväxellådan enligt uppfinningen av att planetväxelns samverkande kuggytor är så vinklade i förhållande till ingående och utgående kraft ringhjulet vid hastighetsändring under axelns längdaxel, att en axiell uppstår på synkronisering och att denna kraft, åtminstone vid växling till låg- rangeläge, strävar att förflytta ringhjulet i samma riktning som den yttre växlingskraften.

Föredragna utföringsformer finns angivna i de beroende kraven.

KORT BESKRIVNING AV FIGURER Uppfinningen beskrives närmare i det följande, med hänvisning till utföringsexempel som visas på de bifogade ritningarna, varvid FIG 1 är ett längdsnitt genom den övre halvan av en till en basväxellåda ansluten, enligt känd teknik utformad rangeväxelåda, FIG 2 visar ett snitt genom ett enligt uppfinningen utformat solhjul, där snedkuggen tydligt framgår.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL: Den i figur 1 delvis visade rangeväxellådan motsvarar den i GB 2151316 Således betecknar 1 den bakre delen av huset till en basväxel- låda, visade konstruktionen. vid vilken en fläns 2 på ett framåt öppet hus 3 10 15 20 25 30 51156 434 till en rangeväxellåda är fastbultad. Husets 1 bakre gavel 4 bildar samtidigt rangeväxelhusets 3 främre gavel. Baslàdan har en utgående axel 5, som är lagrad i ett lager 6 och. inskjuter i. rangeväxellådans hus 3.

Axeln 5 bildar rangeväxellådans ingående axel, som via en generellt med 7 betecknad planetväxel är kopplad till en utgående axel 8 försedd med en fläns för anslutning till fordonets kardanaxel.

Planetväxeln 7 innefattar ett med den ingående axeln 5 fast förbundet solhjul 9, vilket ingriper med planethjul 10, som är axlar 11 planethjulshållare 12, lagrade på uppburna av en vilken i sin tur via ett splinesförband 13 är ovridbart fäst på den utgående axeln 8. Planethjulen 10 ingriper med ett ringhjul 14, ingrepp utvändiga splines 16 på en ringformad fläns 17, som uppvisar invändiga splines 15 i med vilken är utformad i ett stycke med en kopplingshylsa 18. En spår i låsring 19 i ett ringhjulet fixerar delarna axiellt. Hylsan 18 är axiellt förskjutbar med hjälp av en icke visad, till fordonets skiftgaffel. växelmekanism kopplad Kopplingshylsan 18 har invändiga tänder 20, som i det i figuren visade läget ingriper med motsvarande tänder på en kopplingsring 21, som via ett splinesförband 22 är ovridbart förbunden med planethjulshållarens 12 nav.

Kopplingsringen 21 är utformad med en synkroniserings- kona 23, ingrepp motsvarande tandad kopplingsring 25 med synkroniserings- vilken uppbär en synkroniseringsring 24 i med kopplingshylsans 18 tänder 20. En kona 26 uppbärande en synkroniseringsring 27 är fixerad mot rangeväxelhusets 3 bakre gavel av en ringformad platta 28, som med utvändiga tänder 29 ingriper med på 10 15 20 25 30 516 434 husets 3 insida utformade tänder 30 och med invändiga tänder 31 ingriper med kopplingsringens 25 tänder.

Kopplingshylsans 18 tänder 20 uppvisar fördjupingar 32 och 33, ringarna 24 och 27 anordnad ringformig fjäder 34, avsedda att upptaga en mellan synkroniserings- som har till uppgift att överföra anpressningskraften från hylsan 18 till synkroniseringsringarna vid växling.

Fördjupningarna 32 och 33 bildar i princip ett par ring- formiga spår mellan vilka fjädern 34 förflyttas vid växling, varvid fjädern under växlingsrörelsen komprimeras av den mellan fördjupningarna eller spåren bildade åsen 35.

Figur 2 visar en sektor av ett enligt uppfinningen utformat ringhjul 14 med ett i ringhjulet ingripande planethjul 10, framgår att förhållande till varvid planetväxelns samverkande kuggytor är vinklade i ingående och utgående axelns längdaxel. Genom denna snedvinkling av kuggarna kan det av kuggarnas inbördes reduceras. till samverkan alstrade transmissionsljudet Dessutom ger Vinklingen av kuggytorna upphov axialkrafter i planetväxeln.

Solhjulet 9 och planethjulshållaren 12 är låsta i medan Således axialled i rangeväxellådan, ringhjulet 14 är förskjutbart i axialled. kommer de genom planetväxelns rotation alstrade axialkrafterna att påverka ringhjulet. I det visade utföringsexemplet antas solhjulet normalt rotera medurs, sett i riktning från basväxellådan. Vinklingen av solhjulskuggarna 36 är så utförd att de är vinklade från vänster till höger sett i riktning från basväxellådan. 10 15 20 25 30 516 434 Vid ringhjulet, synkronisering ändras rotationshastigheterna på planethjulen och den ingående axeln. På grund av dessa detaljers masströghet krävs ett vrid- moment för denna hastighetsändring. Detta så kallade synkroniseringsmoment àstadkoms i friktionsytorna i synkroniseringsenheten när yttre växlingskraft påläggs.

En andel av synkroniseringsmomentet åtgår för hastighetsändring av planethjulen och ingående axeln. kuggingrepp.

Kuggarna i planetväxeln är vinklade i förhållande till kallad Vid synkronisering uppstår därvid en axiell Denna andel överförs i planetväxelns ingående och utgående axelns längdaxel, så snedkugg. kraft på ringhjulet. Enligt uppfinningen har kuggarnas vinkling sådan riktning att den uppkomna axialkraften på ringhjulet förstärker den yttre växlingskraften.

Därigenom underlättas synkronisering och växling.

I det i figur 1 visade läget hos kopplingshylsan 18 är ringhjulet 14 låst. mot rotation relativt planethjuls- bäraren 12 genona att kopplingshylsans tänder ingriper med kopplingsringens 21 tänder. Planetväxeln är sålunda låst i hög-rangeläge, varvid direktdrivning erhhålles mellan den in- och den utgående axeln. skall kopplingshylsan 18 och med denna även ringhjulet 14 åt När växling ske till låg-rangeläge, förskjuts höger i figur 1. Nu frikopplas först hylsan 18 från kopplingsringens tänder. Efter en viss förskjutnings- sträcka träffar ringfjädern 34 den motstående synkroni- seringsringen 27 och pressar denna mot kopplingsringens 25 kona 26, varvid uppbromsningen av kopplingshylsan och ringhjulet inleds. När ringhjulet bromsas accelereras planethjul och ingående axel via krafter från ringhjuls- kuggen, vilket resulterar i en axialkraft som är riktad 10 15 20 25 30 516 434 åt höger i figur 1, dvs. ringhjulet strävar att förflytta sig mot kopplingsringens 25 uppbromsande kona 26. Härvid. påskyndas uppbromsningen av ringhjulet, så att det snabbare synkroniseras med kopplingsringen 25.

Under fortsatta hylsan 18 komprimeras fjädern 34 genom samverkan mellan de sneda den förskjutningen av kantytorna på spåret 33 och fjädern 34 och förskjuts till slut över åsen 35 till spåret 32. fullbordat I detta läge är synkroniseringsarbetet och kopplingshylsan kan bringas i ingrepp med kopplingsringen 25 för att låsa ringhjulet 14 mot huset.

När skall förskjuts kopplingshylsan 18 och med denna växling ske från låg-rangeläge till hög- rangeläge, även ringhjulet 14 åt vänster i figur 1. Nu frikopplas först hylsan 18 från kopplingsringens 25 tänder. Efter en viss förskjutningssträcka träffar ringfjädern 34 den motstående synkroniseringsringen 24 och pressar denna mot kopplingsringens 21 kona 23, varvid en acceleration av kopplingshylsan och ringhjulet inleds. När ringhjulet accelereras bromsas planethjul och ingående axel via krafter från ringhjulskuggen, vilket resulterar i en axialkraft som är riktad åt vänster i fig 1, dvs. ringhjulet strävar att förflytta sig mot kopplings- ringens 21 accelererande kona 23. Härvid påskyndas accelerationen av ringhjulet så att det snabbare synkroniseras med kopplingsringen.

Under den fortsatta förskjutningen av hylsan 18 komprimeras fjädern 34 genom samverkan mellan de sneda kantytorna på spåret 32 och fjädern 34 och förskjuts till slut över åsen 35 till spåret 33. fullbordat kan bringas i ingrepp med kopplingsringen 21 för att I detta läge är synkroniseringsarbetet och kopplingshylsan 10 516 434 låsa ringhjulet 14 mot planethjulshållaren, dvs. motsvarande det i figur 1 visade läget.

Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan en rad ytter- ligare varianter och. modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav. I det beskrivna och i Fig. 2 visade utföringsexemplet roterar solhjulet normalt medurs, sett i riktning från en med rangeväxellådan samverkande basväxellåda. Givetvis är det även möjligt att anpassa uppfinningen till ett solhjul som normalt roterar moturs, varvid vinklingen av kuggytorna även skall vara den motsatta.

Claims (8)

10 15 20 25 30 516 434 PATENTKRAV

1. Rangeväxellàda för motorfordon, avsedd att anslutas till en basväxellådas utgångssida och omfattande en i ett hus (3) innesluten planetväxel (7) med ett på en ingående axel (5) anordnat solhjul (9) som ingriper med planethjul (10), vilka planethjul är uppburna av en med en utgående axel (8) förbunden planethjulshàllare (12) och ingriper med ett axiellt förskjutbart ringhjul (14), vilket medelst kopplingsorgan är låsbart, antingen i ett första inkopplingsläge i vilket det är ovridbart förbundet med huset för att upprätta utväxling mellan den ingående och utgående axeln, eller i ett andra inkopplingsläge i vilket det är ovridbart förbundet med den ingående eller utgående axeln för att upprätta direktdrivning mellan axlarna, k ä n n e t e c k n a d därav, att planetväxelns samverkande kuggytor är så vinklade i förhållande till ingående och utgående axelns (5 resp. 8) längdaxel, (14) denna kraft, att en axiell kraft uppstår på ringhjulet vid hastighetsändring under synkronisering och att åtminstone vid växling till låg-rangeläge, strävar att förflytta ringhjulet i samma riktning som den yttre växlingskraften.

2. Rangeväxellàda enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, (14) är ovridbart förbundet med en koncentriskt med den utgående att ringhjulet anordnad, (18). axeln som ringhjulsbärare tjänstgörande kopplingshylsa

3. Rangeväxellàda enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att kopplingshylsan (18) 10 15 20 25 30 5116 V43 4 10 i sitt nämnda första läge ingriper med en i förhållande till planethjulsbäraren (12) fixerad första kopplings- ring (21) och i det andra kopplingsläget med en relativt huset (3) fixerad andra kopplingsring (25).

4. Rangeväxellåda enligt kravet 3, kännetecknad därav, (21, 25) är synkroniseringskonor att kopplingsringarna med mot varandra vända 26), sin med kopplingshylsan (18) ingripande synkroniserings- (24, 27). utformade (23, vilka samverkar med var ring

5. Rangeväxellåda enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d (23, 26) (24, 27) anordnad ringfjäder därav, att synkroniserings- ringarna är anpressningsbara mot resp. synk- roniseringskona med hjälp av en mellan konorna (34), som i det ena inkopplingsläget (32) och som vid förskjutning av kopplings- är upptagen i ett första invändigt ringspår (18) hylsan till det andra inkopplingsläget förskjutes över i kopp- lingshylsan till ett andra invändigt spår (33) i hylsan av den i det andra läget verksamma synkroniseringsringen.

6. Rangeväxellåda enligt något av kraven 2 - 5, k ä n n e t e c k n a d (18) splines därav, att kopplingshylsan (17) som ingriper med invändiga splines (14), fixerad relativt ringhjulet medelst en i ett spår i (19). uppvisar en ringformig fläns (16), på ringhjulet med utvändiga (15) och att kopplingshylsan är axiellt ringhjulet upptagen låsring

7. Rangeväxellåda enligt kravet 6, 10 516 434 ll k ä n I1 e t e c 1< n a d därav, att förlängning av (14) rotationslàsning av ringhjulet med kopplingshylsan. kuggen i ringhjulet utnyttjas som splines för

8. Rangeväxellåda enligt något av kraven l till 7, k ä n r1 e t e <3 k n a d. därav, att solhjulets (9) normala rotationsriktning är' medurs, sett i riktning från en med rangeväxellådan samverkande basväxellåda, varvid solhjulets (9) kuggytor är riktade åt höger när solhjulet betraktas längs med sin rotationsaxel.