SE519581C2 - Vridmomentöverföringsanordning för fram- och bakaxeldrivning - Google Patents

Description

20 šfi im 519 581 2 antalet komponenter såsom kugghjul, lager eller liknande, och konstruktionen kan därför förenklas och som helhet göras kompakt till storleken.

När det gäller den förstnämnda, d.v.s. klokopplingen, föreligger emellertid ett pro- blem sådant att ingen manövrering görs under köming med fordonet. När det å andra sidan gäller den sistnämnda, d.v.s. den flerskiviga lamellkopplingen av våt typ, förefinns ett problem sådant att frihetsgraden reduceras eftersom installations- utrymmet är begränsat när det gäller förändring av kopplingens kapacitet. Mera speciellt gäller att kopplingen är placerad i ett ingångskugghjul; av detta skäl före- ligger ett problem sådant att det är besvärligt att enkelt genomföra en modifikation för ökning av kopplingens kapacitet, genom ökning av antalet kopplingslameller eller exempelvis genom ökning av kopplingsskivans diameter.

Föreliggande uppfinning har gjorts med hänsyn till de ovannämnda problemen inom den kända tekniken. Ett ändamål med föreliggande uppfinning är därför att tillhan- dahålla en vridmomentöverföringsanordning för fram- och bakaxeldrivning, vilken anordning är konstruerad på så sätt att en framaxel och en bakaxel mellan angrän- sande drivaxlar, och ett ingångskugghjul, differentialplanetväxelorgan och en kopp- ling är monterade såsom en enhet i följd i axiell riktning för att förbättra frihetsgra- den för inställning och reglering.

Sammanfattning av uppfinningen För att uppnå ovannämnda ändamål tillhandahåller föreliggande uppfinning en vridmomentöverföringsanordning för fram- och bakaxeldrivning, omfattande: effektingångsorgan; differentialplanetväxeldrivande organ för rotation av en ut- gångsaxel på en framhjulssida och en utgångsaxel på en bakhjulssida med olika varvtal på grundval av en av effektingângsorganet tillförd effekt; och kopplings- organ för låsning av en drivning av det differentialplanetväxeldrivande organet så, att utgångsaxeln på framhjulssidan och utgångsaxeln på bakhjulssidan kan roteras 10 15 20 25 519 581 3 med samma varvtal, effektingångsorganet, det differentialplanetväxeldrivande organet och kopplingsorganet är efter varandra anordnade såsom en enhet i en axiell riktning i ett övergångstillstånd mellan utgångsaxeln på bakhjulssidan och utgångs- axeln på framhjulssidan, vilka axlar är anordnade på en och samma axiella linje.

Enligt ovannämnda konstruktion av föreliggande uppfinning styr kopplingsorganet ett låst tillstånd och ett upplåst tillstånd mellan utgångsaxlama på fram- och bak- hjulssidan, och vidare är kopplingsorganet anordnat i ett oberoende tillstånd vid sidan av det differentialplanetväxeldrivande organet. För ändring av en egenskap hos kopplingsorganet ändras därför en kopplingslamelldimension hos den flerski- viga lamellkopplingen fritt, och antalet kopplingslameller ökas och minskas också fritt. Vidare finns det inte någon begränsning när det gäller installationsutrymmet, och därigenom är det möjligt att förbättra frihetsgraden när det gäller en ändring.

Vidare är kopplingsorganet oberoende framställt såsom en enhet, och det är där- igenom möjligt att med lätthet utföra underhåll på kopplingsorganet.

I föreliggande uppfinning är det differentialplanetväxeldrivande organet och kopp- lingsorganet företrädesvis anordnade i ett hus vilket bildar övergång mellan ut- gångsaxeln på bakhjulssidan och utgångsaxeln på framhjulssidan vilka axlar är anordnade på samma axiella linje, och vilket roteras omkring denna axel samman- hängande med effektingångsorganet. Genom detta arrangemang är det differential- planetväxeldrivande organet utfört såsom en enhet, och det är fast förbundet med effektingångsorganet, och därigenom är det möjligt att utföra vridmomentöverfö- ringsanordningen kompakt.

Huset som roteras sammanhängande med effektingångsorganet är vidare företrädes- vis sammansatt av ett hus som i ett stycke innefattar en ingående planethjulhållare hos det difierentialplanetväxeldrivande organet, och ett kopplingshus till kopplings- organet. Genom detta arrangemang är kopplingsorganet oberoende utfört såsom en 10 15 20 f, 25 :30 519 581 4 enhet med avseende på differentialplanetväxelns drivkraft, och därigenom är det möjligt att med lätthet utföra underhåll på kopplingsorganet.

Huset, som i ett stycke innefattar det differentialplanetväxeldrivande organets pla- nethjulhållare, är i detta fall företrädesvis ett hus som är utfört i ett stycke med en planethjulhållare som roterbart lagrar ett planethjul omkring ett kopplat parti där utgångsaxeln på bakhjulssidan och utgångsaxeln på framhjulssidan är hopsatta, och det differentialplanetväxeldrivande organet är innefattat i huset så att ett ringhjul, som är förbundet med utgångsaxeln på bakhjulssidan genom splineförbindning, och ett solhjul, som är förbundet med utgångsaxeln på framhjulssidan genom splineför- bindning, står i drivingrepp med planethjulet. Genom detta arrangemang är varje del av det differentialplanetväxeldrivande organet kompakt upptagen i huset, och en last (vikt) fördelas också idealiskt till varje del.

Dessutom är kopplingsorganets kopplingshus företrädesvis försett med en typ av hydrauliskt manövrerat ringlamellkopplingspaket som låser kopplingshuset, ut- gångsaxeln på framhjulssidan och planethjulhållaren, så att de är ihopkopplade som en helhet. Genom detta arrangemang är det enkelt att utforma en olj etryckskrets för manövrering av en kolv för att pressa och frisläppa en kopplingsskiva. Vidare styrs ett kopplingsoljetryck och därigenom är det möjligt att ändra vridmomentfördel- ningen genom reglering av ett upplåst tillstånd där kopplingsoljetrycket är noll och ett låst tillstånd där kopplingen är tillslagen medelst olj etrycket, och ett mellanlig- gande olj etryck, och således erhålla en väl fungerande drivande vridmomentöver- föringsanordning.

Kort beskrivning av ritningen Den enda ritningsfiguren är ett längdsnitt som visar en vridmomentöverförings- anordning för fram- och bakaxeldrivning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 :so 519 581 Bästa sättet att utföra upofinningen I det följande kommer en utföringsform av en vridmomentöverföringsanordning för fram- och bakaxeldrivning enligt föreliggande uppfinning att beskrivas i detalj med hänvisning till den bifogade ritningen.

Den enda figuren är ett längdsnitt som visar en vridmomentöverföringsanordning för fram- och bakaxeldrivning enligt en utföringsfonn.

En vridmomentöverföringsanordning l för drivning av två axlar (nedan benämnd "vridmomentöverföringsanordning") enligt denna utföringsforrn omfattar differen- tialplanetväxeldrivande organ 2, ett ingångskugghjul 3 (effektingångsorgan), en utgångsaxel 4 på en framhjulssida, och en utgångsaxel 5 på en bakhjulssida. Mera speciellt gäller att ingångskugghjulet 3 är drivförbundet och sammankopplat med en kugghjulsöverföring hos ett fordon. Utgångsaxeln 4 på framhjulssidan är drivför- bunden med en framhjulsaxel (ej visad) hos ett fordon, och utgångsaxeln 5 på bak- hjulssidan är drivförbunden med en bakaxel (ej visad) hos fordonet och anordnad på samma axiella linje som utgångsaxeln 4 på framhjulssidan. I detta fall är utgångs- axeln 4 på framhjulssidan och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan inbördes roterbara.

Vidare gäller att det differentialplanetväxeldrivande organet 2 dessutom är försett med vridmomentfördelningsorgan 6 (som nedan benämns kopplingsorgan 6), som omfattar en flerskivig lamellkoppling. Kopplingsorganet 6 kan blockera en inbördes rotation av utgångsaxeln 4 på framhjulssidan och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan, och ger en axel hög drivkraft när/den andra axeln förlorar drivkraft. Ingångskugg- hjulet 3 är placerat på den till kopplingsorganet 6 motsatta sidan.

Det difierentialplanetväxeldrivande organet 2 är monterat mellan ingångskugghjulet 3 och kopplingsorganet 6. Ingångskugghjulet 3 är roterbart lagrat i ett stationärt hus 8 medelst ett lager 9, och kopplingsorganet 6 är roterbart lagrat i ett stationärt hus 10 10 15 20 25 130 . ' | . - . v ... ,.. . . i. z , .. .. .. - _ . . .. .. .. _ . . I _ _ a " ... n. . -¿ - - -1 , j , , , ._ . . , t “_ l . . . . . . . . . medelst ett lager ll. Dessa stationära hus 8 och 10 insättes i ett växellådshus och fixeras sedan medelst ett flertal bultar 12 resp. 13.

Det differentialplanetväxeldrivande organet 2 har ett hus (effektingångshus) 16, en planethjulshållardel 17 och ett flertal planethjul 20. Mera speciellt har huset 16 en hinkliknande form med ett öppningsparti vid en infästningspartisida med ingångs- kugghjulet 3 (som är fäst vid ändytan medelst en bult 15). Planethjulshållardelen 17 är utformad med ett bärliv som är utfört i ett stycke med och skjuter ut från en hus- bottenvägg i en axiell riktning med jämna mellanrum i omkretsled i huset 16, och med en ringliknande vägg (ej visad) vid en ände av bärlivet. Planethjulen 20 är upp- tagna mellan intervallen av planethjulshållardelens 17 bärliv, och bärs upp av en bäraxel 19 som är anordnad parallellt med den axiella linjen mellan en hinkliknande bottenvägg och en ringliknande vägg. Dessutom är planethjulsmekanismen konst- ruerad på följande sätt. Mera speciellt gäller att ett ringhjul 23 står i ingrepp med planethjulen 20 som bärs upp av planethjulshållardelen 17. Ringhjulet 23 är mon- terat på splines 22 utformade vid en yttre omkrets av utgångsaxeln 5 på bakhjuls- sidan. Utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan skjuter in genom centrum av ett navparti 3a av ingångskugghjulet 3 i den axiella riktningen och bärs upp av ett lager 21 via ett angränsande nav 23a. I detta fall är ingångskugghjulet 3 utformat såsom ett hölje som täcker för öppningspartiet till huset 16 vilket innefattar den ovannämnda pla- netväxelmekanismen.

Såsom beskrivits ovan är det differentialplanetväxeldrivande organet 2 kompakt upptaget i det hinkforrnade effektingångshuset 16 som är sammankopplat med ingångskugghjulet 3 som utgör effektingångsorgan, och varje komponent av diffe- rentialplanetväxeln är placerad på det väsentligen centrala partiet av huset 16.

Genom detta arrangemang kan en belastning som verkar på varje komponent för- delas idealiskt i händelse av att ett vridmoment överförs från ingångskugghjulet 3 till var och en av utgångsaxlarna 4 och 5. 10 15 20 25 30 519 581 7 Ett solhjul 25, som står i ingrepp med planethjulet 20 hos ovannämnda planetväxel- mekanism, är monterat på ändpartiet av utgångsaxeln 4 på framhjulssidan genom en splineförbindning. Utgångsaxeln 4 på framhjulssidan är uppburen medelst ett lager 26 som skjuter in genom det andra stationära husets 10 axel. Utgångsaxeln 4 på framhjulssidan är koaxiellt ansluten och uppburen så att den är inbördes roterbar via det yttersta ändpartiet 5a av utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan, vilket ändparti har en diameter som är mindre än det yttersta hålpartiet 4a, och via ett nållager 27. Planet- växelmekanismen överför ett ingående Vridmoment, som tillförts av ingångskugg- hjulet 3, till solhjulet 25 och ringhjulet 23. Solhjulet 25 är fast vid utgångsaxeln 4 på framhjulssidan genom en rotation av planethjulshållardelen 17 (planethjulshållaren) och en rotation av planetväxeln 20, och ringhjulet 23 är fäst vid utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan. Det ingående vridmomentet fördelas till utgångsaxeln 4 på framhjuls- sidan (drivande framhjul) och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan (drivande bakhjul) i enlighet med antalet kuggar hos solhjulet 25 och ringhjulet 23 och en delningsradie r hos solhjulet och en delningsradie R hos ringhjulet. Utgängsaxeln 4 på framhjuls- sidan och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan roteras med olika varvtal.

Vidare har kopplingsorganet 6 en flerskivig lamellkoppling 30, som är så konstrue- rad att ett flertal kopplingsskivor 30a och kopplingsplattor 30b är kombinerade.

Kopplingsskivorna 30a är förskjutbart uppbuma i en axiell riktning så att deras innerdiametersida står i ingrepp med en kugghjulsliknande kvarhållningsdel 28 som är fäst på utgångsaxeln 4 på framhjulssidan genom ett ingrepp med splines 35, och har tänder utformade på sin yttre omkrets. Kopplingsplattorna 30b är förskjutbara i en axiell riktning så att deras ytterdiametersida är uppburen så att den står i ingrepp med många tänder eller kuggar utformade på insidan av kopplingshuset 29. Det yttre omkretspartiet på ändpartiet av kopplingshuset 29 är koaxiellt lagrat på det stationä- ra huset 10 genom lagret 11. Kopplingshuset 29 är så konstruerat att den motsatta sidan av en sida uppburen av det stationära huset 10 är koaxiellt kopplad till sidan av huset 16 (planethjulsbäraren) av det differentialplanetväxeldrivande organet 2 medelst ett flertal bultar 31. 10 15 20 g, 25 30 519 581 Såsom beskrivits ovan är effektingångsorganet (ingångskugghjulet 3), det differen- tialplanetväxeldrivande organet 2 och varje enhet av kopplingsorganet koaxiellt anordnade i en tvärriktning för att bilda övergång mellan utgångsaxlama på fram- och bakhjulssidan. I händelse av att en specifikationsändring erfordras i ett fordon utrustat med den ovannämnda vridmomentöverföringsanordningen eller i händelse att vridmomentöverföringsanordningen används i ett privatfordon med en annan specifikation, då erfordras en konstruktionsändring med hänsyn till hållfastheten.

I ett sådant fall gäller att eftersom varje enhet av kopplingsorganet 6 är oberoende anordnad i en tvärriktning utan att vara överlappad, har man möjlighet att fritt göra en ändring av reduktionsväxelförhållandet genom effektingångsorganet, en ändring av reduktionsväxelförhållandet för det differentialplanetväxeldrivande organet, en ändring av kuggbredden, en ändring av kopplingskapaciteten (t.ex. ökning och minskning av antalet kopplingsskivor, ändring av skivdiametem).

Vidare gäller att ingångskugghjulet 3 och huset 16 till det differentialplanetväxel- drivande organet 2 är sammankopplade med varandra, och vidare att huset 16 är sammankopplat med kopplingshuset 29. Var och en av dessa komponenter är därför utförd såsom en enhet, och tätt och kompakt hopmonterad, och varje enhet är vidare kopplad i varje hus. Genom detta arrangemang är det möjligt att med lätthet genom- föra underhåll.

Den ovannämnda flerskiviga lamellkopplingen 30 är försedd med en tryckmanövre- rad kolv (hydrauliskt manövrerad kolv av ringtyp) 32 vid sin ena sida (den motsatta sidan till anslutningssidan mot planethjulshållaren). Denna tryckmanövrerade kolv 32 använder hydraulvätska (oljetryck) tillförd från utsidan av kopplingshuset 29, såsom drivkälla. Den tryckmanövrerade kolven 32 manövreras på följande sätt.

Genom öppnande och stängande av en rcglerventil (ej visad) via en i den enda figuren visad hydraulvätskepassage 34 gäller närmare bestämt att när hydraulvätska tillförs till en på baksidan av kolven utformad tryckkammare 33 från en tryckkälla 10 15 20 25 30 ... ... . - ~» - ",,", . s. -- w- * i: 2 , . n u» n: í: 2 I _, . -. ~ :t- :Utuk _ y 5 'ßmd s ; = ~ > ' (ej visad) utanför så förskjuts kolven 32 framåt. Därefter pressas kolven 32 mot planethjulshållardelen 17 hos det differentialplanetväxeldrivande organet 2 när tryckkraften är tillräcklig för att pressa kopplingsskivan 30a och kopplingsplattan 30b, och därigenom blockeras en inbördes rotation av kopplingsskivan 30a och kopplingsplattan 30b. Planethjulshållardelen 17 och utgångsaxeln 4 på framhjuls- sidan är sedan sammankopplade så att ett drivande vridmoment direkt kan överföras från det ingående kugghjulet 3 till utgångsaxeln 4 på framhjulssidan.

Vidare har den tryckmanövrerade kolven 32 en konstruktion där ett drifttryck direkt påföres på sidan av den flerskiviga lamellkopplingen 30. En dimension på kolvens 32 manöveryta kan därför väljas så att den motsvarar kopplingsplattans 30b manö- veryta. Det är följaktligen möjligt att uppnå en effektiv manövreringskraft inom ett litet utrymme. Den tryckmanövrerade kolven 32 förlorar sin tryckkraft när tillförseln av hydraulvätska avbryts; kolven 32 återförs därvid till sitt utgångsläge eftersom kraften för blockering av en inbördes rotation av den flerskiviga lamellkopplingen 30 går förlorad.

I vridmomentöverföringsanordningen 1 enligt denna utföringsform befinner sig van- ligen den flerskiviga lamellkopplingen 30 hos kopplingsorganet 6 i ett icke verksamt tillstånd, och det differentialplanetväxeldrivande organet 2 fungerar så att utgångs- axeln 4 på framhjulssidan och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan kan roteras i förhål- lande till varandra. De främre drivhjulen och de bakre drivhjulen roteras därför med olika vinkelhastighet. Den olika vinkelhastigheten inställer sig i enlighet med utväx- lingsförhållandet i differentialplanetväxeln (planetväxelmekanismen), såsom beskri- vits ovan.

Under körning, exempelvis när ett framhjul slirar och den bakre drivaxeln förlorar sitt drivingrepp för fordonet, manövrerar en fordonsförare ett hydraulvätsketill- förande organ (en hydraulvätskereglerventil etc.) så att hydraulvätskan tillförs till den tryckmanövrerade kolvens 32 tryckkammare 33. Därefter så pressas den tryck- 10 15 20 “in 30 519 581 10 manövrerade kolven 32 så att den manövrerar den flerskiviga lamellkopplingen 30, och ett drivande vridmoment från ingångskugghjulet 3 överförs därigenom direkt till utgångsaxeln 4 på framhjulssidan (i låst tillstånd) via huset 16 (planethjulshållaren) hos det differentialplanetväxeldrivande organet 2 och kopplingsorganets 6 kopp- lingshus 29 som genom bulten 31 är sammankopplat med huset 16. Samtidigt så roteras planethjulshållardelen 17 och utgångsaxeln 4 på framhjulssidan tillsammans som en enhet. I detta tillstånd driver solhjulet 25 ringhjulet 23 som är integrerat med planethjulet 20 och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan.

Därigenom blockeras inbördes rotation mellan utgångsaxeln 4 på framhjulssidan (drivande framaxel) och utgångsaxeln 5 på bakhjulssidan (drivande bakaxel), och ett drivande vridmoment överförs således till den bakre drivaxeln som förlorar driv- kraft. I detta fall har kopplingsorganets 6 flerskiviga lamellkoppling 30 en konstruk- tion med slirning när det drivande vridmomentet överstiger ett förutbestämt vrid- moment. Detta tjänar därför till att hindra en manöverdel/drivdel eller liknande från att brytas sönder av ett alltför stort vridmoment. Vidare regleras hydraulvätskan till den flerskiviga lamellkopplingen 30 så att kopplingsorganet 6 bringas till ett par- tiellt kopplingstillstånd, och det därigenom är möjligt att fritt ändra vridmomentför- delningen till utgångsaxlama på fram- och bakhjulssidan.

Enligt denna utföringsforrn som beskrivits ovan gäller i ett fordon med flera driv- axlar att ett optimalt vridmoment kan fördelas i överensstämmelse med ett viktsför- hållande i förhållande till fordonskarossens framaxel och bakaxel. Under körning kan vidare en s.k. tvåaxlig låsningsdrift genomföras på fram- och bakhjulssidoma; det är därför möjligt att med lätthet köra ett fordon under svåra vägbaneförhållan- den.

Vid ovannämnda utföringsfom har ett ingångskugghjul 3 anordnats nära utgångs- axeln 5 på bakhjulssidan av det differentialplanetväxeldrivande organet 2. Förelig- gande uppfinning är inte begränsad till denna utföringsform, och ingångskugghjulet 519 581 ll 3 kan anordnas vid ett ställe annat än radiellt utanför det parti där den flerskiviga lamellkopplingen 30 som utgör kopplingsorganet 6 är anordnad. Genom detta arrangemang kan ovannämnda ändamål uppnås. Det differentialplanetväxeldrivande organets 2 huskonstruktion är vidare inte begränsad till denna utfóringsforrn. Fastän detta inte visas kan exempelvis ingångskugghjulet och planethjulshållaren kopplas samman med användande av en pinnbult så länge som ingångskugghjulet 3 och planethjulshållaren för differentialplanetväxelns planethjul 20 är sammankopplade.

Claims (5)

10 15 20 25 30 519 581 12 Patentkrav

1. Vridmomentöverföringsanordning (1) för fram- och bakaxeldrivning, kännetecknad av: effektingångsorgan (3); differentialplanetväxeldrivande organ (2) för rotation av en utgångsaxel (4) på en framhjulssida och en utgångsaxel (5) på en bakhjulssida med olika varvtal på grundval av en av effektingångsorganet (3) tillförd effekt; och kopplingsorgan (6) för låsning av en drivning av det differentialplanetväxeldrivande organet (2) så, att utgångsaxeln (4) på framhjulssidan och utgångsaxeln (5) på bakhjulssidan kan roteras med samma varvtal; effektingångsorganet (3), det differentialplanetväxeldrivande organet (2) och kopplingsorganet (6) är efter varandra anordnade såsom en enhet i en axiell riktning i ett övergångstillstånd mellan utgångsaxeln (5) på bakhjulssidan och utgångsaxeln (4) på framhjulssidan, vilka axlar är anordnade på en och samma axiella linje.

2. Anordning enligt krav l, kännetecknad av att det differentialplanetväxel- drivande organet (2) och kopplingsorganet (6) är anordnade i ett hus vilket bildar övergång mellan utgångsaxeln (5) på bakhjulssidan och utgångsaxeln (4) på framhjulssidan, vilka axlar är anordnade på samma axiella linje, och vilket roteras omkring denna axel sammanhängande med effektingångsorganet (3).

3. Anordning enligt krav 2, kännetecknad av att huset som roteras sammanhängan- de med effektingångsorganet (3) är sammansatt av ett hus som i ett stycke innefattar en ingående planethjulshållare (17) hos det differentialplanetväxeldrivande organet (2), och ett kopplingshus (29) till kopplingsorganet (6).

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att huset som i ett stycke innefattar det differentialplanetväxeldrivande organets (2) planethjulshållare (17) är ett hus som är utfört i ett stycke med en planethjulshållare som roterbart lagrar ett planethjul (20) omkring ett kopplat parti (4a, Sa) där utgångsaxeln (5) på 10 519 581 13 bakhjulssidan och utgångsaxeln (4) på framhjulssidan är hopsatta, och det differentialplanetväxeldrivande organet (2) är innefattat i huset så att ett ringhjul (23), som är förbundet med utgångsaxeln (5) på bakhjulssidan genom splinesförbindning (22), och ett solhjul (25), som är förbundet med utgångsaxeln (4) på framhjulssidan genom splinesförbindning, står i drivingrepp med planethjulet (20).

5. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att kopplingsorganets (6) kopplingshus (29) är försett med en typ av hydrauliskt manövrerat ringlamellkopplingspaket (30) som låser kopplingshuset, utgångsaxeln (4) på framhjulssidan och planethjulshållaren (17), så att de är ihopkopplade som en helhet.