SE530891C2 - Bromsanordning för synkronisering av kugghjul i en växellåda och växellåda försedd därmed - Google Patents

Description

01 10 530 Bill dem kostsamma och tidskrävande att tillverka och montera. De tar dessutom en förhållandevis stor plats i växellådan och kräver ingrepp och förändringar av växellàdans konstruktion.

I patentdokumentet SE524354, där ett bromselement är integrerat med, och utgör en del av, sökt av Volvo, visas en axelbroms axeln som skall bromsas. Bromsen verkar pa en koniskt formad yta vid den aktuella axelns ände. Denna broms är förknippad med ett flertal nackdelar. Bl.a. kräver den väsentliga for» ändringar av växelládans interna konstruktion. Bromsen är svär att byta och underhålla, t.ex. om beläggen behöver bytas pà grund av slitage. Bromseffekten är reducerad eftersom hävarmen från axelns centrum till bromsbeläggens ingreppspunkt är kort och det kan vara svart att tillräckligt snabbt leda bort den friktionsvärme som uppstår vid frekventa eller täta växlingar.

I patentet SE527267, sökt av Scania, visas en synkroniserings~ broms med ett ringformat bromselement. Bromskraften riktas här axiellt mot växellàdskomponenten.

Andra exempel pà axelbromsar visas i patentdokumenten ns-ze-fiziisia, Us-A~47277e4 beh nE-A-196s2916.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med uppfinningen är att lösa nämnda problem och att tillhandahålla en synkroniseringsbroms som är billig att tillverka och montera och som erfordrar minimalt utrymme i växellådan. Synkroniseringsbromsen skall dessutom vara enkel tt underhålla och kunna monteras pà befintliga växellådor.

Genom uppfinningen elimineras behovet av synkroniseringsringar i växellådan.

Ovan nämnda och ytterligare ändamål uppnås enligt uppfinningen genom en anordning enligt de, i patentkravets 1 kännetecknande del, angivna särdragen. 10 y Lraj 3G 538 851 Uppfinningen avser alltsa en bromsanordning som, med hjälp av elektromekanik, hydraulik eller pneumatik, t.ex. via fordonets eget befintliga tryckluftssystem, kan paverkar en sidoaxel i en vaxellada sa att den bromsas pà ett kontrollerat sätt vid växling. Bromsanordningen kan utformas som en enhet som kan monteras pa befintliga växellådor nära en utsida av växellådan där den är lätt àtkomlig för monterings- och underhàllsarbeten och placerad pa ett sàdant sätt att bromsen inte inkräktar pà utrymmen avsedda för andra fordonskomponenter innanför eller utanför växellådan och utan att förändringar av växellàdans konstruktion krävs.

Ett styrsystem, ej närmare visat här, aktiverar bromsen genom att, t.ex. släppa in en tryckfluid såsom tryckluft i via magnetventiler, kanaler som får en kolv att röra sig pà sådant satt att tvà hävarmarna, ledade pà en gemensam axel, bringas att vrida minst en oval kropp som, genom vridningen, expan- derar i sidled och trycker pa de, i direkt närhet, placerade bromsbeläggen. Bromsbeläggen förskjuts nagot och trycker i sin tur mot ytor anordnade pä backkugghjulet och genom friktion bromsar backkugghjulet och sänker sidoaxelns varvtal till önskad rotationshastighet.

Ytterllgare särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av efterföljande mer detaljerade beskrivning samt av bifogade f: P- n. n ingar och patentkrav.

KORTFATTAD RITNINGSFÖRTECKNING Uppfinningen beskrivs i ett föredraget utföringsexempel nedan under hänvisning till bifogade ritningar.

Figur 1 visar en perspektivvy av en känd typ av stegväxlad växellåda, en lastbil, och där backkugghjulet delvis framgår.

Figur 2 visar växellàdans hus framifrån med endast i det här fallet en manuellt växlad láda avsedd för backkugghjulet och bromsanordningen monterad. 15 IQ UI 530 BS? Figur 3 visar en sidovy av växellädans servicelucka vid omradet för backkugghjulets placering och med bromsanordningen monterad.

Figur 4 visar i närmare detalj, och i vy framifrån, bromsanordningen monterad vid backkugghjulet.

Figur 5 visar i vy framifrån bromsanordningen i figur 4 men med en skydds- och styrplatta monterad.

Figur 6 visar en perspektivvy av bromsanordningen i figur 5.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur l visar en sidovy av en stegväxlad växellàda 1. Genom en serviceöppning 2, som normalt täcks av en däröver monterad lucka, kan en växellàdskomponent sàsom ett backkugghjul 3 göras àtkomlig, t.exÄ för byte, inspektion eller underhåll.

Backkugghjulets 3 funktion i växellådan l är att vända rotationsriktningen. Den uppfinningsenliga bromsanordningen 4 framträder endast delvis i figuren.

Figur 2 visar väkellàdans 1 hus framifrån med endast back- för áskàdlig~ hets skull. Backkugghjulet 3 sitter monterat pà en backaxel 5 kugghjulet 3 och bromsanordningen 4 monterade, lagrad i växelládans l hus. Ett pàverkningsorgan, t.ex. en hydraulisk eller pneumatisk cylinder 6 med kolv är anordnad pà sådant sätt att när cylindern 6 aktiveras pàverkas en med kolven mekaniskt sammankopplad axel 7 sa att denna rör sig fram eller tillbaka väsentligen i sin axiella led. Axeln 7 påverkar i sin tur en eller flera hävarmar 8 som är ledat kopplade till axeln 7. Ett rör 10 är anslutet till cylindern 6 för tillförsel av trycksatt hydraulisk olja eller luft pà i och för sig känt sätt. Cylindern 6 kan lämpligen monteras vid, eller utgöra en integrerad del av, det lock (ej visat) som normalt täcker serviceöppningen 2. Axeln 7 lagras pà lämpligt sätt i växellàdans l hus sa att nämnda axiella rörelsen erhålls. Bromsanordningen 4 är så lite utrymmeskrävande och så konstruerad att den kan placeras i eller vid en befintlig växellàdskomponent 3, utan att nagra konstruktiva eller U! ; I... i ”1 -. v. 20 539 Sifl (Jr geometriska förändringar eller anpassningar behöver göras av d en befintliga växellådan l eller dess hus.

För sin funktion kräver bromsanordningen 4 ett elektroniskt styrsystem inklusive sensorer, elektriska kablar samt eventuellt rörledningar för tryckluft eller hydraulik. Dessa visas inte närmare eftersom ett lämpligt styrsystem är känt sedan tidigare och beskrivet bl.a. i patentdokumentet SE527267C2, som ingivits av samma sökande.

F gur 3 visar serviceöppningen 2 rakt framifrån. Service~ öppningen 2 täcks som nämnts normalt av en lucka (ej visad) som monteras med hjälp av därför gängade hål ll i växelladans L mus. Backkugghjulet 3 är i figuren placerat centrerat i serviceöppningen 2. Cylindern 6, som också kan vara större än som visas här, framträder pa vänster sida om backkugghjulet 3.

Figur 4 visar, närmare i detalj, backkugghjulet 3 med broms« anordningens 4 ingående detaljer. Röret 10 leder fram till cylindern 6 vars interna kolv och axel pàverkar axeln 7 att forskšutas i sin axiella led. Hävarmar 8a,b är rörliga i rornallande till axeln 7 med hjälp av leder 9a,b. Vid hävarmarnas 8a,b ändomraden är ovala eller ellipsformade kroppar l4a,b anordnade och vardera placerad mellan ett par bromsband l5a,b resp l6a,b vilka i sin tur är anordnade att trycka mot bromsytor eller insidesytor l7a,b hos snkkugghjulet 3. Bromsbanden l5a,b resp 16 a,b har böjda termer och är anpassade till backkugghjulets 3 krökta ytor .7a,n. En första yta 17a utgörs av kugghjulets 3 axelnav 18 och en andra yta l7b utgörs av insidan av kugghjulets 3 kuggbana ï9. Bromsbanden l5a,b resp 16 a,b hålls pà plats bl..ä. anordnade i bromsbanden l5a,b resp 16 a,b. Bromsbanden l5a,b med hjälp av tappar 20 som löper i hal eller spar resp 16 a,b är anordnade att utöva bromskraften i backkugghjulets 3 radiella riktning för att minimera mekanisk belastning i sidled. Bromsbanden l5a,b resp 16 a,b samt kropparna l4a,b är huvudsakligen monterade inuti backkngghjulet 3. Ü il) Q \ 530 B51 När axeln 7, via cylindern 6, trycks inàt, dvs át vänster i figuren 4, vrids kropparna l4a,b nagot, genom påverkan av häv~ armarna 12a,b, och pä grund av sin ovala form expanderar de i tvärgàende eller horisontell led och pressar bromsbanden 15a,b resp 16 a,b utàt, ät sidorna, varigenom de gär i ingrepp med backkugghjulets 3 insidesytor l7a,b. Backkugghjulet 3 utsätts därmed för en valbar bromskraft.

Figur 5 visar väsentligen samma detaljer som figur 4 med den skillnaden att en täckplatta 21, försedd med hal 22 för tapparna 20 och kropparna l4a,b, är anordnad vid sidan av backkugghjulet 3 och avsedd att halla bromsbanden pà plats under drift.

Figur 6 visar backkugghjulet 3 och dess bromsanordning 4 i perspektivvy där några av komponenternas placering tydligare framgår. Här illustreras exempelvis hur tapparna 20 sträcker sig genom täckplattan 21. ï den beskrivna utföringsformen ingriper backkugghjulets 3 kuggbana 19 pà känt sätt med ständigt kuggingrepp dels med en kuggbana pa en sidoaxel i växellådan, dels med ett fritt roterbart backväxlingskugghjul.pà växelladans huvudaxel, vilket för backväxelfunktionen kan inkopplas med huvudaxeln.

Pa känt sätt star andra fritt roterbara och med huvudaxeln inkopplingsbara växlingskugghjul pà huvudaxeln för resp. växlingssteg, i ständigt kuggingrepp med fasta kugghjul pá växelladans 1 sidoaxel.

Som nämnts manövreras bromsanordningens cylinder med hjälp av en lämplig tryckfluid. I det beskrivna exemplet kan användas tryckluft från en tryckluftskälla såsom en kompressor i det fordon där växellådan är installerad. En sadan tryckluftskälla finns vanligen som standard i de flesta fordon som här avses.

Tryckluften matas via styrdon och rörledningar kopplade till bromsanordningen. Tryckluftens trycknivà styrs av en regler- eller magnetventil, som i sin tur styrs av en elektronisk styrenhet. Styrenheten kan ocksa utgöra en integrerad del av fordonets egen dator.

UI t , 535 B31 \l Styrenheten får vidare, som nämnts och pà känt sätt, signaler från olika sensorer, t.ex. en varvtalssensor som detekterar backkugghjulets aktuella varvtal, en varvtalssensor som avkänner huvudaxelns varvtal, en växelväljarsensor som detek~ terar valt växelsteg etc. Styrenheten beräknar därefter ett hörvärde för backkugghjulets varvtal till vilket dess rotationshastighet bromsas vid växlingen.

Uppfinningen har beskrivits ovan under hänvisning till en foredragen utföringsform. Naturligtvis är uppfinningen inte begränsad till denna utan även andra varianter av uppfinningen är möjliga inom ramen för patentkravens skyddsomfàng. ßfumsanordningen kan t.ex. utformas sà att den direkta bromsverkan utövas pà andra komponenter i växellådan. Vidare kan i stället för pneumatik eller hydraulik, som nämnts, användas en elektromekanisk påverkan pà hävarmen eller nävarmarna. Denna kan vara en elektrisk motor eller en solenoid.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 530 B31 PATENTKRHV

1. Bromsanordning (4) för synkronisering av en stegväxlad växellåda (1) (l5ä,b resp 16 a,b) verkande på minst en växellådskomponent vars rotationshastighet skall bromsas, där bromsorganen (15a,b resp 16 a,b) är anordnade att förskjutas i växellådskomponentens (3) för motorfordon, innefattande bromsorgan radiella riktning och därvid åstadkomma en bromsande effekt, k ä n n e t e c k n a d a v, att bromsorganen (15a,b resp 16 a,b) är anordnade att skapa friktion mot insidesytor (l7a,b) av växellådskomponenten (3).

2. Bromsanordning (4) enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d a v, att bromsanordningen (4) är inrättad att monteras i en befintlig växellåda (1).

3. Bromsanordning (4) enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v, att växellådskomponenten (3) består av växellàdans (1) backkugghjul (3).

4. Bromsanordning (4) enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v, att bromsorganen (15a,b resp 16 a,b) åtminstone delvis är anordnade inuti backkugghjulet (3).

5. Bromsanordning (4) enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v, att bromsanordningen (4) styrs pneumatiskt, hydrauliskt, eller elektromekaniskt, såsom av en elektrisk motor eller en solenoid.

6. Bromsanordning (4) enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v, att kroppar (14a,b) är anordnade att genom vridning förskjuta bromsorgan (l5a,b resp 16 a,b) mot insidesytor (l7a,b) hos växellàdskomponenten (3). 10 15 20 25 30 35 536 B91

7. Bromsanordning (4) enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att minst en kropp (l4a,b) är oval eller ellipsformad och anordnad att expandera i sidled genom vridning varvid den trycker på de, i direkt närhet, placerade bromsorganen (15a,b resp 16 a,b) vilka förskjuts något och i sin tur trycker mot ytor anordnade på växellådskomponenten (3) och genom friktion bromsar denna och sänker växellàdskomponentens (3) varvtal till önskad rotationshastighet.

8. Bromsanordning (4) enligt något av patentkraven 6-7, k ä n n e t e c k n a d a v, att en cylinder (6) med kolv är anordnad på sådant sätt att när cylindern (6) aktiveras är en med kolven mekaniskt sammankopplad och i växellàdans (l) anordnad att påverkas så att denna rör sig fram eller tillbaka väsentligen i sin axiella led varvid axeln (7) anordnad att påverka en eller flera hävarmar (8a,b) ledat kopplade till axeln (7) vilka hävarmar (8a,b) i sin tur är anordnade att vrida kropparna (l4a,b). hus lagrad axel (7) i sin tur är som är

9. Bromsanordning (4) enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v, att växellàdskomponenten består av växellådans (1) backkugghjul (3) bromsbelägg (l5a,b resp 16 a,b) av böjd form anpassade till backkugghjulets (3) (l7a,b) (l7a) utgörs av kugghjulets (3) axelnav (18) och en andra yta (l7b) utgörs av insidan av kugghjulets (3) kuggbana (19). och att bromsorganen är bromsband eller krökta ytor där en första yta

10. Växellåda (l) för ett motorfordon, k ä n n e t e c k n a d a v, att växellådan (1) innefattar en bromsanordning (4) enligt något av föregående patentkrav.