SE532031C2 - Tråg för växellåda och växellåda - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 532 031 snabbare takt än vad olja rinner tillbaka in genom hålen. Härigenom undviks överhettning av oljan samtidigt som friktionsförluster minskas ju snabbare kugghjulen roterar.

Ett problem med växellådor av ovan nämnda slag är att plaskforluster kvarstår även om större moment ej överförs via kuggväxlarna.

Kortfattad beskrivning av uppfinningen Problemet med att plaskförluster uppkommer i en växellåda när större moment ej överförs via växellådans kuggväxlar löses enligt uppfinningen genom ett tråg enligt patentkratfets 1 kännetecknande del och en växellåda enligt patentkravets 7 kännetecknande del.

Genom att ett tråg enligt patentkravet l och en växellåda enligt patentkravet 7 innefattar kännetecknen att tråget är svängbart och anordnat att kunna föras mellan ett första läge där kuggflanker hos åtminstone ett kuggväxelkugglijul är anordnade att passera genom olja i en våtsunip för kuggväxelsmörjning, och ett andra läge där tråget är placerat under kuggväxlarna därigenom avskilj ande kuggväxlarna från oljevolymen i våtsumpen, uppnås fördelen av att kugglijul på sidoaxeln ej behöver passera genom olja i onödan varvid plaskförluster kan elimineras när större moment ej överförs via kuggväxlarna vilket resulterar i minskad bränsleförbrukning. Vidare uppnås även fördelen av att kuggväxlarna erhåller omedelbar smörj ning vid inkoppling av ett växelläge där större moment återigen överförs via kuggväxlarna.

Kortfattad figurförteckning Uppflnningen kommer att belysas närmare nedan med ledning av de bifogade ritningarna, vari: Figur l visar sehematiskt ett längdsnitt av en växellåda med huvuddel och hög-låg växel del, 10 15 20 25 30 532 031 Figur 2 visar schematiskt ett deltvärsnitt taget längs linjen II-Il i figur 1 av en huvuddel av en växellåda med ett tråg enligt uppfinningen i ett läge där större moment överförs via kuggväxlarna, Figur 3 visar schematiskt ett deltvärsnitt taget längs linjen ll-ll i figur 1 av en huvuddel av en växellåda med ett tråg enligt uppfinningen i ett läge där inga större moment överförs via kuggväxlarna, och Figur 4 visar sehernatiskt ett deltvärsnitt taget längs linjen ll-Il i figur 1 av en huvuddel av en växellåda enligt figur 3 efter en tids drift i ett läge där inga större moment överförs via kuggväxlariia.

Beskrivning av föredragna utföringsforrner Lika delar i de olika figurerna är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar.

Figur 1 visar schematiskt ett längdsnitt av en växellåda 2 för ett fordon l innefattande en huvuddel 4 och en hög-låg växel del 6, där växellådan 2 vidare innefattar en i huvuddelen 4 ingående axel 8 och en från liuvuddelen 4 utgående axel 10, och där den till hög-låg växel delen 6 ingående axeln 12 är styvt förbunden med, och företrädesvis integrerad med, den från huvuddelen 4 utgående axeln 10. Växellådan 2 innefattar vidare en från hög-låg växel delen 6 utgående axel 14. Växellådan kan även anordnas utan hög-låg växel del.

Såsom kan ses i figuren innefattar växellådans 2 huvuddel 4 även en vätsump 16, dvs ett oljetrâg, innehållande olja 18 och en sidoaxel 20 på vilken ett antal kugghjul 22, 24, 26, 28 är anordnade, där åtminstone ett kugghjul 22, 24, 26, 28 är anordnat delvis nedsänkt i oljan 18 i våtsumpen 16, På huvuddelens 4 ingående axel 8 respektive utgående axel 10 är även anordnade kugghjul 30, 32, 34, 36. Genom att på känt sätt koppla ihop huvuddelens 4 ingående axel 8, huvuddelens 4 utgående axel 10, och sidoaxeln 20 via olika kombinationer av de på dessa axlar 8; 10; 20 anordnade kugghjulen 30, 32; 34, 36; 22, 24, 26, 28 erhålles olika växellägeii, dvs cilika utväxlingar, för växellådans 2 huvuddel 4 när kuggväxlarna 23, 25, 27, 29 deltari framdrivningen av fordonet 1. 10 15 20 25 30 532 G31 Det är även möjligt att direkt koppla ihop huvuddelens 4 ingående axel 8 med huvuddelens 4 utgående axel 10 med hjälp av en kopplingsanordning 9 varvid dessa roterar med samma varvtal och i vilket växelläge de på sidoaxeln 20 anordnade kugghjulen 22, 24, 26, 28 ej överför något betydande moment då växellådans kuggväxlar 23, 25, 27, 29 endast roterar med nämnda ingående 8 och utgående 10 axlar utan att delta i framdrivningen av fordonet 1. Detta växelläge är en hög växel, dvs en växel som används vid färd i hög och relativt jämn hastighet på exempelvis motorväg och en växel som tung fjäntrañk utnyttjar i mycket hög grad, i storleksordningen 90% av körtiden. I en traditionell växellåda kastar i detta växelläge åtminstone ett på sidoaxeln 20 anordnat kugghjul 22, 24, 26, 28 omkring olja i växellådan 2 för att siriörja kuggväxlarna 23, 25. 27, 29 trots att Smörjning av kuggväxlarna 23, 25, 27, 29 ej krävs i någon större utsträckning i nämnda växelläge, detta eftersom åtminstone ett av de kuggväxelkugghjul 22, 24, 26, 28 som är anordnade på växellådans sidoaxel 20 doppar neri våtsumpen 16 innehållande olja 18. Denna ”onödiga” Smörjning benämns plaskförluster och ökar fordonets 1 bränsleförbrukning med storleksordningen upp till någon procent vilket är till iiackdel i synnerhet för tung fjärrtrafik som i hög grad utnyttjar detta växelläge enligt vad som nämnts ovan.

Såsom även kan ses i figuren innefattar växellådans 2 huvuddel 4 vidare ett tråg 31 enligt uppfinningen vilket tråg 31 är anordnat att minska plaskförlusterna i det växelläget där huvuddelens 4 ingående axel 8 är direkt kopplat till och roterar med samma varvtal som huvuddelens 4 utgående axel 10. Tràgets 31 funktion kommer att beskrivas närmare nedan.

Tråget 31 är således svängbart och anordnat att kunna föras mellan ett första läge där kuggflanker K hos åtminstone ett kuggväxelkugglijul 22, 24, 26, 28; 30, 32, 34, 36 är anordnade att passera genom olja 18 i en våtsump 16 för kuggväxelsmörjning, och ett andra läge där tråget 31 är placerat under kuggväxlarna 23, 25, 27, 29 därigenom avskiljande kuggväxlarna 23, 25, 27, 29 från oljevolymen 18 i våtsumpen 16. Tråget 31 är företrädesvis anordnat att föras till det första läget vid inkoppling av ett växelläge där den ingående axeln 8 och den utgående axeln 10 är hopkopplade via kuggväxlar 23, 25, 27, 29 som deltar i fordonets 1 framdrivning, och vidare anordnat att föras till det andra läget vid inkoppling av 10 15 20 25 30 532 031 ett växelläge där den ingående axeln 8 och den utgående axeln 10 är direkt hopkopplade med varandra och där kuggväxlarna 23, 25, 27, 29 ej deltar i framdrivningen av fordonet 1.

Figur 2 visar schematiskt ett deltvärsnitt, taget längs linjen Il-ll i figur 1, av växellådans 2 huvuddel 4 med ett tråg 31 enligt uppfinningen i ett av de växellägen där större moment överförs via kuggväxlarna, dvs i ett växelläge där huvuddelens 4 ingående axel år ihopkopplad med huvuddelens 4 utgående axel och sidoaxeln 20 via någon kombination av de på dessa axlar anordnade kugghjulen. l figuren visas endast kuggväxeln 23 med kugghjulen 30 och 22. Såsom framgår ur figuren år tråget 31 i de växellägen där större moment överförs via kuggväxlarna placerat i ett första läge så att åtminstone kuggflanker K hos åtminstone ett av de kuggväxelkugghjul, företrädesvis hos alla kuggväxelkugghjul som är i ingrepp med andra kugglijul, som är anordnade på växellådans sidoaxel 20 kan doppa ner i och passera genom den i våtsumpen 16 anordnade oljan 18 för erhållande av kuggväxel Smörjning varvid en god smörjning och kylning av kuggväxlarna är säkerställd genom att nämnda kugghjul stänker upp olja mot kuggväxlarna när det roterar i pilcns A riktning. För att erhålla en god smörjning och kylning får oljenivån ej vara för låg, men en för hög oljenivå resulterar i överhettning av oljan samt läckage av olja ut från växellådan via axelgenomföringar i växellådshuset. I figuren visas även ett ledat till växellådan 2 fäst cylinderhus 15 med en däri anordnad ledat till tråget 31 fast kolvstång 17 vilka bildar en cylinder 19 anordnad för manövreriiig av tråget 31 .

Figur 3 visar schematiskt ett deltvärsnitt av en huvuddel 4 av en växellåda 2 med ett tråg 31 enligt uppfinningen taget längs linjen Il-ll i figur 1 i ett tillstånd där växellådan 2 precis manövrerats till ett läge där inga större moment överförs via kuggväxlarna. Tråget 31 är företrädesvis anordnat roterbart kring sidoaxeln 20 genom att trågets 31 ändar år upphängda kring sidoaxeln 20. När ett växelläge där inga större moment överförs via kuggväxlarna kopplas in förs tråget 31 till det i figuren visade läget genom att den ledat till tråget 31 anordnade kolvstängen 17 skjutes i riktning ut från cylinderns 19 cylinderhus 15 varvid tråget 31 roteras kring sidoaxeln 20. I det ögonblick som tråget 31 roteras ner under sidoaxeln 20 fylls trä get med olja ur våtsumpen 16. Såsom kan ses ur figuren fås således två oljevolymer, en oljevolym 18 i våtsumpen 16 och en oljcvolym 38 i tråget 31. 10 15 20 25 532 031 Figur 4 visar schematiskt ett deltvärsnitt av en huvuddel 4 av en växellåda 2 enligt figur 3 taget längs linjen ll-Il i figur 1 i ett tillstånd där växellådan 2 drivits en tid i ett läge där inga större moment överförs via kuggvåxlarna. Såsom framgår ur figuren har den i trâget 31 upptagna oljevolymen 38 minskat till nära noll på grund av att kugghjul 22 på växellådans 2 sidoaxel 20 har stänkt ut denna olja från trâget 31 till våtsumpen 16, varigenom plaskförlusterna upphör när kugghj ul på växellâdans sidoaxel ej längre måste stänka upp olja i onödan. Man erhåller viss Smörjning och kylning av kuggväxlarna även i detta växelläge på grund av att olja som smörjer växellådans lager läcker ner till kuggväxlarna. Om man önskar öka denna Smörjning och kylning något kan ett eller flera små hål 40 anordnas i trâget 31 för att erhålla ett visst läckage av olja från oljevolymen 18 i våtsunipen l6 in till trâget 3 l. Detta läckage är dock så litet att det endast ger upphov till försumbara plaskförluster när denna olja stänks upp mot kuggväxlarna När man kopplar ur det i figur 4 beskrivna växelläget och kopplar in ett i figur 2 beskrivet växelläge roteras, genom manövrering av cylindern, trâget från det i figur 4 beskrivna andra läget till det i figur 2 beskrivna första läget varvid oljan 18 i våtsumpen l6 omedelbart strömmar mot kugghjulen hos sidoaxeln vilket garanterar att en god Smörjning och kylning av kuggvåxlarna erhålles i det ögonblick som ett växelläge där större moment överförs via kuggväxlarna, dvs ett växelläge där huvuddelens ingående axel är ihopkopplad med huvuddelens utgående axel och sidoaxeln via någon kombination av dc på dessa axlar anordnade kugghjulen, kopplas in.

Växellådan 2 kan vara monterad något lutande i fordonet 1 så att oljan i våtsurnperi ej befinner sig lika långt från de minsta kugghjulen på sidoaxeln som vore fallet om växellådan monterades horisontellt i fordonet l.

Trågets rörelse mellan de olika i figur 2-4 visade lägena manövreras genom förflyttning av trâget till respektive från positionen under sidoaxeln när nämnda växelläge kopplas in respektive ur, detta för att förhindra en situation där kuggvåxlama ej erhåller Smörjning i de växellägen där detta är nödvändigt. Trågets rörelse kan tex manövreras med en elektriskt driven linjärmotor, med en enkelverkande hydraulisk eller pneumatisk cylinder med tjäderretur, såsom t.ex. den i figur 2 och 3 visade cylindern med cylinderhus och kolvstång. 10 15 20 532 031 \J Trågets rörelse kan även manövreras med någon annan anordning som drivs elektriskt, hydrauliskt, eller pneumatiskt.

Tråget är företrädesvis tillverkat av metall eller plast, men kan vara tillverkat av vilket som helst material som tål miljön i växellådan, dvs tål påverkan av olja, värme och mekaniska pâkänningar samt slitage.

Företrädesvis srnörjs och kyls endast kuggväxlarna och deras kugghjulsflanker via den ovan nämnda stänksmörj ningen från våtsumpen. Kuggväxlarna kan vara anordnade att driva en Oljepump som smörjer diverse axellager, Lex, koniska nâllager, i växellådan genom att tillföra olja under tryck till dessa vilket är lämpligt eftersom mest värme genereras i lagren.

Tråget är företrädesvis utformat som ett halvt rör med gavlar, men kan även vara format efter de olika på sidoaxeln anordnade kugghjulens diametrar och tjocklekar.

Uppfinningen har ovan beskrivits för en traditionell växellåda där sidoaxelns kugghjul är lägre belägna än de in- och utgående axlamas kugghjul. Det är även möjligt att anordna kugghjulen hos de in- och utgående axlarna lägre ner än sidoaxelns kugghjul, i vilket fall tråget anordnas under dc in- och utgående axlarnas kugghjul. Tråget anordnas alltid under de längst ner belägna kugghjulen hos kuggväxlarna eftersom det är dessa som passerar genom oljan i våtsuinpen.

Claims (10)

1. 532 031 Patentkrav l.

2. Tråg för växellåda för fordon, där växellådan (2) innefattar åtminstone en huvuddel (4) 10 15 20 25 30 med ingående axel (8), utgående axel (10), sidoaxel (20) och kuggväxlar (23, 25, 27, 29), känn etecknat av, att tråget (31) är svängbart och anordnat att kunna föras mellan ett första läge där kuggflanker (K) hos åtminstone ett kuggväxelkugghjul (22, 24, 26, 28; 30, 32, 34, 36) är anordnade att passera genom olja (18) i en våtsump (16) för kuggväxelsmörjning, och ett andra läge där tråget (31) är placerat under kuggväxlarna (23, 25, 27, 29) därigenom avskiljande kuggväxlarna (23, 25, 27, 29) från oljevolymen (18) i våtstrmpen (16). _ Tråg enligt patentkravet l, kännetecknat av, att trâget (31) är anordnat att föras till det första läget vid inkoppling av ett växelläge där den ingående axeln (8) och den utgående axeln ( 10) är hopkopplade via kuggväxlar (23, 25, 27, 29) som deltar i fordonets (1) framdrivning, och att tråget (31) är anordnat att föras till det andra läget vid inkoppling av ett växelläge där den ingående axeln (S) och den utgående axeln (lO) är direkt hopkopplade med varandra och där kuggväxlarna (23, 25, 27, 29) ej deltar i frarndrivnirigen av fordonet (l). .

3. Tråg enligt patentkrav l eller 2, kännetecknat av, att trâget (31) är roterbart aIIOrdYIaï kring sidoaxeln (20). .

4. Tråg enligt patentkravet 3, kännetecknat av, att tråget (31) är roterbart upphängt på sidoaxeln (20). .

5. Tråg enligt något av patentkraven 1-4, kännetecknat av, att ett eller flera små hål (40) är anordnade i tråget (31) för att erhålla ett visst läckage av olja från oljevolymen (l 8) i våtsunipen (16) in till trâget (31). .

6. Trâg enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av, att tråget (31) är utformat som ett halvt rör med gavlar. 532 031

7. Tråg enligt något av patentkraven 1-5, känneteeknat av, att tråget (31) är format efter de olika på sidoaxeln (20) anordnade kugghjulens (22, 24, 26, 28) diarnetrar och tj ocklekar.

8. Växellåda, kännetecknad av, att växellådan (2) innefattar ett tråg (31) enligt något av 5 ovanstående patentkrav.

9. Växellåda enligt patentkravet 8, kännetecknad av, att växellådan (2) innefattar en huvuddel (4) och en hög-låg växel del (6). 10

l0. Växellåda enligt patentkravet 8 eller 9, kännetecknad av, att växellådan innefattar en mekanisk, pneumatisk, hydraulisk eller elektrisk anordning (19) anordnad för manövrering av trågets (31) rörelse mellan trågets (31) första läge och trågets (3 l) andra läge.