SE535224C2 - Växellåda och motorfordon med sådan växellåda - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en växellåda (101) för ett motorfordon innefattande etthus, en i huset lagrad ingående axel (103) med ett kugghjul (120), en i husetlagrad huvudaxel (105) med åtminstone ett kugghjul (106, 107, 108, 109, 110) ochen i huset lagrad sidoaxel (116) med ett åtminstone ett kugghjul (121) i ingreppmed nämnda kugghjul (120) hos den ingående axeln (103), vilket åtminstone ettkugghjul (106, 107, 108, 109, 110) hos huvudaxeln (105) äri ingrepp medkugghjul (111, 112, 113, 114, 115) på nämnda sidoaxel (116), vilken växellåda(101) vidare innefattar ett splitväxelsteg (104) mellan ingående axel (103) ochhuvudaxeln (105). Enligt uppfinningen är ytterligare åtminstone ett splitväxelsteg (122, 123,124, 125, 126) anordnat på åtminstone den ena av huvudaxeln (105) ochsidoaxeln (116). Uppfinningen avser dessutom ett motorfordon innefattande en växellåda(101) enligt något av föregående patentkrav.

Description

535 234 2 högsplitläget förs vid drivning av fordonet sedan kraften från sidoaxeln upp på huvudaxeln igen och ut på fordonets drivhjul. Var på huvudaxeln kraften kommer upp beror på vilket kugghjul som är låst vid huvudaxeln. dvs. vilken växel som ligger i. Med splitväxeln erhålls dubbelt så många växelsteg jämfört med det antal växellägen som erhålls med bara baskugghjulen på huvudaxeln. För att ytterligare öka antalet växellägen kan en hög-låg växeldel, exempelvis en rangeväxellåda, kopplas till utgångssidan på växellådans huvudaxel. På så sätt erhålls, precis som med splitväxeln, en fördubbling av växellägena jämfört med det antal växellägen som erhålls med bara baskugghjulen på huvudaxeln. l och med att kraven på minskade utsläpp hos motorfordon blir högre och högre, så krävs det att framtidens motorfordon har motorer som kan köras optimalt inom ett smalt ekonomiskt varvtal. På så sätt kan motorema släppa ut mindre avgaser. För att en motor skall kunna köras på ett optimalt varvtal i ett smalt ekonomiskt varvtalsomràde, så mäste växellådan innehålla många växlar med små steg mellan våxlarna. Dagens motorer anses inte utgöra ett altemativ för att kunna möta framtidens krav på optimal körning. I framtidens motorer är det därför ett önskemål att ha fler växlar med smà steg mellan växlama, utan att antalet kuggpar i växellådan för den skull ökar. Det är dessutom ett önskemål att erhålla växellådor som är effektivare med mindre förluster.

Uppfinningens syfte Syftet med föreliggande uppfinning är sålunda att tillhandahålla en växellåda som åstadkommer ett motorvarvtal hos motom som kan hållas inom ett smalt varvtalsintervall. Syftet är vidare att tillhandahålla en effektivare växellåda med mindre förluster.

Sammanfattning av uppfinningen Ovanstående syfte och andra syften, vilka framgår av nedanstående beskrivning, uppnås genom föreliggande uppfinning såsom den definieras i de självständiga patentkraven 1 och 5. Lämpliga utföringsformer av uppfinningen anges i de osjålvständiga patentkraven 2-4 och 6.

Således definieras, enligt föreliggande uppfinning, en växellåda för ett motorfordon innefattande ett hus, en i huset lagrad ingående axel med ett kugghjul, en i huset lagrad huvudaxel med åtminstone ett kugghjul och en i huset 30 535 224 3 lagrad sidoaxel med kugghjul, varvid åtminstone ett av dessa kugghjul är i ingrepp med nämnda kugghjul hos den ingående axeln, vilket åtminstone ett kugghjul hos huvudaxeln äri ingrepp med kugghjul på nämnda sidoaxel, vilken växellåda vidare innefattar ett splitsteg mellan ingående axel och huvudaxel, kännetecknad av att ytterligare åtminstone ett splitsteg är anordnat på åtminstone den ena av huvudaxeln och sidoaxeln. l enlighet med uppfinningen erhålls fördelen att växellådan får ett stort antal växellägen med bibehållen växellådslayout och därmed ett bibehållet antal kuggpar i växellådan i förhållande till tidigare kända växellådor. Tack vare ett större antal växellägen kan motorvarvtalet hållas inom ett smalt van/talsintervall.

Ytterligare en fördel med föreliggande uppfinning är att mindre förluster erhålls vid inkoppling av exempelvis kraftuttag och retarder i och med att ett splitväxelsteg på huvudaxeln kan ”koppla” bort den del av huvudaxeln som inte används fram till rangeväxellådan.

Enligt en fördelaktig utföringsform kan nämnda ytterligare åtminstone ett splitsteg vara anordnat någonstans på huvudaxeln. Givetvis kan nämnda ytterligare åtminstone ett splitsteg även vara anordnat någonstans på sidoaxeln eller så kan åtminstone ett splitsteg vara anordnat på huvudaxeln och åtminstone ett splitsteg vara anordnat på sidoaxeln. Antalet växlar i växellådan ökar med antalet splitsteg i växellådan.

Motorfordonet är företrädesvis en lastbil, men givetvis kan växellådan anordnas i vilken typ av motorfordon som helst, exempelvis en buss eller ett terrängfordon.

Kortfattad beskrivning av ritningama Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av icke begränsande utföringsexempel och med hänvisning till de bifogade ritningama, där", Figur 1 visar en schematisk vy av växellåda enligt tidigare känd teknik, och Figur 2 visar en schematisk vy av en utföringsform av en växellåda enligt föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen 20 25 30 535 224 4 lfig. 1 visas en växellåda 1 enligt tidigare känd teknik. l växellådans främre del, dvs. närmast motom 2, är en ingående axel 3 och en splitväxel 4 anordnade. Växellådan 1 innefattar dessutom en huvudaxel 5 på vilken ett antal så kallade basväxlar eller baskugghjul 6, 7, 8, 9, 10 är anordnade. Vidare innefattar växellådan 1 en sidoaxel 16 anordnad parallellt med huvudaxeln 5. l fig.1 utgörs dessa baskugghjul av fem huvudkugghjul 6, 7, 8, 9, 10 pà huvudaxeln 5 och fem med nämnda huvudkugghjul på huvudaxeln i ingrepp stående kugghjul 11, 12, 13. 14, 15 på sidoaxeln 16. Längst bak i växellådan 1, sett från den ingående axeln 3, sitter ett backkugghjul 10, de fyra övriga huvudkugghjulen 6, 7, 8, 9 är kugghjul som är avsedda att driva fordonet framåt Splitväxelns 4 uppgift är att fördela kraften från motorn 2 till antingen sidoaxeln 16 via ett första kugghjulspar 20, 21, där det ena kugghjulet är anordnat på ingående axel 3 och det andra kugghjulet 21 är anordnat på sidoaxeln 5, eller till huvudaxeln 5 via ett andra kugghjulspar 6, 11, där det ena kugghjulet 6 är anordnat på huvudaxeln 5 och det andra kugghjulet 11 är anordnat på sidoaxeln 16. När splitväxeln 4 är kopplad till sidoaxeln 16 är splitväxeln 4 kopplad i lågsplitläge och när splitväxeln 4 är kopplad till huvudaxeln 5 är splitväxeln 4 kopplad i högsplitläge. l fig. 1 är växellådan 1 kopplad i lågsplitläge. I Iågsplitläget förs kraften från motorn 2 till den ingående axeln 3 ner till sidoaxeln 16, upp på huvudaxeln 5, och ut på drivhjulen (ej visade). Kraftens väg, dvs. vilket kugghjul som driver för att föra kraften vidare genom växellådan 1, avgörs av vilket kugghjul 6, 7, 8, 9, 10 på huvudaxeln 5 som är inkopplat. l högsplitläge förs kraften från motorn 2 till den ingående axeln 3, över till huvudaxeln 5 och beroende på vilken växel som skall ligga i, så går kraften antingen från något av baskugghjulen 6, 7, 8, 9, 10 ner på sidoaxeln 16 och därifrån tillbaka till huvudaxeln 5, och ut på drivhjulen eller rakt igenom huvudaxeln 5 och ut på drivhjulen. Kraftens väg avgörs precis som i lågsplitläget av vilket kugghjul 6, 7, 8, 9, 10 på huvudaxeln 5 som är inkopplad, dvs. vilken växel som ligger i. De fem huvudkugghjulen 6, 7, 8, 9, 10 dvs. fyra kugghjul 6, 7, 8, 9 för drivning av fordonet framåt och ett backväxelkugghjul 10, på huvudaxeln 5 resulterar i åtta växlar framåt och två växlar bakåt. Det är också vanligt med växellådor med tre baskugghjul och ett backkugghjul. Beroende på om växellådan är anordnad med eller utan tillsatsväxellåda så varierar antalet växlar i växellådan. Exempelvis erhålls sex växlar framåt och två växlar bakåt med en växellåda med tre baskugghjul och ett 20 25 30 535 224 5 backkugghjul på huvudaxeln. l de fall fordonet är försett med en retarder 17, dvs. en hydraulisk hjälpbroms, så är en sådan retarder 17 anordnad på huvudaxelns 5 utgående sida, dvs. på huvudaxeln 5 efter backkugghjulet 10. Vissa fordon innefattar dessutom ett kraftuttag 19 för hjälpkraft till exempelvis en lyftkran eller en vattenspruta. Sådana kraftuttag 19 är anordnade på sidoaxeln 16. l en konventionell växellåda snurrar samtliga kugghjul i växellådan hela tiden då motom är igång. l neutralt läge är samtliga kugghjul på huvudaxeln fritt lagrade, vilket innebär att kugghjulens och axelns varvtal är oberoende av varandra.

Drivning sker då något av baskugghjulen 6, 7, 8, 9 eller backkugghjulet 10 på huvudaxeln 5 är låst till huvudaxeln 5.

Längst bak i växellådan 1 kan en s.k. rangeväxel 18, även kallad planetväxel, vara anordnad. Med hjälp av denna rangeväxel 18 kan utväxlingen höjas ytterligare genom att växellägena kan delas upp i hög-respektive lågrangeläge. Vid användning av rangeväxellåda 18 erhålls ytterligare två växlar på varje växel. l växellådan1 ifig. 1 erhålls totalt åtta växlar framåt och två bakåt, men med en rangeväxel 18 inkopplad på den utgående delen av huvudaxeln 5, erhålls en fördubbling av antalet växlar, dvs. totalt 16 växlar framåt och 4 bakåt.

I fig.2 visas en utförlngsform av växellådan 101 enligt föreliggande uppfinning, där ytterligare fyra splitsteg 123, 124, 125, 126 har införts på huvudaxeln 5 och ett splitsteg 122 på sidoaxeln 116. Splitstegen 123, 124, 125, 126 på huvudaxeln 105 är anordnade mellan respektive huvudkugghjul 106, 107, 108, 109, 110 och splitsteget 122 på sidoaxeln 116 är anordnat mellan kugghjulet 121 på sidoaxeln 116 i ingrepp med kugghjulet 120 på ingående axel 103 och kugghjulet 111 på sidoaxeln 116 som äri ingrepp med det första kugghjulet 106 på huvudaxeln 105, sett från den ingående axeln 103, dvs. växel fyra. Genom att införa dessa splitsteg 123, 124, 125, 126, 122 erhålls fler växlari växellådan 101 än i fallet med den kända växellådan 1 i fig.1. Givetvis är det möjligt att införa färre splitsteg på huvudaxeln 105 och givetvis kan även splitsteg införas på sidoaxeln 116 för att erhålla en växellåda med fler växlar. Växellådan 101 i fig.2 är försedd med totalt sex splitsteg 104, 123, 124, 125, 126, 122, fem splitsteg 104, 13, 124, 125, 126 på huvudaxeln 105 och ett splitsteg 122 på sidoaxeln 116. Splitsteg kan förutom mellan kugghjulen 120, 106 på huvudaxeln vara anordnade mellan huvudaxelns 105 kugghjul 107, 108 för växel 3 och växel 2, mellan kugghjulen 108, 109 för växel 2 och växel 1 och mellan kugghjulen 109, 110 för växel 1 och 20 25 535 224 6 backen. Det är också möjligt att anordna ett splitsteg mellan kugghjulen på sidoaxeln som äri ingrepp med ovan nämnda kugghjul på huvudaxeln. I fig. 2 anges även de olika växlama och kraftens väg i växellådan för respektive växel.

Med utformningen av växellådan enligt fig.2 är det möjligt att få ut totalt tretton växlar, tio växlar framåt och tre bakåt. Om växellådan dessutom förses med en rangevåxellàda 118 pà den utgående delen av huvudaxeln 105, erhålls dessutom ytterligare två växelsteg per växel. Detta innebär att om växellådan 101 i fig.2 förses med en rangeväxel 118, så ökar antalet växlar till totalt tjugosex växlar, tjugo framåt och sex bakåt.

På en del motorfordon är det önskvärt med en anslutningspunkt där ett hjälpsystem kan kopplas till fordonets drivlina, ett så kallat kraftuttag 119. Ett kraftuttag 1 19 är vanligt förekommande i olika Iastbilsapplikationer för att driva olika sorters pàbyggnadsutrustning såsom till exempel betongblandare, betongpump eller en hydraulpump som i sin tur driver exempelvis en hydraulmotor eller en hydraulcylinder till ett tippbart flak eller till exempelvis en lyftkran och stegar, mm. Ett sådant kraftuttag 119 kopplas lämpligtvis till ingången till sidoaxeln 116. På många tunga fordon finns dessutom en hydraulisk hjälpbroms, en s.k. retarder 117. Retardem 117 är placerad längst bak på fordonets växellåda 101 och har som främsta uppgift att minska slitage på de ordinarie bromsarna. Då både huvudaxeln 105 och sidoaxeln 116 är försedda med ett splitsteg 104, 123, 124, 125, 126 respektive 122, kan axeldelen bakom varje splitsteg kopplas bort vid användning av retarder 117 respektive vid användning av kraftuttaget 119. Detta medför att den axeldel som inte som inte erfordras för att kraftuttaget 119 eller retardem 117 skall kunna drivas, kopplas bor vilket leder till minskade förluster.

Claims (6)

20 25 535 224 PATENTKRAV

1. Växellåda (101) för ett motorfordon innefattande ett hus, en i huset lagrad ingående axel (103) med ett kugghjul(120). en i huset lagrad huvudaxel (105) med åtminstone ett kugghjul (106, 107, 108, 109, 110) och en i huset lagrad sidoaxel (116) med kugghjul (121, 111, 112, 113, 114, 115), varvid åtminstone ett kugghjul (121) äri ingrepp med nämnda kugghjul (120) hos den ingående axeln (120), vilket åtminstone ett kugghjul (106, 107, 108, 109, 110) hos huvudaxeln (105) är i ingrepp med kugghjul (111, 112, 113, 114, 115) på nämnda sidoaxel (116), vilken växellåda (101) vidare innefattar ett splitväxelsteg (104) mellan ingående axel (103) och huvudaxel (105), kännetecknad av att ytterligare åtminstone ett splitväxelsteg (122) är anordnat på sidoaxeln (116).

2. Växellåda (101) enligt krav 1, kännetecknad av att ytterligare åtminstone ett splitväxelsteg (123, 124, 125, 126) är anordnat någonstans på huvudaxeln (105).

3. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknat av att växellådan innefattar en retarder.

4. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknat av att växellådan innefattar ett kraftuttag.

5. Motorfordon, kännetecknad av att motorfordonet innefattar en växellåda (101) enligt något av föregående patentkrav.

6. Motorfordon enligt patentkrav 5, kännetecknat av att motorfordonet är en lastbil.