SE538938C2 - Växellåda för fordon samt fordon, som innefattar en sådan växellåda - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en växellåda för fordon, innefattande en planetvaxel (14) med ettringhjul (22), som på en inneryta ar försett med kuggar, två på var sin sida om planet-växeln (14) belägna första och andra kopplingsringar (34, 35) och minst en första ochandra synkroniseringsring (36, 41), av vilka det finns åtminstone en synkroniserings-ring (36, 41) mellan respektive kopplingsring (34, 35) och planetvaXeln (14). En förstaoch andra aXiellt förskjutbar hylsa (31, 37) ar anordnade på ringhjulet (22), vilka hyl-sor (31, 37) ar aXiellt förskjutbara i förhållande till varandra och alternativt kan sam-mankopplas med kopplingsringarna (34, 35) för olika vaxellagen. Uppfinningen avser också ett fordon (1), som innefattar en sådan växellåda (2). (Pig. 2)

Description

Växellåda för fordon samt fordon, som innefattar en sådan växellåda UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser en växellåda för fordon enligt patentkravets 1 ingress.Uppfinningen avser också ett fordon, som innefattar en sådan växellåda, enligt patent- kravets 15 ingress .

Vid fordon, och speciellt vid tyngre fordon, exempelvis lastbilar, ansluts ofta en växel-låda, även kallad rangeväxellåda, till huvudväxellådan i syfte att fördubbla antalet ut-växlingsmöjligheter. En sådan tillsatsväxellåda innefattar vanligtvis en planetväxel,som har en låg- respektive högväxel, med vilka huvudväxellådans växlingsmöjligheterkan indelas i ett lågrangeläge och ett högrangeläge. I lågrangeläget sker en nedväxling genom planetväxeln, och i högrangeläget sker inte någon utväxling i planetväxeln.

Rangeväxellådan är anordnad mellan huvudväxellådan och en kardanaxel kopplad tilldrivhjulen hos fordonet. Rangeväxellådan inryms i ett växellådshus och innefattar eningående axel kopplad till huvudväxellådan, en utgående axel och en mellan den ingå-ende axeln och den utgående axeln anordnad planetväxel. Planetväxeln innefattar van-ligtvis tre komponenter, som är roterbart anordnade i förhållande till varandra närnli-gen ett solhjul, en planethjulhållare och ett ringhjul. Med kännedom om antal kuggarhos solhjulet och ringhjulet kan de inbördes varvtalen hos de tre komponenterna be-stämmas under drift. I en rangeväxellåda kan solhjulet vara vridfast förbundet med deningående axeln, ett antal planethjul ingripa i nämnda solhjul, vilka planethjul är roter-bart lagrade på den med den utgående axeln vridfast förbunden planethjulshållaren,samt ett axiellt förskjutbart ringhjul, som omsluter och ingriper i planethjulen. Tänder-na hos solhjulet, planethjulen och ringhjulet kan vara snedskurna, det vill säga de haren vinkel i förhållande till den för solhjulet, planethjulshållaren och ringhjulet gemen-samma rotationsaxeln. Genom att skära tänderna snett erhålls en reaktionskraft från dei planetväxeln ingående kugghjulen i rotationsaxelns riktning. Reaktionskraftens rikt-ning är beroende av i vilken riktning kugghjulen i planetväxeln är snedskurna. Därmed kan rektionskrafterna verka bakåt eller framåt i rotationsaxelns utbredning.

VäXellådans låg- respektive högväXel erhålls genom att ringhjulet förskjuts axiellt mel-lan lågrangeläget, i vilket ringhjulet är rotationslåst i förhållande till växellådshuset,och högrangeläget, i vilket ringhjulet är roterbart i förhållande till väXellådshuset. Pla-netväXeln innefattar två på vardera sida om ringhjulet anordnade kopplingsringar, enhögkopplingsring respektive en lågkopplingsring, samt två synkroniseringsringar, somär anordnade på respektive sida av ringhjulet. Synkroniseringsringarna har till uppgift att åstadkomma en synkron växling.

För all erhålla en god synkroniseringsfunktion i denna typ av rangeväXellåda måsteden yta hos synkroniseringsringens tänder, vilken vetter mot ringhjulet och vilken äravsedd att ta emot ringhjulets tänder vid synkronisering, vara försedd med en vinkel,s.k. spärrvinkel, i förhållande till synkroniseringsringens rotationsaXel, vilken spärr-vinkel skall vara balanserad mot det bromsande moment, som synkroniseringsringenöverför på ringhjulet för att synkront varvtal skall uppnås. Detta innebär att nämndaspärrvinkel måste vara utformad så att tänderna på synkroniseringsringen anligger påden del av ringhjulets tänder som är försedd med spärrvinkeln och inverkar tillräckligtpå ringhjulet för att synkront varvtal kan erhållas och därefter lösgöras från den del avringhjulets tänder, som är försedd med spärrvinkeln och när ringhjulet skall gripa in iaktuell kopplingsring när synkront varvtal erhållits. För att säkerställa att synkrontvarvtal uppnås innan ringhjulet tar sig förbi synkroniseringsringen i aXiell riktning får tänderna hos synkroniseringsringen inte släppa ringhjulets tänder för lätt.

När synkroniseringsringens tänder lösgjorts från ringhjulets tänder då synkront varvtalerhållits mellan ringhjul och kopplingsring kommer ringhjulet att förskjutas aXiellt, såatt synkroniseringsringen förs inåt i ringhjulet och stannar i ett axiellt läge i förhållandetill ringhjulet, vilket aXiellt läge bestäms av det läge där synkroniseringsringen träffar och anligger mot planethjulen hos planetväXeln.

Ringhjulets rörelsefrihet i aXiell riktning begränsas av den geometriska utformningenav ringhjulets och kopplingsringens kuggar. Vid ringhjulets aXiella ändlägen träffar och anligger ändytor vid ringhjulets kuggspetsar en runtomgående ändyta hos respektive kopplingsring, vilket medför att ringhjulet inte längre kan förskjutas i axiell riktning.

Dokumentet WO0l55620 visar en synkroniseringsanordning vid en planetväxel därplanetväxeln innefattar ett solhjul, en planethjulhållare och ett ringhjul. Solhjulet ärvridfast förbundet med den ingående axeln och ett antal planethjul ingriper med solhju-let, vilka planethjul är roterbart lagrade på en med en utgående axel vridfast förbundenplanethjulshållare. Ett axiellt förskjutbart ringhjul omsluter och ingriper med planet-hjulen. Växellådans låg- respektive högväxel erhålls genom att ringhjulet förskjuts axiellt mellan lågrangeläget och högrangeläget.

Dokumentet SE-C2-504070 visar en planetväxel med ett par axiellt åtskilda kopp-lingshylsor som är anordnade utvändigt kopplingsringar och ringhjul. Kopplingshyl-sorna är anordnade på en gemensam växlingsaxel och förskjuts båda axiellt nar väx-lingsaxeln förskjuts axiellt. Planetväxelns kugghjul är försedd med rakkugg, vilketmedför att ringhjulet och kopplingshylsan är utformade anpassade till att uppvisa enfunktion anpassad för kugghjulens raka kuggar. Den kända planetväxeln anordnas i entillsatsväxellåda, som uppvisar enbart två växellägen dar ringhjulet intar antingen ett högrange- eller lågrangeläge.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar finns ett behov av att vidareutveckla en växellåda, som kräverlåg energi vid växling mellan lågrangeläget och högrangeläget. Ringhjulet har en avse-värd massa som kräver energi vid förflyttning i axiell riktning. För att åstadkomma denaxiella förflyttningen av ringhjulet måste manövergafflar och därtill avsedd utrustningdimensioneras för att motstå uppkomna krafter, vilket ökar växellådans vikt. Ringhju-lets vikt medför också att masströgheten vid den axiella förflyttningen av ringhjuletbegränsar möjligheten att snabbt växla mellan olika växlingslägen. Det finns också ensträvan att minska buller från växellådan samt öka möjlig momentöverföring i växellå-dan. Under vissa driftförhållanden är det önskvärt att vid stillastående fordon uttaga kraft från fordonets förbränningsmotor via en huvudväxellåda. Eftersom den kända tillsatsväxellådan enbart kan intaga ett högrange- eller lågrangeläge kommer den kända tillsatsväxellådan under alla driftförhållanden överföra ett vridmoment.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som kräver lågenergi vid växling. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhanda en väx-ellåda som medger snabb växling mellan olika växellägen. Ett ytterligare syfte meduppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar hög tillförlitlighet ochdriftsäkerhet. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda,som medger ökad momentöverföring. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att till-handahålla en växellåda, som uppvisar låg ljudnivå. Ett ytterligare syfte med uppfin-ningen är att tillhandahålla en växellåda, som medger externt krafttag från ett stillastå-ende fordon. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda,med låga axiella krafter, som verkar på växellådans axiellager. Ännu ett syfte meduppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar en god synkroniserings- funktion.

Dessa syften uppnås med en växellåda av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kän-netecknas av de särdrag som anges i patentkravet 1. Dessa syften uppnås även med ettfordon, som innefattar en växellåda av det inledningsvis nämnda slaget, vilken känne- tecknas av de särdrag som anges i patentkravet 15.

Genom att begränsa ringhjulets rörelse i axiell riktning och istället anordna en förstaoch andra axiellt förskjutbar hylsa utanpå och koaxiellt med ringhjulet kan växlingutföras genom att föra den första hylsan till ett första axiellt ändläge där den första hyl-san är fast förbunden med växellådshuset och genom att föra den andra hylsan till ettandra axiellt ändläge där den andra hylsan är förbunden med solhjulet. Den axiellaslaglängden hos respektive hylsa blir kortare jämfört med slaglängden hos ringhjulethos en traditionell rangeväxellåda, vilket medför att det går snabbt att växla mellan olika växellägen.

Den första och den andra hylsan kan var och en utföras med mindre godstjocklek än ringhjulet, vilket medför att respektive hylsas massa blir lägre än ringhjulets massa.

Den låga massan hos respektive hylsa medför att det går snabbt att växla mellan olika växellägen.

Respektive hylsa är vridfast anordnad på ringhjulet medelst splines. Hylsorna samver-kar med synkronisering sringarna vid växling, och eftersom hylsoma är anordnadeutanpå ringhjulet och därmed har större diameter än ringhjulet kan synkroniserings-ringarna utföras med en större diameter jämfört med synkroniseringsringamas diame- ter hos en traditionell rangeväxellåda.

Kopplingshylsoma kan förskjutas till ett neutralläge mellan de båda kopplingsringama,vilket medför att det är möjligt att vid stillastående fordon uttaga kraft från fordonetsförbränningsmotor via en huvudväxellåda.

Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av följ ande detaljerade beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsformer av uppfinning- en med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar en sidovy av ett fordon med en växellåda enligt föreliggande upp-finning, Fig. 2 visar en snittvy av en växellåda enligt en första utföringsform av förelig-gande uppfinning i ett neutralläge, Fig. 3 visar en snittvy av växellådan enligt den första utföringsformen av före-liggande uppfinning i ett försynkroniseringsläge, Fig. 4 visar en snittvy av växellådan enligt den första utföringsformen av före-liggande uppfinning i ett lågrangeläge, Fig. 5 visar en snittvy av växellådan enligt den första utföringsformen av före- liggande uppfinning i ett högrangeläge, och Fig. 6 visar en snittvy av växellådan enligt en andra utföringsforrn av förelig- gande uppfinning i ett neutralläge.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AVUPPFINNINGEN Fig. 1 visar en sidovy av ett fordon 1, exempelvis en lastbil, som innefattar en växellå-da 2. En förbränningsmotor 4 är kopplad till en huvudväxellåda 6, som i sin tur ärkopplad till växellådan 2. Växellådan 2 är vidare kopplad till fordonets 1 drivhjul 8 viaen transmission innefattande bland annat en kardanaxel 10. Växellådan 2 kallas ävenrangeväxellåda, och har till syfte att fördubbla antalet utväxlingsmöjligheter. Växellå- dan 2 omges av ett växellådshus 12.

Fig. 2 visar en snittvy av en växellåda 2 enligt en första utföringsform i ett neutralläge.Växellådan 2 innefattar en planetväxel 14, som har en låg- respektive högväxel, medvilka huvudväxellådans 6 växlingsmöjligheter kan indelas i ett lågrangeläge och etthögrangeläge. I lågrangeläget sker en nedväxling genom planetväxeln 14, och i hö- grangeläget är utväxlingen 1:1.

Växellådan 2 inryms i ett växellådshus 12 och innefattar en ingående axel 16, som kanutgöras av en utgående axel hos huvudväxellådan 6. Planetväxeln 14 innefattar tre hu-vudkomponenter, som är roterbart anordnade i förhållande till varandra nämligen ettsolhjul 18, en planethjulhållare 20 och ett ringhjul 22. På planethjulshållaren 20 är ettantal lagrade planethjul 24 anordnade. På planethjulshållaren 20 är också växellådans 2utgående axel 26 anordnad, vilken är kopplad till fordonets 1 kardanaxel 10. Med kän-nedom om antal kuggar hos solhjulet 18 och ringhjulet 22 kan de inbördes varvtalenhos de tre komponenterna bestämmas under drift. Solhjulet18 är vridfast förbundetmed den ingående axeln 16 och planethjulen 24 ingriper i nämnda solhjul 18. Ringhju-let 22 omsluter och ingriper i planethjulen 24. Kuggama hos solhjulet 18, planethjulen24 och ringhjulet 22 är enligt den första utföringsformen snedskuma, det vill säga dehar en vinkel i förhållande till den för solhjulet 18, planethjulshållaren 20 och ringhju- let 22 gemensamma rotationsaxeln 30. Genom att skära kuggama snett erhålls en reak- tionskraft från de i planetväXeln 14 ingående kugghjulen i rotationsaXelns riktning.Reaktionskraftens riktning är beroende av i vilken riktning kuggarna i planetväXeln 14är snedskuma. Därmed kan rektionskraftema verka bakåt eller framåt i rotationsaXelns 30 utbredning.

En första aXiellt förskjutbar hylsa 31 och en andra aXiellt förskjutbar hylsa 37 är an-ordnade på ringhjulet 22, vilka hylsor 31, 37 alternativt kan sammankopplas med för-sta och andra kopplingsringar 34, 35 för olika väXellägen. Hylsorna 31, 37 är på eninneryta försedda med bommar 33, vilka samverkar med motsvarande bommar 25 an-ordnade på en yttre periferi av ringhjulet 22 till bildande av ett axiellt förskjutbartsplinesförband. Enligt den första utföringsformen utbreder sig bommarna 33, 25 påhylsan 31 och på ringhjulet 22 parallellt med hylsomas 31, 37 och ringhjulets 22 rota-tionsaXlar, vilket medför att ett på solhjulet 18 lagrat aXialstopp 56 är anordnat att an-ligga mot ringhjulet 22, vilket aXialstopp 56 förhindrar ringhjulet 22 att förskjutas axi-ellt. Axialstoppet 56 kan utgöras av en diskformad plåt, som medelst aXiallager är lag- rad på solhjulet 18.

Eftersom aXialstoppet 56 upptar aXiella krafter från ringhjulet kan bommama 33, 25 pårespektive hylsa 31, 37 och på ringhjulet 22 utbreda sig parallellt med hylsomas 31, 37och ringhjulets 22 rotationsaXlar. De raka bommarna 33, 25 medger en låg tillverk-ningskostnad. AXialstoppet 56 är roterbart i förhållande till solhjulet 18 och den ingå-ende axeln 16, och följer ringhjulets 22 rotation. Axialstoppet 56 medför att växellå-dans 2 aXiallagring av den ingående axeln 16 utsätts för mindre påfrestningar. Kombi-nationen av sneda kuggar 27 hos kugghjulen 18, 22, 24 och raka bommar 33, 25 isplinesförbandet medför att splinesförbandet kan utföras med flera bommar 33, 25jämfört med sneda bommar, vilket medför att belastningen kan spridas på fler bommar 33, 25. Hylsorna 31, 37 kan också göras lättare vid raka bommar 33, 25.

VäXellådans 2 låg- respektive högväXel erhålls genom att den första hylsan 31 för-skjuts aXiellt mellan lågrangeläget, i vilket den första hylsan 31 är rotationslåst i för-hållande till växellådshuset 12, och högrangeläget, i vilket den andra hylsan 37 är ro- terbar i förhållande till väXellådshuset 12. Den aXiella förskjutningen av den första hylsan 31 åstadkommes med en första växlingsgaffel 43, som anordnas i ett på denförsta hylsans 31 utsida runtomlöpande spår 32. Den axiella förskjutningen av denandra hylsan 37 åstadkommes med en andra växlingsgaffel 45, som anordnas i ett påden andra hylsans 37 utsida runtomlöpande spår 32. Den första växlingsgaffeln 43 på-verkas av ett första kraftorgan 47 och den andra växlingsgaffeln 45 påverkas av ettandra kraftorgan 49. De första och andra kraftorganen 47, 49 kan utgöras av en pneu-matisk eller hydraulisk cylinder. De första och andra växlingsgafflarna 43, 45 och deförsta och andra kraftorganen 47, 49 är schematiskt ritade i fig. 2.

Företrädesvis har respektive hylsa 31, 37 en lägre massa än ringhjulets 22 massa, vil-ket medför att det åtgår låg energi och kraft att förflytta respektive hylsa 31, 37 vidväxling. Därmed kan en snabb växling under en kort tidsperiod utföras mellan de olika växellägena i växellådan 2.

Planetväxeln 14 innefattar första och andra, på vardera sida om ringhjulet 22 och hyl-sorna 31, 37, anordnade kopplingsringar 34, 35, en första, lågkopplingsring 34 respek-tive en andra, högkopplingsring 35, samt två synkroniseringsringar 36, 41 vilka är an-ordnade på respektive sida av hylsorna 31, 37. Synkroniseringsringarna 36 har tilluppgift att åstadkomma en synkron växling. Högkopplingsringen 35 är vridfast för-bunden med den ingående axeln 16 och solhjulet 18, varvid lågkopplingsringen 34 ärvridfast förbunden med växellådshuset 12. Kopplingsringama 34, 35 och synkronise-ringsringarna 36, 41 är försedda med samverkande friktionsytor 38, 39, som företrä-desvis är konsikt utformade. I den visade utföringsformen har de båda synkroniserings-ringama 36, 41 samma utförande, men är spegelvänt monterade på ömse sidor om hyl-sorna 31, 37. Kopplingsringarna 34, 35 är utvändigt försedda med kuggar 44, som ärutformade att ingripa med bommama 33 hos hylsorna 31, 37. Respektive hylsa 31, 37har två invändiga, runtomlöpande spår 52, varvid ett väsentligen ringforrnigt spärror-gan 50, som är sammantryckbart i radiell led, är anordnat att förflyttas mellan de i re- spektive hylsa 31 runtomlöpande spåren 52 vid förskjutning av hylsoma 31, 37.

Företrädesvis överstiger antalet bommar på respektive hylsa 31 och på ringhjulet 22 antalet kuggar på ringhjulet 22. Därmed erhålles ett stort antal bestämda låsta positio- ner mellan synkroniseringsringarna 36 och respektive hylsa 31, 37, vilket medför attett stort antal fasetter kommer att bildas på kugghjulens kuggflanker. Fasettema kom-mer dock att ligga tatt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer att upplevassom en huvudsakligen jämn yta hos kuggflankema. Fasetterna påvekar därför interangeväXellådans 2 funktion och har ingen nämnvärd inverkan på kugghjulens livs- längd.

Fig. 3 visar en snittvy av växellådan enligt den första utföringsformen i ett försynkro-niseringsläge. De båda synkroniseringsringarna 36, 41 är försedda med utvändigaspärrtänder 40 som under synkroniseringsförloppet spärrar väXlingsrörelsen till dess attsynkron rotation uppnåtts mellan de med ringhjulet 22 rotationslåsta hylsorna 31, 37och respektive kopplingsring 34, 35. För att erhålla en god synkroniseringsfunktionhos växellådan 2 är företrädesvis den yta hos synkroniseringsringarnas 36, 41 tänder40, vilken vetter mot respektive hylsa 31, 37 och vilken är avsedd att ta emot respekti-ve hylsas 31, 37 bommar 33 vid synkronisering, försedd med en vinkel, s.k. spärrvin-kel, i förhållande till synkroniseringsringarnas 36, 41 rotationsaXel 30, vilken spärrvin-kel skall vara balanserad mot det bromsande moment, som synkroniseringsringarna 36,41 överför på respektive hylsa 31, 37 för att synkront varvtal skall uppnås. Detta inne-bär att nämnda spärrvinkel måste vara utformad så att tänderna på synkroniserings-ringarna 36, 41 anligger på den del av respektive hylsas 31, 37 bommar 33 som är för-sedd med spärrvinkeln och inverkar tillräckligt på hylsorna 31, 37 för att synkrontvarvtal kan erhållas och därefter lösgöras från den del av respektive hylsas 31 bommar33, som är försedd med spärrvinkeln och när respektive hylsa 31, 37 skall gripa in iaktuell kopplingsring 34, 35 när synkront varvtal erhållits. För att säkerställa att syn-kront varvtal uppnås innan den första och andra hylsan 31, 37 tar sig förbi respektivesynkroniseringsring 36, 41 i aXiell riktning får spärrtändema 40 hos respektive synkro- niseringsring 36, 41 inte släppa hylsornas 31, 37 bommar 33 för lätt.

Hylsoma 31, 37 är, som nämns ovan, var och en försedda med två invändiga, runtom-löpande spår 52. Spärrorganen 50 väsentligen ringformade och anordnade i varderaspår 52 i hylsorna 31, 37. Spärrorganen 50 är sammantryckbara i radiell led. Spärror- ganet 50 är utformat som en öppen, fiädrande ring mellan vars fria ändar det i monterat läge för spärrorganet 50 i respektive hylsa 31, 37 finns en lucka. Spärrorganet 50 äranordnat att i viloläge i sitt spår 52 i respektive hylsa 31, 37 vara fiädrande fixerat ispåret 52. Spärrorganen 50 är anordnade att med hjälp av bommama 33 på hylsorna31, 37 kunna tryckas ihop i radiell led till ett läge innanför bommarna 33 då respektivehylsa 31, 37 förskjuts axiellt för att bringa aktuell synkroniseringsring 36, 41 i ingreppmed sin kopplingsring 34, 35. Företrädesvis har de runtomlöpande spåren 52 ett djup,som är anpassat till spärrorganets 50 godstj ocklek i radiell riktning. Spärrorganen 50överför axiell kraft från respektive hylsa 31, 37 till aktuell synkroniseringsring 36, 41för att vid växling åstadkomma kontakt mellan friktionsytoma 38, 39 på aktuell syn-kroniseringsring 36, 41 och kopplingsring 34, 35. Därmed kommer en mellan frik-tionsytorna 38, 39 bildad oljefilm att trängas undan och ett initialt moment mellan syn-kroniseringsring 36, 41 och kopplingsring 34, 35 att byggas upp, vilket tvingar syn-kroniseringsringen 36, 41 att med sina spärrtänder 40 inta ett spärrläge framför hylsans 31, 37 bommar 33.

Av den visade utföringsformen framgår att två synkroniseringsringar 36, 41 är anord-nade i växellådan 2. Det är dock möjligt att anordna flera med varandra samverkande synkroniseringsringar 36, 41 på vardera sidan om ringhjulet 22.

Synkroniseringsringarna 36, 41 är dels begränsat vridbara relativt respektive hylsa 31,37, dels försedda med de utvändiga spärrtänderna 40, som vid växlingsrörelse spärrarhylsornas 31, 37 axiella förskjutning och sammankoppling med aktuell kopplingsring 34, 35 innan synkron rotation har uppnåtts.

Fig. 4 visar en snittvy av växellådan 2 enligt den första utföringsformen i ett lågrange-läge. Respektive hylsa 31, 37 är vid sin ände 48 försedd med invändiga kopplingstän-der 70, som är avsedda att samverka med kuggarna 44 på kopplingsringama 34, 35.Kopplingständema 70 och bommarna på respektive hylsa 31, 37 är med fördel, integ-rerade med varandra. I fig. 4 visas hur kopplingständema 70 hos den första hylsan 31ingriper med kuggarna 44 på den första kopplingsringen 34, vilket medför att den föstahylsan 31 och därmed också ringhjulet 22 är vridfast kopplade till växellådshuset 12.

Därmed sker en nedväxling genom planetväxeln. 11 Som framgår av figurerna ovan uppvisar synkroniseringsringarna 36, 41 en innerdia- meter, som sammanfaller med eller överstiger ringhjulets 22 innerdiameter. Detta kanåstadkommas nar hylsorna 31, 37 är anordnade utanpå ringhjulet 22, vilka därmed harstörre diameter än ringhjulet 22. En ökad diameter hos synkroniseringsringama 36, 41 medför att en god synkronisering vid växling erhålls.

Företrädesvis överstiger antalet bommar 33 på respektive hylsa 31, 37 och på ringhju-let 22 antalet kuggar på ringhjulet 22. Därmed erhålles ett stort antal bestämda låstapositioner mellan synkroniseringsringarna 36, 41 och respektive hylsa 31, 37, vilketmedför att ett stort antal fasetter kommer att bildas på kugghjulens kuggflanker. Faset-terna kommer dock att ligga tatt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer attupplevas som en huvudsakligen jämn yta hos kuggflankerna. Fasettema påvekar därförinte rangeväxellådans 2 funktion och har ingen nämnvärd inverkan på kugghjulens livslängd.

Fig. 5 visar en snittvy av växellådan 2 enligt den första utföringsformen i ett högrange-läge. Den andra hylsan 37 har med hjälp av den andra växlingsgaffeln 45 och det andrakraftorganet 49 förskjutits till högrangeläget där en synkronisering utförts på sammasätt som beskrivits ovan i samband med den första utföringsformen. Samtidigt har denförsta hylsan 31 med hjälp av den första växlingsgaffeln 43 och det första kraftorganet47 förskjutits ur ingrepp med den första kopplingsringen 34.

Växellådan 2 fungerar enligt följ ande vid växling från låg- till högrangeläget och skallbeskrivas i samband med figurema 4 och 5. Den första hylsan 31, ringhjulet 22 ochden första synkroniseringsringen 36 är i fig. 4 stillastående medan den andra kopp-lingsringen 35, som är förbunden med den ingående axeln 16 roterar. Således arbetarväxellådan 2 i lågrangeläget, vid vilket en nedväxling i växellådan 2 sker. För att växlatill högrangeläget ska den första hylsan 31 förskjutas av den första växlingsgaffeln 43åt vänster i fig. 4 för att frikopplas från den första kopplingsringen 34. Samtidigt ellerefter en förutbestämd tidsperiod skall den andra hylsan 37 förskjutas av den andra väx- lingsgaffeln 45 i rikting mot den andra synkroniseringsringen 41 för att därmed sam- 12 mankopplas med den roterande andra kopplingsringen 35. Eftersom den andra hylsan37 och ringhjulet 22 är stillastående och den andra kopplingsringen 35 roterar måsteden andra hylsan 37 och ringhjulet 22 bringas att rotera med väsentligen samma varv-tal som den andra kopplingsringen 35 innan sammankopplingen sker mellan den andra hylsan 37 och den andra kopplingsringen 35.

När den andra hylsan 37 förskjuts åt vänster i fig. 5 kommer spärrorganet 50 att sam-verka med den andra synkroniseringsringen 4l så att den andra synkroniseringsringen4l förskjuts i riktning mot den andra kopplingsringen 35. Vid den vidare förskjut-ningen av den andra hylsan 37 kommer den andra synkroniseringsringens 4l koniskafriktionsyta 39 att pressas mot den andra kopplingsringens 35 koniska friktionsyta 38,vilket medför att den roterande andra kopplingsringen 35 långsamt börjar dra med sigden andra synkroniseringsringen 4l, som därmed börjar rotera, vilket i sin tur medföratt även den andra hylsan 37 och ringhjulet 22 börjar rotera. Ytterligare förskjutning avden andra hylsan 37 medför att spärrorganet 50 kommer att tryckas ihop radiellt så attluckan mellan dess ändar minskas så att spärrorganets 50 diameter minskar. Därvidkommer spärrorganet 50 att pressas ned vid den andra synkroniseringsringens 36 ände54. Hoptryckningen av spärrorganet 50 åstadkommes av ett mellan de i den andra hyl- san 37 runtomlöpande spåren utformat parti av bommarna.

När den andra hylsan 37 förskjuts aXiellt åt vänster i fig. 5 förhindras ringhjulet 22 attförskjutas aXiellt med hjälp av det enligt den första utföringsforrnen anordnade axial- stoppet 56.

De på den andra synkroniseringsringen 4l utvändiga spärrtänderna 40 spärrar väx-lingsrörelsen till dess att synkron rotation uppnåtts mellan den andra hylsan 37 och denandra kopplingsringen 35, varefter kopplingständema 70 på den andra hylsan 37 viduppnådd synkronisering kan föras in mellan kuggama 44 på den andra kopplingsringen35, så att den andra hylsan 37, den andra synkroniseringsringen 4l och den andrakopplingsringen 35 hamnar i det läge som visas i fig. 5. Vid inkopplingen av högrangeläget som beskrivs ovan kommer den andra hylsan 37, ringhjulet 22, den 13 andra synkroniseringsringen 41 och den andra kopplingsringen 36 att rotera som en sammankopplad enhet.

Växlingsförloppet på lågrangesidan sker på motsvarande sätt, men skiljer sig genomatt den första hylsan 31 och ringhjulet 22 med hjälp av den första synkroniseringsring-en 36 skall bromsas från ett roterande till ett stillastående tillstånd.

Fig. 6 visar en snittvy av växellådan enligt en andra utföringsform i ett neutralläge. Detsom skiljer den andra utföringsformen från den första utföringsformen är att bommama33, 37 på hylsoma 31, 37 och på ringhjulet 22 utbreder i en vinkel i förhållande tillrotationsaxeln. Kuggama hos solhjulet 18, planethjulen 24 och ringhjulet 22 är enligtden andra utföringsformen snedskurna, det vill saga de har en vinkel i förhållande tillden för solhjulet 18, planethjulshållaren 20 och ringhjulet 22 gemensamma rotations-axeln 30. Genom att skara kuggarna snett erhålls en reaktionskraft från de i planetväx-eln 14 ingående kugghjulen i rotationsaxelns riktning. Reaktionskraftens riktning ärberoende av i vilken riktning kuggarna i planetväxeln 14 är snedskuma. Därmed kanrektionskraftema verka bakåt eller framåt i rotationsaxelns 30 utbredning. Motsvaran-de särdrag hos den andra utföringsformen anges med motsvarande hänvisningssiffrorsom förekommer hos den första utföringsformen. När bommama 33, 25 på hylsorna31, 37 och på ringhjulet 22 utbreder i en vinkel i förhållande till rotationsaxeln upp-kommer en på ringhjulet 22 axiellt verkande kraft, som medför att ringhjulet 22 fixeras axiellt av hylsoma 31, 37.

Hylsorna 31, 37 kan medelst växlingsgafflarna 43, 45 förskjutas till ett neutrallägemellan de båda kopplingsringarna 34, 35, vilket medför att det är möjligt att vid stilla-stående fordon 1 uttaga kraft från fordonets 1 förbränningsmotor 4 via huvudväxellå-dan 6. I neutralläget ingriper hylsoma 31, 37 inte med någon av kopplingsringarna 34,35, vilket medför att inget moment överförs genom växellådan 2. Detta medför fordo-net 1 blir stillastående trots att moment överförs från förbränningsmotorn 4 till huvud-växellådan 6. Genom att anordna ett på huvudväxellådan 6 inte visat kraftuttag kan enfrån fordonet 1 fristående komponent, såsom en kompressor drivas. Motsvarande neu- tralläge kan inställas hos växellådan 2 enligt den ovan visade första utföringsformen. 14 De vridmoment som under ett växlingsförlopp påverkar de båda synkroniseringsring-arna 36, 41 är riktade åt samma håll vid en viss rotationsriktning på den ingående axeln30, t.ex. vid körning framåt då den ingående axeln 30 har en bestämd rotationsriktning.Vid backning av fordonet 1 kommer rotationsriktningen på den ingående axeln 30 attomkastas, med påföljd att även det på synkroniseringsringarna 36, 41 verkande vrid-momentet ändrar riktning. För att underlätta synkroniserad växling vid både kömingframåt och bakåt är det önskvärt att spärrtändema 40 på synkroniseringsringama 36, 41har ändamålsenlig form, d.v.s. har sådan form att synkroniseringsringarna 36, 41 viduppnådd synkronisering kan vridas till ett läge som tillåter växeliläggning genom full-bordad axiell rörelse för respektive hylsa 31, 37. Denna utformning kan välj as alltefter behov och önskemål.

Den ovan beskrivna växellådan 2 är fördelaktig ur tillverknings- och monteringssyn-punkt, då erforderlig bearbetning av ingående delar är enkel och dessutom antalet in-gående delar är litet. Utformningen är vidare sådan att utrymmesbehovet i såväl axiellsom radiell led är ringa. Den beskrivna växellådan 2 kan användas även i andra sam-manhang än vad som har beskrivits ovan. Sålunda ar det t.ex. möjligt att utnyttja denvid hydrauliska automatväxellådor där ett flertal växellådor med planetväxlar sam-mankopplas med varandra. Uppfinningen kan vidare utnyttjas vid den typ av synkroni-seringsanordningar där ett flertal synkroniseringsringar är anordnade på ömse sidor om planetväxeln.

Angivna komponenter och särdrag som anges ovan kan inom ramen för uppfinningen kombineras mellan olika angivna utföringsformer.

Claims (15)

1. Växellåda för fordon, innefattande en planetväxel (14) med ett ringhjul (22), som påen inneryta är försett med kuggar ; två på var sin sida om planetväxeln (14) belägnaförsta och andra kopplingsringar (34, 35); och minst en första och andra synkronise-ringsring (36, 41), av vilka det finns åtminstone en synkroniseringsring (36, 41) mellanrespektive kopplingsring (34, 35) och planetväxeln (14), kännetecknad av att en första och andra axiellt förskjutbar hylsa (31, 37) är anordnade på ringhjulet (22), vilka hylsor (31, 37) är axiellt förskjutbara i förhållande till varandra och altema- tivt kan sammankopplas med kopplingsringama (34, 35) för olika växellägen.

2. Växellåda enligt krav 1, kännetecknad av att synkroniseringsringama (36) dels ärbegränsat vridbara relativt hylsorna (31, 37), dels har utvändiga spärrtänder (40), somvid växlingsrörelse spärrar respektive hylsas (31, 37) axiella förskjutning och sam- mankoppling med aktuell kopplingsring (34, 35) innan synkron rotation har uppnåtts.

3. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att respektive hylsa(31, 37) på en inneryta är försedd med bommar (33), vilka samverkar med motsvaran-de bommar (25) anordnade på en yttre periferi av ringhjulet (22) till bildande av ett axiellt förskjutbart splinesförband.

4. Växellåda enligt krav 3, kännetecknad av att bommarna (33, 25) på respektivehylsa (31, 37) och på ringhjulet (22) utbreder sig i en sned vinkel i förhållande till hyl- sornas (31, 37) och ringhjulets (22) rotationsaxlar.

5. Växellåda enligt krav 3, kännetecknad av att bommarna (33, 25) på respektivehylsa (31, 37) och på ringhjulet (22) utbreder sig parallellt med hylsornas (31, 37) och ringhjulets (22) rotationsaxlar.

6. Växellåda enligt krav 5, kännetecknad av att ett på solhjulet (18) lagrat axialstopp(56) anligger mot och är förbundet med ringhjulet (22), vilket axialstopp (56) förhind- rar ringhjulet (22) att förskjutas axiellt. 16

7. Växellåda enligt något av kraven 3 - 5, kännetecknad av att antalet bommar (33,25) på respektive hylsa (31) och på ringhjulet (22) överstiger antalet kuggar på ringhju-let (22).

8. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att respektive hylsa (31, 37) har en lägre massa än ringhjulets (22) massa.

9. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att synkroniserings-ringarna (36, 41) uppvisar en innerdiameter, som sammanfaller med eller överstiger ringhjulets (22) innerdiameter.

10. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att respektive hylsa(31, 37) har två invändiga, runtomlöpande spår (52), varvid ett väsentligen ringformigtspärrorgan (50), som är sammantryckbart i radiell led, är anordnat att förflyttas mellande i respektive hylsa (31) runtomlöpande spåren (52) vid förskjutning av hylsorna (31,37).

11. Växellåda enligt krav 10, kännetecknad av att vardera spärrorganet (50) är utfor-mat som en öppen, fjädrande ring (50) mellan vars fria ändar det i monterat läge förspärrorganet (50) i respektive hylsa (31, 37) finns en lucka, och att de fjädrande ring-arna (50) är anordnade att i viloläge i sitt spår (52) i respektive hylsa (31, 37) vara fjäd- rande fixerade i spåret (52).

12. Växellåda enligt krav 11 och 3, kännetecknad av att de fjädrande ringama (50) äranordnade att medelst bommarna (33) på respektive hylsa (31, 37) kunna tryckas ihop iradiell led då hylsoma (31, 37) förskjuts axiellt för att bringa aktuell synkroniserings-ring (36, 41) i anliggning mot sin kopplingsring (34, 36).

13. Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att planetväxeln (14) innefattar ett med en ingående axel (16) förbundet solhjul (18), en med en utgående 17 axel (26) förbunden planethjulshållare (20); och minst ett på planethjulshållaren (20)anordnat planethjul (24).

14. Växellåda enligt krav 14, kännetecknad av att den första kopplingsringen (34) ärförbunden med ett kring växellådan (2) anordnat växellådshus (12) och den andra kopplingsringen (35) är förbunden med solhjulet (18).

15. Fordon, kännetecknat av att det innefattar en växellåda (2) enligt något av kraven1-14.