SE540199C2 - Dubbelkopplingsväxellåda med en synkroniseringsanordning samt fordon med en sådan dubbelkopplingsväxellåda - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en dubbelkopplings växellåda (6) innefattande en första axel (16) och en andra axel (22) anordnade koaxiellt i förhållande till varandra, ett första kugghjul (14) anordnat på den första axeln (16), ett andra kugghjul (20) anordnat på den andra axeln (22), och en sidoaxel (42) på vilken ett första och ett andra kugghjulselement (38, 40) är roterbart lagrade, varvid det första och andra kugghjulet är i ingrepp med det första respektive andra kugghjulselementet. Vidare innefattar dubbelkopplingsväxellådan (6) en synkroniseringsanordning som innefattar ett första bromshjul (12) för ingrepp med det första kugghjulet (14), ett andra bromshjul (18) för ingrepp med det andra kugghjulet (20), vilket första kugghjul (14) är anordnat att driva det första bromshjulet (12), och vilket andra kugghjul (20) är anordnat att driva det andra bromshjulet (18). Ett bromselement (24) är anordnat mellan det första och andra bromshjulet (12, 18), vilket bromselement (24) är anordnat att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra axeln (16, 22) när bromselementet (24) utövar ett bromsmoment mellan det första och andra bromshjulet (12, 18). Uppfinningen avser också ett fordon (1), som innefattar en sådan växellåda (6).

Description

Dubbelkopplingsväxellåda med en synkroniseringsanordning samt fordon med en sådan dubbelkopplingsväxellåda UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Uppfinningen avser en dubbelkopplingsväxellåda enligt ingressen till patentkravet 1, och ett fordon med en sådan dubbelkopplingsväxellåda enligt ingressen till patentkravet 8.

En växellåda innehåller ett stort antal samverkande komponenter, som påverkar växellådans geometriska form och vikt. För det fall växellådan är monterad i ett fordon kommer växellådans längd och vikt att påverka hela fordonets längd och vikt. Komponenternas antal påverkar också växellådans funktion. Synkroniserade växellådor, som innehåller ett stort antal växelsteg innehåller i vissa fall ett flertal synkroniseringsringar, vilka har till uppgift att åstadkomma en synkron växling mellan olika växelsteg.

En växellåda av dubbelkoppling styp, innefattar en första och andra huvudaxel på vilka ett antal kugghjul är anordnade. En sådan växellåda innehåller också en första och andra sidoaxel på vilka ett antal kugghjulselement är anordnade. Kugghjulen på den första och andra huvudaxeln samverkar med kugghjulselementen på den en första och andra sidoaxeln, då in och urkoppling av axlar, kugghjul och kugghjulselement sker synkront med hjälp av synkroniseringsringar. Synkroniseringsringama inverkar på växellådans längd, vilket medför att växellådans vikt ökar.

I förekommande fall kompletteras växellådan med en retarder och en rangeväxellåda, vilka också innehåller synkroniseringsringar.

Dokumentet EP-B 1-2322822 avser en dubbelkopplingsväxellåda, som innefattar två huvudaxlar och två sidoaxlar på vilka ett antal kugghjul och kugghjulselement är anordnade.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar finns ett behov att vidareutveckla en synkroniseringsanordning för en växellåda, så att växellådan och därmed det fordon i vilket växellådan är monterad kan utföras kortare och med lägre vikt, vilket skulle medföra en kostnadsbesparing vid tillverkning av både växellådan och fordonet samt en besparing av drivmedel för drift av fordonet. Om fordonets förbrukning av drivmedel kan minskas finns även förutsättningar att minska utsläpp av emissioner från fordonet.

Syftet med föreliggande uppfinning är således att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en växellåda, som medför en begränsad längdutbredning hos växellådan.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en växellåda, som medför en låg vikt hos växellådan. Ännu ett syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en synkroniseringsanordning för en växellåda, som medför en ökad livslängd hos växellådan.

Dessa syften uppnås med en dubbelkopplingsväxellåda med en synkroniseringsanordning av det i inledningen nämnda slaget, vilkenkännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet 1.

Genom att ersätta synkroniseringsringama med synkroniseringsanordningar, som innefattar ett bromselement mellan det första och andra bromshjulet, kan den första och andra axeln bromsas till lämpligt varvtal, så att en synkron växling mellan två växelsteg kan utföras i växellådan.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan bromselementet utgöras av en lamellbroms, vilken kan styras pneumatiskt eller hydrauliskt. Åtminstone en varvtalsgivare kan vara kopplad till den första och den andra axeln för att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln och för att därmed avgöra styrningen av synkroniseringsanordningama när växling mellan olika växellägen skall utföras.

Genom manövrering av synkroniseringsanordningen kan enligt en utföringsform av uppfinningen även varvtalet till en rangeväxellådas ingående axel styras, så att växling mellan de olika växellägena i rangeväxellådan kan ske utan inverkan och behov av synkroniseringsringar.

Som ett exempel kan en traditionell dubbelkoppling sväxellåda med åtta synkroniseringsringar ersättas med fyra synkroniseringsanordningar enligt uppfinningen. Därmed kan växellådans storlek, vikt och tillverkningskostnad minskas med hjälp av den föreslagna uppfinningen. Genom att kombinera en dubbelkoppling sväxellåda med en rangeväxellåda kan ett mycket stort antal växelsteg erhållas, vilket medför ökad manövrerb arhet hos ett fordon. När dubbelkoppling sväxellådan kombineras med en rangeväxellåda kan rangeväxellådans synkroniseringsringar uteslutas, vilket medför minskad storlek, vikt och tillverkningskostnad hos rangeväxellådan. En ökad livslängd hos dubbelkopplings växellådan och rangeväxellådan kan också förväntas.

Ovan angivna syften uppnås även med ett fordon av det i inledningen nämnda slaget, vilket kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet 8.

Ytterligare egenskaper och fördelar med uppfinningen framgår av efterföljande beskrivningsexempel.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, en föredragen utföringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar i en schematisk sidovy ett fordon innefattande en växellåda enligt föreliggande uppfinning, Fig. 2 visar en delvy av växellådan innefattande en synkroniseringsanordning enligt föreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en delvy av växellådan enligt fig. 2 i ett annat snittplan, och Fig. 4 visar en delvy av växellådan enligt föreliggande uppfinning försedd med en rangeväxellåda.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM AV UPP-FINNINGEN Fig. 1 visar ett fordon 1 i en schematisk sidovy, vilket fordon 1 är försett med en förbränningsmotor 2, som driver fordonets 1 drivhjul 4 via en växellåda 6 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 6 är kopplad till drivhjulen 4 via en konventionell transmission innefattande bland annat en kardanaxel 8.

Fig. 2 visar en delvy genom av växellådan 6, som innefattar en synkroniseringsanordning 10 enligt föreliggande uppfinning. Synkroniseringsanordningen 10 innefattar ett första bromshjul 12 för ingrepp med ett första kugghjul 14 på en första axel 16 samt ett andra bromshjul 18 för ingrepp med ett andra kugghjul 20 på en andra axel 22. Det första kugghjulet 14 är anordnat att driva det första bromshjulet 12 och det andra kugghjulet 20 är anordnat att driva det andra bromshjulet 18. Synkroniseringsanordningen 10 innefattar också ett bromselement 24 i form av en lamellbroms 24, som är anordnad mellan det första och andra bromshjulet 12, 18. Lamellbromsen 24 har till uppgift att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra axeln 16, 22 genom att utöva ett bromsmoment mellan det första och andra bromshjulet 12, 18. Vid en förutbestämd varvtalsskillnad mellan den första och andra axeln 16, 22 eller när den första och andra axeln 16, 22 står stilla eller roterar med samma varvtal sker en växling mellan olika växelsteg i växellådan 6. För att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln 16, 22 minst en varvtalssensor 26 är anordnad vid den första och andra axeln 16, 22. Som ett alternativ kan den första och andra axeln 16, 22 vara försedda med var sin varvtalssensor. Med vetskap om varvtalet hos den första och andra axeln 16, 22 kan den första och andra axeln 16, 22 med hjälp av synkroniseringsanordningen 10 bromsas till ett varvtal och en varvtalsskillnad som medger synkron växling mellan två växelsteg i växellådan 6.

Det första bromshjulet 12 är anordnat på en första bromsaxel 28 och det andra bromshjulet 18 är anordnat på en andra bromsaxel 30, vilka bromsaxlar 28, 30 är koaxiella och roterbart lagrade i växellådan 6. Den första och andra bromsaxeln 28, 30 är förbunden med lamellbromsen 24. Det första och andra bromshjulet 12, 18 är försedda med kuggar 32 för ingrepp med det respektive första och andra kugghjulet 14, 20. Därmed kommer bromshjulen 12, 18 enligt den visade utföringsformen att vara utformade som kugghjul eller kuggkransar.

Växellådan 6 enligt det visade utföringsexemplet är en dubbelkoppling sväxellåda, där den första och andra axeln 16, 22 är koaxiellt anordnade i förhållande till varandra. Den första och andra axeln 16, 22 kan växelvis medelst en koppling sanordning 34 sammankopplas och frånkopplas förbränningsmotorns 2 drivaxel 36. Det första kugghjulet 14 är enligt den i fig. 2 visade utföringsformen anordnat på den första axeln 16 och det andra kugghjulet 20 är anordnat på den andra axeln 22.

Fig. 3 visar en delvy av växellådan 6 enligt fig. 2, men i ett annat snittplan. Av fig. 3 framgår att det första och andra kugghjulet 14, 20 är i ingrepp med respektive första och andra kugghjulselement 38, 40, som är roterbart lagrade på en sidoaxel 42. Genom att bromsa den första och andra axeln 16, 22 till lämpligt varvtal kan kugghjulselementen 38, 40 på sidoaxeln 42 inoch urkopplas med sidoaxeln 42 medelst manöverhylsor 44, som styrs av inte visade manövergafflar. Därmed kan olika växellägen erhållas i växellådan 6. 1 en dubbelkopplingsväxellåda 6 är fler än en sidoaxel 42 anordnade beroende på antal växelsteg. Dock är enbart en sidoaxel 42 visad på figurerna. För det fall fler sidoaxlar 42 är anordnade i växellådan 6 är företrädesvis även fler synkroniseringsanordningar 10 enligt uppfinningen anordnade i växellådan 6. Som ett exempel kan en traditionell dubbelkoppling sväxellåda med åtta synkroniseringsringar ersättas med fyra synkroniseringsanordningar 10 enligt uppfinningen. Därmed kan växellådans 6 storlek, vikt och tillverkningskostnad minskas.

Genom att kombinera dubbelkopplingsväxellådan 6 med en rangeväxellåda 46 kan ett mycket stort antal växelsteg erhållas, vilket medför ökad manövrerb arhet hos fordonet 1. När dubbelkopplingsväxellådan 6 kombineras med en rangeväxellåda 46 kan även rangeväxellådans 46 synkroniseringsringar uteslutas, vilket medför minskad storlek, vikt och tillverkningskostnad hos rangeväxellådan 46. En ökad livslängd hos dubbelkopplingsväxellådan 6 och rangeväxellådan 46 kan också förväntas när traditionella synkroniseringsringar ersätts av synkroniseringsanordningama 10 enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar en delvy av växellådan enligt uppfinningen. En rangeväxelåda 46 är anordnad vid växellådans 6 utgående axel. Rangeväxellådan 46 innefattar en planetväxel 48 med ett solhjul 50, en planethjulshållare 52 på vilken planethjul 54 är lagrade samt ett axiellt förskjutbart ringhjul 56. Enligt den i fig. 4 visade utföringsformen utgör den första axeln 16 solhjulet 50 i rangeväxellådan 46, vilket solhjul 50 är i ingrepp med synkroniseringsanordningens 10 första bromshjul 12. Den andra axeln 22 utgör planethjulshållaren 52, vilken är lagrad på den första axeln 16. Planethjulshållaren 52 är i ingrepp med det andra bromshjulet 18, varvid synkroniseringsanordningen 10 är utformad att styra solhjulet 50 och planethjulshållaren 52 till en varvtalsskillnad, som medger ringhjulet 56 att föras i ingrepp med planethjulshållaren 52 eller med ett kring rangeväxellådan 46 anordnat växellådshus 58 beroende på om rangeväxellådan 46 skall växlas till låg eller högväxel. Den axiella förskjutningen av ringhjulet 56 åstadkommes med en inte visad manövergaffel.

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

Claims (8)

Patentkrav

1. Dubbelkoppling sväxellåda (6) innefattande: en första axel (16) och en andra axel (22) anordnade koaxiellt i förhållande till varandra, ett första kugghjul (14) anordnat på den första axeln (16), ett andra kugghjul (20) anordnat på den andra axeln (22), och en sidoaxel (42) på vilken ett första och ett andra kugghjulselement (38, 40) är roterbart lagrade, varvid det första och andra kugghjulet är i ingrepp med det första respektive andra kugghjulselementet, varvid dubbelkoppling slådan kännetecknas av att den vidare innefattar en synkroniseringsanordning (10) innefattande: ett första bromshjul (12) för ingrepp med det första kugghjulet (14), ett andra bromshjul (18) för ingrepp med det andra kugghjulet (20), vilket första kugghjul (14) är anordnat att driva det första bromshjulet (12), och vilket andra kugghjul (20) är anordnat att driva det andra bromshjulet (18), ett bromselement (24) som är anordnat mellan det första och andra bromshjulet (12, 18), vilket bromselement (24) är anordnat att minska varvtalsskillnaden mellan den första och andra axeln (16, 22) när bromselementet (24) utövar ett bromsmoment mellan det första och andra bromshjulet (12, 18).

2. Dubbelkoppling sväxellåda enligt krav 1, kännetecknad av att det första bromshjulet (12) är anordnat på en första bromsaxel (28) och det andra bromshjulet (18) är anordnat på en andra bromsaxel (30), vilka bromsaxlar (28, 30) är koaxiella och roterbart lagrade i växellådan (6).

3. Dubbelkoppling sväxellåda enligt krav 2, kännetecknad av att den första och andra bromsaxeln (28, 30) är förbunden med bromselementet (24).

4. Dubbelkoppling sväxellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det första och andra bromshjulet (12, 18) är försedda med kuggar (32) för ingrepp med det respektive första och andra kugghjulet (14, 20).

5. Dubbelkoppling sväxellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att minst en varvtalssensor (26) är anordnad att avkänna varvtalet hos den första och andra axeln (16, 22).

6. Dubbelkoppling sväxellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första axeln (16) är förbunden med ett solhjul (50) i en rangeväxellåda (46), vilket solhjul (50) är i ingrepp med det första bromshjulet (12), och den andra axeln (22) är förbunden med en på solhjulet (50) lagrad planethjulshållare (52) i rangeväxellådan (46), vilken planethjulshållare (52) är i ingrepp med det andra bromshjulet (18), varvid synkroniseringsanordningen (10) är utformad att styra solhjulet (50) och planethjulshållaren (52) till en varvtalsskillnad, som medger ett hos rangeväxellådan (46) anordnat ringhjul (56) att föras i ingrepp med planethjulshållaren (52) eller med ett kring rangeväxellådan (46) anordnat växellådshus (58) beroende på om rangeväxellådan (46) skall växlas till låg eller högväxel.

7. Dubbelkoppling sväxellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att bromselementet (24) är en lamellbroms.

8. Fordon (1), kännetecknat av att det innefattar en dubbelkopplingsväxellåda (6) enligt något av föregående krav.