SE0950673A1 - Frikoppling av drivning - Google Patents

Description

15 20 25 30 2 mellan den ordinarie drivaxeln och den till drivaxeln kopplade komponenten i drivlinan. Denna lösning med den ytterligare drivaxeln innebär dock att frikopplingsanordningen upptar ett avsevärt axiellt utrymme vilket i sin tur ökar drivaxelväxelns axiella längd.

Det föreligger således ett behov av en anordning för frikoppling av ett fordons hjulaxeldrivning som tar ett begränsat utrymme i anspråk samt klarar överföring av stora vridmoment.

Sammanfattninq av uppfinningen Föreliggande uppfinning har till syfte att tillhandahålla en frikopplingsanordning som tillgodoser ovan beskrivna behov.

Syftet uppnås genom en anordning enligt det självständiga patentkravet.

Anordningen för frikoppling av ett fordons hjulaxeldrivning är avsedd att placeras i anslutning till en drivaxel för att frikoppla/inkoppla en driven enhet till vilken drivaxeln är kopplad och innefattar: - åtminstone ett lager monterat kring drivaxelns ände; - en medbringare kopplad till enheten, eller drivaxeln, och vilken har en inre hålighet tillräckligt stor för att placeras omslutande drivaxelns ände samt lagret och vilken är infäst i lagret så att den är fritt roterbar relativt drivaxeln; - en kopplingsring rotationskopplad till drivaxeln samt axiellt rörlig relativt drivaxeln; - en kopplingsgaffel vilken är anordnad åtminstone delvis omslutande kopplingsringen och vilken är axiellt rörlig relativt drivaxeln; och - ett aktiveringsdon verkande på kopplingsgaffeln för att förflytta denna i axiell riktning längs drivaxeln; Vid inkoppling av drivaxeln till enheten förflyttar aktiveringsdonet kopplingsgaffeln samt kopplingsringen axiellt mot medbringaren så att drivaxeln rotationskopplas till medbringaren och enheten via kopplingsringen. 10 15 20 25 30 3 Denna anordning har fördelen att den kan placeras i anslutning till en från en växellåda utgående drivaxel separerad från växellådan. Detta är en stor fördel då anordningen på ett enkelt sätt kan kombineras med redan befintliga växellådor utan att dessa behöver genomgå tidskrävande och kostsamma modifieringar.

Anordningens placering separerad från växellådan innebär dessutom att det tillgängliga utrymmet för de i anordningen ingående delarna är avsevärt större vilket i sin tur möjliggör att de ingående delarna kan dimensioneras för att motstå de stora krafter som överförs via drivaxeln på tyngre fordon.

Anordningen kan dessutom på ett enkelt sätt monteras i redan befintliga fordon genom att den inte behöver integreras i växellådan eller drivaxelväxeln för att fungera på ett tillfredställande sätt.

Ytterligare en stor fördel med anordningen enligt uppfinningen är att den kan införas på befintliga konstruktioner då den axiella längden på drivaxeln kan hållas oförändrad och medbringarens anslutning till den drivna enheten innebär väsentligen enbart en något kortare drivaxel för överföring av vridkraft från medbringaren till nämnda enhet. Detta möjliggörs bl a genom att frikopplingsanordningen är placerad runt drivaxels ände.

Anordningen enligt uppfinningen är genom att den är separerad från växellådan dessutom mycket enkel att komma åt vid till exempel service eller reparationer.

I en utföringsform av uppfinningen är medbringaren ansluten till ena delen av en kardanknut. Denna placering av anordningens och dess delar resulterar i minimala ändringar av befintliga system som saknar denna in/urkopplingsmöjlighet. Denna placering ger dessutom att anordningen är helt separerad från växellådan eller drivningen i drivaxelns motsatta ände.

I en utföringsform av anordningen är de mot varandra vända sidorna av medbringaren och kopplingsringen försedda med korresponderande kuggar. 10 15 20 25 30 4 Detta är en utföringsform som ger en tillförlitlig sammankoppling av medbringare och kopplingsring och som möjliggör kraftöverföring på ett tillfredställande sätt.

I en utföringsform av anordningen är kopplingsringen rotationskopplad till axeln via en mellanliggande del och med hjälp av ett splinesförband som tillåter att kopplingsringen kan förflyttas axiellt relativt axeln. Denna utföringsform ger de för anordningens funktion viktiga egenskaperna i infästningen samtidigt som kuggkrafterna vid vridkraftöverföring hålls på rimlig nivå.

I en utföringsform av anordningen är kopplingsgaffeln förhindrad att rotera med kopplingsringen och axeln. Denna utföringsform resulterar i en enkel och funktionell produkt.

I en utföringsform av anordningen drivs aktiveringsdonet av tryckluft eller en elmotor och verkar i axiell riktning mot kopplingsgaffeln då kopplingsringen skall inkopplas respektive frånkopplas från medbringaren. Tryckluft används i många fordon till tillexempel bromssystem etc. och det är därför bra att använda redan befintliga system.

I en utföringsform av anordningen är kopplingsgaffeln i ingrepp med kopplingsringen runt ett spåri kopplingsringens yttre periferi. Denna utformning av delarna resulterar i en enkel och tillförlitlig lösning där kopplingsgaffeln glider i spåret i kopplingsringens yttre periferi.

Den föreliggande uppfinningen avser även fordon innefattande åtminstone en växellåda och en därifrån utgående drivaxel samt en anordning enligt någon av uppfinningens utföringsformer. Den föreliggande uppfinningen ger stora fördelar när den monteras i till exempel lastbilar med tandemdrift då den kan användas för att frikoppla drivaxlar som ej behövs, och därigenom reducera fordonets bränsleförbrukning. 10 15 20 25 30 5 I en utföringsform av fordonet är anordningen placerad i anslutning till en kardanknut. Denna placering och utformning innebär att få av fordonets övriga komponenter behöver modifieras för att införa anordningen i redan utformade fordon.

Kort figurbeskrivning Uppfinningen förklaras mer i detalj nedan med hänvisningar till ritningsfigur 1 vilken visar anordningen i genomskärning schematiskt.

Utförliq beskrivninq av uppfinningen I figur 1 visas en första utföringsform av anordningen 10 för frikoppling/inkoppling av en drivaxel 11 till en ej visad enhet. Den visade utföringsformen av anordningen 10 innefattar två lager 12 vilka är monterade kring drivaxeln 11 nära dess ände 13 för att lagrat uppbära en medbringare 14.

Medbringaren 14 har större ytterdiameter än drivaxeln 11 samt en inre hålighet vars diameter är större än de två lagrens 12 ytterdiameter så att medbringaren kan placeras på sådant sätt att den omsluter drivaxelns 11 ände 13 och dess ändmutter. Medbringaren 14 är infäst i lagren 12 och är således fritt roterbar relativt drivaxeln 11 _ Medbringarens 14 ände är runt hela dess omkrets försedd med kuggbanor 18 och den motsatta änden av medbringaren 14 vilken är vänd från drivaxeln 11 utgör i denna utföringsform en del av en kardanknut vilken används för drivkraftöverföring och vinkelkorrigering i ett transmissionssystem.

Anordningen innefattar vidare en kopplingsring 15 rotationskopplad till drivaxeln 11 samt axiellt rörlig relativt denna. Detta är möjligt via ett splinesförband vilket rotationskopplar kopplingsringen 15 till axeln 11 samtidigt som den tillåts glida längs splinesförbandet. Detta förband utgörs av axiellt löpande bommar eller räfflor räfflor, vanligen kallade splines utformade på de mot varandra vända ytorna på axeln 11 respektive kopplingsringen 15. Splinesen på respektive yta samverkar med varandra så att ringen 15 och axeln 11 kan förflyttas axiellt i förhållande till varandra men är förhindrade att rotera relativt varandra.

Kopplingsringen 15 anordnas antingen direkt runt drivaxeln 11 eller som i 10 15 20 25 30 6 figuren där det även finns en mellanliggande del 16 placerad mellan drivaxeln 11 och kopplingsringen 15. Delen 16 är i sin axiellt yttre ände lagringssäte för medbringarens 14 lagring 12 och har på sin radiellt yttre del splines, vilka samverkar med motsvarande splines på kopplingsringen 15 så att ringen 15 är axiellt förskjutbar relativt delen 16 längs splinesförbandet mellan dem. Läget i radiell led för splinesförbandet mellan delen 16 och kopplingsringen 15 är avpassat för att kuggkrafterna ska bli hanterbara på den axiella sträcka som splinesförbandet uppvisar.

Runt kopplingsringen 15 är en kopplingsgaffel 17 anordnad. Denna är utformad på sådant sätt att den åtminstone delvis omsluter kopplingsringen 15.

Kopplingsgaffeln 17 är precis som kopplingsringen 15 axiellt rörlig relativt drivaxeln 11. Kopplingsgaffeln 17 är i ingrepp med kopplingsringen 15 via ett spår i kopplingsringens ytteryta och har som uppgift att vid in/frånkoppling förflytta kopplingsringen 15 mellan ett läge i ingrepp med medbringaren och ett läge frikopplad från medbringaren. Kopplingsgaffeln 17 är förankrad ifast omgivande struktur.

Anordningen innefattar dessutom ett aktiveringsdon 20 verkande på kopplingsgaffeln 17 för att förflytta denna, och därigenom även den i kopplingsgaffeln förankrade kopplingsringen 15, i axiell riktning längs drivaxeln 11. Aktiveringsdonet 20 kan ha olika utformning så länge det genererar den nödvändiga förflyttningen av kopplingsgaffeln 17 och tillhörande kopplingsring i önskad riktning.

Då drivningen av den drivna enheten ej är inkopplad sker inget ingrepp mellan kuggarna 19 på kuggringen 15 och medbringarens 14 kuggbanor 18. Drivaxelns rotation överförs därigenom ej till medbringaren 14. Vid inkoppling av drivaxeln 11 till den ej visade enheten som skall drivas aktiveras aktiveringsdonet 20 via ej visade styrdon så att det förflyttar kopplingsgaffeln 17 i axiell riktning från aktiveringsdonet 20. Kopplingsgaffelns 17 förflyttningen genererar då, tack vara ingreppet mellan kopplingsgaffel 17 och kopplingsring 15, även en förflyttning av kopplingsringen 15 i axiell riktning mot medbringaren 14. När 10 15 20 25 7 kopplingsringen 15 når medbringaren sammankopplas kuggbanorna 18 på medbringaren och kuggarna 19 på kopplingsringen 15 så att medbringaren 14 därigenom rotationslåses till drivaxeln 11 varpå erforderligt vridmomentet kan överförs från drivaxeln 11 till den ej visade drivna enheten via kopplingsringen 15 och medbringaren 14.

I figuren visas även ytterligare ett lager 21 för stabilisering av drivaxeln 11, ett omgivande hölje 22 för att skydda de i anordningen 10 ingående delarna samt en struktur 23 i vilken anordningen är förankrad. Det ska noteras att såväl själva medbringaren 14 som dess i och urkoppling via kopplingsringen 15 och därmed samverkande delar är belägna på drivaxelns 11 ände axiellt utanför lagret 21.

Medbringaren 14 är roterbar relativt tätningselement som vid medbringarens 14 yttre radiella yta tätar mot höljet 22.

Uppfinningen har beskrivits utifrån en utföringsform men anordningen och utformningen av de ingående delarna kan modifieras utan att uppfinningstanken frångås. Till exempel kan: - Utformningen av delarna kan modifieras.

- Ytterligare delar eller komponenter kan tillföras för att optimera anordningen till en specifik applikation.

- Anordningens specifika placering i befintliga system kan alterneras utifrån rådande förutsättningar så som tillgängligt utrymme. Även om uppfinningen beskrivits utifrån några exemplifierande utföringsformer är uppfinningen inte begränsad till dessa utan definieras utifrån de medföljande patentkraven.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 PATENTKRAV Anordning (10) förfrikoppling av ett fordons hjulaxeldrivning, nämnda anordning är avsedd att placeras i anslutning till en drivaxel (11) för att frikoppla/inkoppla en driven enhet till vilken drivaxeln (11) är kopplad, nämnda anordning (10) innefattar: - åtminstone ett lager (12) monterat kring drivaxelns (11) ände (13); - en medbringare (14) kopplad till enheten, eller drivaxeln, och vilken har en inre hålighet tillräckligt stor för att placeras omslutande drivaxelns ände (13) samt lagret (12) och vilken är infäst i lagret (12) så att den är fritt roterbar relativt drivaxeln (11); - en kopplingsring (15) rotationskopplad till drivaxeln (11) samt axiellt rörlig relativt drivaxeln (11); - en kopplingsgaffel (17) vilken är anordnad åtminstone delvis omslutande kopplingsringen (15) och vilken är axiellt rörlig relativt drivaxeln (11); och - ett aktiveringsdon (20) verkande på kopplingsgaffeln (17) för att förflytta denna i axiell riktning längs drivaxeln (11); varvid aktiveringsdonet (20) vid inkoppling av drivaxeln (11) till enheten förflyttar kopplingsgaffeln (17) samt kopplingsringen (15) axiellt mot medbringaren (14) så att drivaxeln (11) rotationskopplas till medbringaren (14) och enheten via kopplingsringen (15). Anordning (10) enligt krav 1, kännetecknad av medbringaren (14) är ansluten till ena delen av en kardanknut. Anordning (10) enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att de mot varandra vända sidorna av medbringaren (14) och kopplingsringen (15) ärförsedda med korresponderande kuggar. Anordning (10) enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopplingsringen (15) är rotationskopplad till drivaxeln (15) med hjälp av ett spline-förband som tillåter att kopplingsringen (15) kan förflyttas 10 15 20 25 30 10. axiellt relativt drivaxeln (11). Anordning (10) enligt patentkravet 4 kännetecknad av att splinesförbandet är utformat mellan kopplingsringen (15) och en relativt drivaxeln (11) mellanliggande del 16, vilken del 16 i sin tur är vridkraftöverförande anordnat på drivaxeln (1 1) och uppbär en lagring (12) för medbringaren (14). Anordning (10) enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopplingsgaffeln (17) ärförhindrad att rotera med kopplingsringen (15) och drivaxeln (11). Anordning (10) enligt något av föregående krav, kännetecknad av att aktiveringsdonet (20) drivs av tryckluft eller en elmotor och verkar i axiell riktning mot kopplingsgaffeln (17) då kopplingsringen (15) skall inkopplas respektive frånkopplas från medbringaren (14). Anordning (10) enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kopplingsgaffeln (17) äri ingrepp med kopplingsringen (15) runt ett spår i kopplingsringens (15) yttre periferi. Fordon innefattande åtminstone en växellåda eller axelväxel och en därifrån utgående drivaxel samt en anordning (10) enligt något av patentkraven 1 till 7 placerad separerad från växellådan eller axelväxeln. Fordon enligt krav 9, där anordningen (10) är placerad i anslutning till en kardanknut för överföring av drivkraft mellan en första och en andra drivande hjulaxel.