SE463477B - Synkroniseringsanordning vid en planetvaexel - Google Patents

Description

465 477 10 15 20 25 30 35 som en tillsatsväxellåda medför detta att synkronisering enbart är möjlig vid framåt och vid hackning.

Möjligheterna är begränsade att utnyttja en dylik planetväxel i körning således ej andra applikationer, exempelvis i en av flera planetväxlar bestående växellåda med omväxlande rotationsriktningar. även ur tillverknings- och monteringssynpunkt är denna kända planetväxel ogynnsam, vilket även medför att det är en förhållandevis kostsam lösning.

I patentansökan SE 7807692-4 beskrivs en annan utföringsform där vardera av synkroniseringsringarna är förbunden med en plätkrans utformad med axiella, fjädrande tungor. Dessa tungor ingriper i invändiga runtomgående spår i ringhjulet och är avsedda att dels förbinda respektive med spärrverkan ringhjulet med synkroniseringsring och dels dämpa relativa svängningsrörelser mellan ringhjulet och synkroniseringsringarna. Utformningen av spår i ringhjulet inkräktar på dess kuggbanor, som således måste göras motsvarande större i axiell utsträckning vilket leder till att hela växelns dimensioner ökar i axiell utsträckning.

I patentskriften DE 17 50 546 beskrivs ytterligare en utföringsform där synkroníseringsringarna är utformade med ett antal radiella ansatser ingripande i härför avsedda urtag på ringhjulets insida. med i utsträckning än ansatserna medges synkroniseringsringarna en viss relativ rotationsmöjlighet relativt ringhjulet. Emellertid anges Genom att utforma urtagen omkretsriktningen längre inget närmare om hur denna relativa roteringsmöjlighet sker.

Utformningen av de invändiga urtagen i ringhjulet begränsar ringhjulets kuggar i motsvarande utsträckning. För att under alla säkerställa kuggingrepp planethjulen, pmåste urtagen placeras tillräckligt långt axiellt från planethjulen. Detta leder till att ringhjulet erhåller en lång axiell utsträckning, omständigheter mellan ringhjul och Båda de sistnämnda utföringsformerna har vidare ringhjulet förbindningsbart med den utgående axeln för att åstadkomma direktväxling. Detta är ur kraftfördelningssynpunkt ogynnsamt eftersom växeln då utsätts internt för höga krafter. 10 15 20 25 30 35 463 477 Föreliggande uppfinning har till ändamål att åstadkomma en synkroniseríngsanordning för en planetväxel som ei uppvisar de Uppfinningen avser således en planetväxel som är fördelaktig ur kraftfördelningssynpunkt, kort axiell längd, synkroniserad växling oberoende av rotationsriktning, medger enkel ovannämnda nackdelarna hos kända lösningar. medger medger och billig tillverkning och montering samt förhindrar att växling helt kan genomföras innan synkron drift uppnåtts. Enligt uppfinningen åstadkommes dessa ändamål genom att planetvâxeln utformas med de i bifogat patentkrav 1 angivna sârdragen.

Genom att anordna de uppfinningsenliga spârrkropparna i urtag i ringhjulet möjliggöres vid axiell kraftöverföring från ringhiulet till aktuell synkroniseringsring som därvid på i sig känt sätt vrides så att dess spârrtänder växlingsrörelser en förhindrar vâxlingsrörelse tills synkron rotation erhållits. Den bearbetning som erfordras för att åstadkomma urtagen är enkel och kan göras till låg kostnad i konventionella verktygsmaskiner.

Likaså är de ingående komponenterna av enkelt utförande, vilket totalt medför att hela anordningen blir billig. Genom att urtagen är utformade direkt i ringhjulet erfordras inget extra utrymme varken i axiell eller radiell utsträckning, vilket medför att hela planetväxeln kan göras kompakt.

Ytterligare uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av efterföljande beskrivningsexempel av en uppfinningen fördelaktig utföringsform. Beskrivningen göres med hänvisning till bifogade ritningar av vilka Figur 1 visar ett axiellt längdsnitt av en uppfínningsenlig planetväxel, Figur 2 visar en schematisk vy av samverkande kopplingständer vid synkronisering och sammankoppling, och Figur 3 visar ett radiellt delsnitt av planetväxelns ringhjul.

En planetvâxel 1 enligt uppfinningen exemplifíeras här av en tillsatsvâxellåda avsedd att anslutas till en huvudväxellåda i ett tyngre fordon, såsom en lastbil eller en buss. Tillsatsvâxellådan innefattar ett växellådshus inrymmande planetväxeln 1, som är 463 477 10 15 20 25 30 35 anordnad mellan en från huvudväxellådan ingående axel 2 och en från tillsatsvåxellådan utgående axel 3.

På den ingående axeln 2 är medelst splinesförband 4 vridfast anbringat ett i planetväxeln 1 ingående solhjul 5 utformat med utvändiga kuggar 6, vilka ingriper i fem omgivande planethiul 7.

Varje planethiul 7 är lagrat på en rörformad axeltapp 8 vilka är förbundna med en planethjulshållare 9. Denna planethjulshållare 9 är integrerad med planetväxelns 1 utgående axel 3. På solhiulet 5 är medelst kuggingrepp även vridfast anbringad en kopplingsring 10 som är utformad med utvändiga kopplingständer 11. Kopplingsringen 10 är axiellt positionerad till solhjulet 5 mellan en nedfasad kant 12 på solniulet 5 och en på ingående axeln 2 anordnad stödring 13.

Kopplíngsringen 10 är även utformad med en radiellt utåt riktad konisk friktionsyta 14 inåt riktad konisk friktionsyta 15 på en synkroniseringsring 16.

S01! är aVßedd Sâllwerkâ med En IIIOtSVaIBIIÜE Vâxellådshuset består av två halvor och i delningsplanet mellan dem är medelst ett antal styrstift och bultförband anfäst en ringformad reaktionsskiva 17 som är utformad med ett centrumhål. Vid nämnda centrumhål är medelst svetsförband 18 anbringad en kopplingsring 19 utformad med utvändiga kopplingständer 20. Kopplíngsringen 19 är även utformad med en utåt riktad konisk friktionsyta 21 som âr . avsedd samverka med en motsvarande inåt riktad konisk friktionsyta 22 på en synkroniseringsring 23. Denna synkroniseringsring 23 är identiskt lika med den tidigare vilka synkroniseringsringar 16,23 i utformad nämnda synkroniseringsringen 16, växellådan âr. anordnade spegelvända relativt varandra axiellt på Dessa är på konventionellt sätt omgivna av ett ringhiul 24 som är utformat med invändiga kuggar 25 ömse sidor om planethiulen 7. ingripande i planethiulen 7. Dessutom år ringhiulet 24 utformat med invändiga kopplingständer 26,27 i sina axiella ändar, vilka är avsedda samverka _med kopplingsringarnas 10,19 kopplingstânder 11,20. Med fördel âr, kopplingständer 26,27 och kuggar 25 integrerade med varandra. såsom visas i figur 2, ringhiulets 24 Ringhiulet 24 är 1 axiell riktning förskjutbart lagrat relativt planetniulen 7. Utvändigt är ringnjulet 24 utformat med ett 10 15 20 25 30 35 5' 465 477 ringformat spår 28, i vilket ingriper en ei visad kopplingsgaffel för att vid växling bibringa ringhjulet 24 axiell förskjutning.

Ringhjulet 24 är även vid vardera av sina axiella ändar utformat med ett jämnt antal, tolv, urtag vilka här gär exemplifierade av radiella hål 30 som vinkelfördelade utefter ringhiulets 24 omkrets såsom visas i figur 3. Vartdera hålet 30 inrymmer en spärrkropp, lämpligen i form av en kula 31. Vardera kulan 31 pressas under inverkan av ett fjäderorgan radiellt inåt. I detta exempel utgöres fiäderorganet av en väsentligen tangentiellt riktad bladfjäder 33, respektive ändar anligger mot två intill varandra liggande kulor 31. Bladfjädern 33 är därvid anfäst vid sin mitt medelst en axiell sprint 34, inrymd i ett härför anordnat axiellt hål 35 i ringhiulet 24. I detta exempel i vilket ingår tolv kulor 31 i vardera änden av ringhiulet 24 ingår således sex bladfiädrar 33 i vardera änden av ringhjulet 24. exempelvis parvis är jämnt som i sina Såsom även framgår av figur 3 är hålen 30 i ringhiulet 24 orienterade mitt i dess kuggluckor 36. Hålen 30 är dessutom utformade med en bottenansats 32 som kvarhåller kulorna 31 i respektive hål 30, men som ändock medger att en del av respektive kula 31 kan skjuta ut i den motsvarande kuggluckan 36. Vid de kuggluckor 36 som på detta sätt är anordnade med kulor 31 är de båda synkroniseringsringarna 16,23 utformade med sig axiellt Dessa bommar 37 har dock en smalare respektive kugglucka 36 vilket medför att 16,23 med ett visst vridbart glapp kan utsträckande bommar 37. profilform än synkroniseringsringarna medbringas ringhjulet 24.

I radiell synkroniseringsringarnas 16,23 respektive bommar 37 en ansats 38 som avdelar en axiellt inre del 39 från en axiellt yttre del 40. Såsom framgår av figur 1 befinner inre delen 39 på en mindre radie än den yttre delen 40. I riktning uppvisar sig den monterat tillstånd såsom visas i figur 1 anligger kulorna 31 under bladfjädern 33 mot bommarna 37 på respektive Den högra sidans kulor 31 anligger inverkan av synkroniseringsríng 16,23. därvid mot den inre delen 39 av den högra synkroniseringsringens 23 463 477 10 15 20 25 30 35 inre del 39 medan den vänstra sidans kulor 31 anligger mot den vänstra synkroniseringsringens 16 yttre del 40.

Synkronseringsringarna 16,23 är vidare utformade med utvändiga spärrtânder 41,42 som konventionellt sätt spärrar växlingsrörelsen innan synkron rotation uppnåtts. Spärrtânderna 41,42 är i sina axiella mot ringhjulet 24 sidoytor spetsformade och utformade med sneda flanker 43,44, under synkroniseringsförlopp pá vända men uppvisar för övrigt samma profilform som ringhjulets 24 invändiga kuggluckor 36.

Funktionen för den beskrivna planetväxeln 1 är den följande.

Figurerna 1 och 2 visar planetväxeln 1 med sitt högväxelomràde inkopplat. Ringhjulets 24 vänstra kopplingständer 26 ingriper därvid med kopplingständerna 11 på den vänstra kopplingsringen 10, varvid ringhjulet 24 är vridfast kopplat till solhjulet 5 och den ingående axeln 2. Den utgående axeln 3 kommer således att rotera med samma hastighet som den ingående axeln 2. Vid inkoppling av planetvâxelns 1 làgvâxelomrâde förskjutes ringhjulet 24 axiellt med hjälp av den i spåret 28 ingripande kopplingsgaffeln. I figurerna 1 och 2 sker denna förskjutning åt höger. Antages att växling från högväxelomràdet till lágväxelomràdet sker under drift kommer i högvâxelomrâdet ringhjulet 24 att rotera med en viss hastighet, medan den högra kopplingsringen 19 som är fast förbunden med vâxellàdshuset ej roterar.

Innan lágväxelomràdet kan inkopplas måste ringhjulets 24 rotation uppbromsas. Ringhjulets 24 rotation förutsâttes i högväxelomrádet ha en riktning motsvarande en uppátriktad rörelse i figur 2. Vid ringhjulets 24 förskjutning ät höger i figur 2 kommer efter en viss förskjutning ringhjulets 24 kopplingstânder 26 på den vänstra sidan att urkopplas ingrepp med den vänstra kopplingsringen 10 och således frànkopplas den ingående axeln 2. Samtidigt kommer kulorna 31 vid ringhjulets 24 högra sida som under växlingsförloppets början anligger mot den högra synkroniseringsringens 23 inre del 39 av respektive bom 37 att komma till anliggning mot respektive ansats 38 på synkroniseringsringen 23. Därigenom utövar ringhjulet 24 via kulorna 31 en axiell kraft pà synkroniseringsringen 23 som 10 15 20 25 30 35 463 477 koniska friktionsyta 22 kommer till glidande på den högra medför att dess anliggning mot kopplingsrngen 19. Synkroniseringsringen 23 utsätts därigenom för ett bromsande moment som medför att den vrides relativt ringhjulet 24 till ett läge där spärrtänderna 42 på densamma spärrar ringhjulets 24 fortsatta axiella förskjutning. När ringhjulets 24 kopplingständer 27 på detta sätt kommer till spärrande anliggning motsvarande friktionsyta 21 mot synkroniseringsríngens 23 spärrtânder 42, kommer även ringhjulet 24 utsättas för ett uppbromsande moment.

Efter det att synkron rotation uppnåtts, eller som det egentligen ' ringhjulets 24 rotation helt uppbromsats, är den som ringhiulets 24 kopplingstânder 27 utövar på 42 fasade sidoytor 43,44 tillräcklig för att vrida inpassar i är fråga om, axiella kraft spärrtändernas ringhjulet 24 ringhiulets 24 kuggluckor 36 och ei längre förhindrar ringhiulets Ringhjulet 24 kan därmed axiellt förskjutas till ett läge där spärrtänderna 42 24 axiella rörelse. till ingrepp med kopplingsringen 19 och sammankopplas vridfast med växellådshuset. Planetväxelns 1 lågväxelområde är således inkopplat och erhåller på i sig känt sätt en utväxling mellan den ingående axeln 2 och den utgående axeln 3.

Växling från lågvâxelområdet tillbaka till högväxelområdet sker på analogt sätt genom att ringhjulet 24 förskjutes åt vänster i figurerna 1 och 2. Om växling sker under drift är det nödvändigt att accelerera ringhiulet 24 till samma rotationshastighet som den ingående axeln 2. I likhet med vad som ovan angives förutsättes att den ingående axelns 2 rotation sker i en riktning som i figur 2 motsvarar en uppåtriktad rörelse. I lågväxelområdet roterar således den vänstra kopplingsringen 10, medan ringhjulet 24 ej roterar. Vid förskjutning åt vänster kommer den vänstra 16 spârrtånder 41 att spärra ringhjulets 24 ringhjulets 24 synkroniseringsringens förskjutning tills_ det att synkron rotation har uppnåtts. Under synkroniseringsförloppets initialskede ringhjulets 24 vänstra sida till anliggning mot motsvarande ansats 38, med följd anliggning mellan friktíonsytorna 14,15 på synkroniseringsringen 16 kommer kulorna 31 vid att synkroniseringsringen 16 genom glidande 465 477 8 10 15 20 25 30 35 och kopplingsringen 10 utsättes för ett moment som förvrider synkroniseringsringen 16 till ett spârrande läge. roterar rotation upnåtts Efter det att synkroniseringsringen 16 och ringhiulet 24 med samma hastighet som synkron kopplingsringen 10. Synkroniseringsringen 16 kan därigenom vridas relativt ringhiulet 24 till ett icke spärrande läge, som tillåter ringhiulet 24 att axiellt förskjutas och sammankopplas med kopplingsringen 10. verkar De moment under på de båda synkroniseringsringarna 16,23 alltid riktade åt samma håll för som växlingsförlopp respektive synkroniseringsring 16,23 förutsatt att den ingående axelns 2 rotationsriktning alltid är densamma. Detta är fallet vid körning framåt. Vid backning däremot roterar den ingående axeln 2 1 därvid rotationsriktningarna att vara omvända. motsatt riktning och kommer de beskrivna För att möjliggöra synkroniserad växling vid både körning framåt och bakåt är det erforderligt att de sneda flankerna 43,44 på spärrtänderna 41,42 är utformade symmetriskt, och såsom visas på bifogade figur 2. I alternativa utformningar av uppfinningen där behov av synkronisering enbart föreligger vid en rotationsriktning, är det möjligt att utnyttja spärrtänder där flankerna 43,44 är utformade asymmetriskt.

Den uppfinningsenliga planetväxeln 1 är ur tillverkningssynpunkt gynnsam. De bearbetningar som erfordras av ringhjulet 24 låter sig lätt göras i konventionella verktygsmaskiner. Likaså är monteringen enkel och medger att ringhjulet 24 helt kan förmonteras med kulor 31 och bladfjädrar 33 innan planetväxeln 1 monteras samman. Den att i axiell utsträckning är ringa och i radiell uppfinningsenliga utformningen medger planetväxelns utrymmesbehov utsträckning inte kräver något extra utrymme. Utformningen av den uppfinningsenliga planetväxeln 1 medger vidare att de koniska friktionsytorna 15,22 respektive 14,21 på synkroniseringsringarna 16,23 respektive kopplingsringarna 10,19 kan anordnas på ett stort radiellt avstånd från den ingående och utgående axeln 2,3. Detta 10 15 20 ”i 465 477 medför att de moment som under synkroniseringsförlopp orsakas av friktionskrafterna kan uppnå höga vården. Detta medför i sin tur att fríktionsytornas 14,15,21,22 dimensioner, särskilt 1 axiell utsträckning, kan hållas inom låga vården och att hela växellådan kan utformas förhållandevis kort.

Uppfinningen kan inom ramen av efterföljande patentkrav även modifieras och utformas annorlunda än vad som beskrivits i ovanstående exempel.

Sålunda âr den uppfinningsenliga planetvâxelns tillämpningsområde inte begränsat som en tillsatsvâxellåda, utan kan även utnyttjas i andra typer av växellådor, exempelvis hydrauliska automatvâxelládor där ett flertal planetvâxlar sammankopplas med varandra. Likaså kan andra konfigurationer av uppfinningen utnyttjas vid kopplingsmöjligheter mellan planetvâxelns delar och vâxellådans ingående och utgående axlar respektive vâxellàdshuset. utnyttja även vid de flertal Vidare år uppfinningen möjlig att synkroniseringsanordningar i vilka ingår ett synkroniseríngsringar på ömse sidor om planetvâxeln.

Claims (7)

465 477 ? 10 15 20 25 30 35 P A T E N T K R A V

1. Synkroniseringsanordning vid en planetvâxel (1) innefattande ett axiellt förskiutbart ringhiul (24), tvâ kopplingsringar (10,19) anordnade pá ömse sidor om planetvâxel (1) och med vilken ringhiulet (24) alternativt kan sammankopplas för att åstadkomma olika växellâgen, samt åtminstone tvâ synkroniseringsringar (16,23) anordnade mellan respektive kopplingsring (10,19) och planetvâxeln (1), vilka synkroniseringsringar (16,23) dels är anordnade begränsat roterbara relativt ringhiulet (24) och dels âr utformade med utvändiga spärrtânder (41,42) som vid vâxlingsrörelse spärrar ringhjulets (24) axiella förskjutning och sammankoppling med aktuell kopplingsring (10,19) innan synkron rotation föreligger, k ä n n e t e c k n a d a v att vid ringhjulets (24) båda axíella ändar är anordnat ett antal urtag (30), vartdera inrymmande en spärrkropp (31), att fjâderorgan (33) är anordnade att påverka spârrkropparna (31) radiellt inåt till anliggning mot respektive synkroniseringsring (16,23), och att respektive synkroniseringsring (16,23) är utformad med en radiell ansats (38) mot vilken respektive av spârrkropparna (31) kommer till anliggning vid ringhiulets (24) axiella förskjutningsrörelse mot respektive synkroniseringsring (16,23) för att överföra en axiell kraft från ringhiulet (24) till synkroniseringsringen (16,23) och därigenom åstadkomma kontakt mellan friktionsytor (14,15,21,22) på synkroniseringsringen (16,23) och kopplingsringen (10,19).

2. Synkroniseringsanordning enligt patentkrav 1, k â n n e t e o k n a d a v att spärrkropparna är utformade som kulor (31).

3. Synkroniseringsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att fiâderorganen är utformade som bladfjådrar (33) utstrâckande sig tangentiellt mellan tvâ intill varandra liggande urtag (30), få 10 15 20 25 /I Åf7 _f1l'7 eos 41/ att vardera bladfiäder (33) vid sin mitt är lagrande anfâst vid ringhiulet (24), och att vardera bladfjâder (33) vid sina respektive ändar anligger mot en spârrkropp (31).

4. Synkroniseringsanordning enligt patentkrav 1, k â n n e t e c k n a d a v att urtagen (30) är anordnade vid kuggluckor (36) i ringhiulet (24), och ' att synkroniseringsringarna (16,23) utformade med axiella bommar (37) ingripande med vridbart glapp vid dessa kuggluckor (36) år med respektive kugglucka (36).

5. Synkroniseringsanordning enligt patentkrav . 4, k ä n n e t e c k n a d a v att spârrkropparna (31) anligger mot respektive av bommarna (37) på synkroniseringsringarna (16,23).

6. Synkroniseringsanordning enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att ansatserna (38) är utformade i synkroniseringsringarnas (l6,23) bommar (37) mellan en axiellt inre del (39) och en axiellt yttre del (40) pà respektive bom (37). patentkrav 4,

7. Synkroniseringsanordning enligt k ä n n e t e c k n a d a v att vartdera av urtagen âr utformat som ett radíellt hål (30) i ringhiulet (24) och âr utformat med en bottenansats (32) som förhindrar spârrkroppen (31) att tryckas helt ut ur respektive hal (30).