SE465687B - VOEXELLAADA FOR MOTOR VEHICLES, WITH ANOTHER VEHICLE COMMON SYNCHRONIZING DEVICE - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 465 687 syftet med uppfinningen är att vid en växellåda av den typ som anges inledningsvis, och som vanligen används för personbilar, möjliggöra en i axiell led mera kompakt uppbyggnad, så att en kortare växellåda kan erhållas, eller alternativt fler växlar kan få plats i en växellåda med en viss längd. Dessutom är det önskvärt att uppnå en snabb och säker synkronisering mellan växellådans ingående och utgående axel vid samtliga växlar. The object of the invention is to enable a gearbox of the type initially indicated, and which is usually used for passenger cars, to enable a more compact construction in the axial direction, so that a shorter gearbox can be obtained, or alternatively more gears can fit in a gearbox of a certain length. In addition, it is desirable to achieve a fast and secure synchronization between the input and output shafts of the gearbox at all gears.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen därigenom att i syn- kroniseringsanordningen ingår ett första kugghjul, som drivs av den ingående axeln, och som samverkar med en första kopp- ling avsedd för bromsning av den ingående axeln via det första kugghjulet, och att i synkroniseringsanordningen ingår även ett andra kugghjul, som drivs av den utgående axeln. och som medelst en andra koppling kan kopplas till det första kugg- hjulet för att via detta accelerera den ingående axeln.This object is achieved according to the invention in that the synchronizing device comprises a first gear, which is driven by the input shaft, and which cooperates with a first clutch intended for braking the input shaft via the first gear, and that the synchronizing device also includes a second gear, which is driven by the output shaft. and which by means of a second clutch can be coupled to the first gear to accelerate the input shaft via this.

Genom manövrering av lämplig koppling kan god synkronisering uppnås både vid upp- och nedväxling.By operating a suitable clutch, good synchronization can be achieved both when shifting up and down.

Därvid kan det andra kugghjulet med fördel drivas av den ut-- gående axeln via ett på den ingående axeln roterbart lagrat kugghjul.In this case, the second gear can advantageously be driven by the output shaft via a gear rotatably mounted on the input shaft.

Det första och det andra kugghiulet kan med fördel vara anord- nade på en gemensam axel parallell med den ingående axeln, varvid det ena av de båda kugghjulen lämpligen är vridfast monterat på axeln medan det andra är roterbart lagrat på axeln. Härvid kan med fördel de båda friktionskopplingarna vara belägna mellan det första och det andra kugghjulet. Detta underlättar montering av ett för båda kopplingarna gemensamt manöverdon.The first and the second gear can advantageously be arranged on a common shaft parallel to the input shaft, one of the two gears being suitably mounted rotatably on the shaft while the other is rotatably mounted on the shaft. In this case, the two friction clutches can advantageously be located between the first and the second gear. This facilitates the installation of a common actuator for both couplings.

Ytterligare särdrag hos och fördelar med uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning med hänvisning till ett på bifoga- de ritning visat utföringsexempel, där figuren visar ett sche- matiskt längdsnitt genom en sexväxlad växellåda enligt upp- finningen. 10 15 20 25 30 35 465 687 På ritningen visas schematiskt en växellåda 1, som med sin in- gående axel 2 via en konventionell koppling 3 är kopplad till en motor 4. En utgående axel 5 är parallell med den ingående axeln 2 och är liksom denna roterbart lagrad i växellådans hus 6 via lämpliga lager (ej visade). Den visade växellådan har sex växlar framåt och en backväxel. med den högsta växeln be- lägen längst till vänster på ritningen.Further features and advantages of the invention appear from the following description with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawing, in which the figure shows a schematic longitudinal section through a six-speed gearbox according to the invention. 10 15 20 25 30 35 465 687 The drawing schematically shows a gearbox 1, which with its input shaft 2 is connected via a conventional coupling 3 to a motor 4. An output shaft 5 is parallel to the input shaft 2 and is like this rotatably mounted in the gearbox housing 6 via suitable bearings (not shown). The gearbox shown has six forward gears and one reverse gear. with the highest gear located on the far left of the drawing.

Den ingående axeln 2 är försedd med dels vridfast anordnade kugghjul 7, 8 och 9. vilka är i ingrepp med var sitt på den utgående axeln 5 roterbart anordnat kugghiul 10. 11 och 12, respektive, och dels roterbart anordnade kugghjul 13, 14 och 15, vilka är i ingrepp med var sitt på den utgående axeln 5 vridfast anordnat kugghjul 16, 17 och 18, respektive. Dessa 12 kugghjul 7-18 bildar tillsammans de sex olika växlarna framåt.The input shaft 2 is provided with gears 7, 8 and 9 arranged in a rotationally fixed manner, which are engaged in respective gears 10, 11 and 12, which are rotatably arranged on the output shaft 5, and gears 13, 14 and 15, respectively, which are rotatably arranged. , which are engaged with respective gears 16, 17 and 18 rotatably arranged on the output shaft 5, respectively. These 12 gears 7-18 together form the six different gears forward.

På den ingående axeln 2 finns även ett vridfast anordnat kugg- hjul 19, som via ett ej visat kugghjul är i ingrepp med ett på den utgående axeln 5 roterbart anordnat kugghjul 20 och till- sammans med detta bildar en backväxel.On the input shaft 2 there is also a rotationally arranged gear wheel 19, which via a gear (not shown) is in engagement with a gear 20 rotatably arranged on the output shaft 5 and together with this forms a reverse gear.

För låsning av de roterbart anordnade kugghjulen på respektive axel finns ett antal kopplingshylsor av i och för sig känd tYP. som genom axiell förskjutning kan bringas i ingrepp med tillhörande kugghjul. sålunda finns mellan kugghjulen 13 och 14 anordnat en kopplingshylsa 21, som genom axiell förskjut- ning kan bringas i ingrepp med endera kugghjulet för att låsa detta vridfast på axeln. På motsvarande sätt hör till kugg- hjulet 15 en kopplingshylsa 22, och till kugghjulen 20 och 10 en kopplingshylsa 23, samt till kugghjulen 11 och 12 en kopp- língshylsa 24. vid samtliga dessa kopplingshylsor och kugghjul saknas konventionella. individuella synkroniseringsanord- ningar, vilket medför att växellådans längd kan minskas eller att flera växlar än normalt kan få plats på en given längd.For locking the rotatably arranged gears on each shaft, there are a number of coupling sleeves of a type known per se. which can be brought into engagement with the associated gears by axial displacement. thus, a coupling sleeve 21 is arranged between the gears 13 and 14, which coupling can be brought into engagement with either gear by axial displacement in order to lock it rotatably on the shaft. Correspondingly, to the gear wheel 15 a coupling sleeve 22, and to the gears 20 and 10 a coupling sleeve 23, and to the gears 11 and 12 a coupling sleeve 24. in all these coupling sleeves and gears there is no conventional. individual synchronizing devices, which means that the length of the gearbox can be reduced or that more gears than normal can fit on a given length.

Den utgående axeln 5 är även försedd med ett vridfast anordnat utgående kugghjul 25 för drivning av ytterligare delar i en fordonstransmission, här antydda med ett kugghjul 26. 10 15 20 25 30 35 465 687 För att vid växling möjliggöra en önskvärd synkronisering mellan den ingående axeln 2 och den utgående axeln 5 finns en synkroniseringsanordning 27, med vars hjälp den ingående axeln 2 kan bromsas eller accelereras. I denna synkroniseringsanord- ning ingår en i huset 6 lagrad, med den ingående axeln 2 pa- rallell axel 28, på vilken finns dels ett vridfast anordnat kugghjul 29 och dels ett roterbart anordnat kugghjul 30. Axeln 28 är på ritningen belägen i samma plan som axlarna 2 och 5, men kan i verkligheten med fördel vara anordnad i ett annat plan än axlarna 2 och 5. Kugghiulet 29 är i ingrepp med det på den ingående axeln 2 vridfast anordnade kugghjulet 7 samt är större än kugghiulet 30, som via det roterbart lagrade kugg- hiulet 13 på den ingående axeln 2 är i ingrepp med det vrid- fasta kugghjulet 16 på den utgående axeln 5. Kugghjulet 30 kan givetvis på annat sätt vara kopplat till den utgående axeln 5, t ex via att i stället för kugghiulet 13 separat monterat kugghjul.The output shaft 5 is also provided with a rotationally arranged output gear 25 for driving further parts in a vehicle transmission, here indicated by a gear 26. 10 15 20 25 30 35 465 687 In order to enable a desired synchronization between the input shaft 2 and the output shaft 5 there is a synchronizing device 27, by means of which the input shaft 2 can be braked or accelerated. This synchronizing device includes a shaft 28 mounted in the housing 6, with the input shaft 2 parallel shaft 28, on which there is partly a rotationally arranged gear 29 and partly a rotatably arranged gear 30. The shaft 28 is located in the drawing in the same plane as shafts 2 and 5, but can in reality advantageously be arranged in a different plane than the shafts 2 and 5. The gear 29 engages with the gear 7 arranged in a rotationally fixed manner on the input shaft 2 and is larger than the gear 30, which via the rotatably the gear 13 stored on the input shaft 2 is engaged with the rotationally fixed gear 16 on the output shaft 5. The gear 30 can of course be connected to the output shaft 5 in another way, for example via instead of the gear 13 separately mounted gear.

I synkroniseringsanordningen 27 ingår vidare en första och en andra friktionskoppling 31 resp 32. Dessa har var sin på axeln 28 vridfast men axiellt förskjutbart monterad första del 31a respektive 32a. Kopplingens 31 andra del 31b är fast i huset 6, medan kopplingens 32 andra del 32b är fast på kugg- hjulet 30 och således kan rotera tillsammans med detta.The synchronizing device 27 further comprises a first and a second friction coupling 31 and 32, respectively. These each have a first part 31a and 32a, respectively, rotatably mounted on the shaft 28 but axially displaceably displaceable. The second part 31b of the clutch 31 is fixed in the housing 6, while the second part 32b of the clutch 32 is fixed on the gear wheel 30 and can thus rotate together with it.

För manövrering av de båda mellan kugghjulen 29 och 30 belägna kopplingarna 31 och 32 finns ett mellan dem beläget manöver- don 33. Detta kan eventuellt bestå av två manöverdondelar, en för vardera kopplingen. Manöverdonet 33 är så utfört att en- dast en koppling åt gången kan bringas i ingrepp. Kopplingarna är med fördel av lamelltyp för att ge mjukt ingrepp, men även andra utföranden är tänkbara. Manövrering kan enligt det visa- de exemplet med fördel ske på elektromagnetisk väg, men även hydraulisk manövrering är tänkbar. Dylika manöverdon är väl- kända och behöver därför ei beskrivas närmare här. I normal- läget är båda kopplingarna ur ingrepp. 10 15 20 25 30 35 465 687 Kopplingen 31 utnyttjas för att bromsa den ingående axeln 2 vid uppväxling, medan kopplingen 32 utnyttjas för att accele- rera den ingående axeln 2 vid nerväxling. Funktionen är härvid följande: Då växling skall utföras är den ingående axeln 2 frikopplad från motorn via kopplingen 3. och växellådan är därvid enligt ritningen i friläge, dvs den ingående och den utgående axeln är inte i ingrepp med varandra. Då en uppväxling skall ske, dvs då den ingående axeln 2 skall bringas att rotera långsam- mare än tidigare, erfordras bromsning av den ingående axeln 2.For maneuvering the two couplings 31 and 32 located between the gears 29 and 30, there is an actuator 33 located between them. This may possibly consist of two actuating parts, one for each coupling. The actuator 33 is designed in such a way that only one coupling at a time can be brought into engagement. The couplings are advantageously of the lamella type to provide soft engagement, but other designs are also conceivable. According to the example shown, maneuvering can advantageously take place by electromagnetic means, but hydraulic maneuvering is also conceivable. Such actuators are well known and therefore do not need to be described in more detail here. In normal mode, both couplings are out of engagement. 10 15 20 25 30 35 465 687 The clutch 31 is used to brake the input shaft 2 when shifting up, while the clutch 32 is used to accelerate the input shaft 2 during gear shifting. The function here is as follows: When shifting is to be performed, the input shaft 2 is disengaged from the motor via the coupling 3. and the gearbox is then in neutral position according to the drawing, ie the input and the output shaft are not engaged with each other. When an upshift is to take place, ie when the input shaft 2 is to be made to rotate more slowly than before, braking of the input shaft 2 is required.

Detta uppnås genom att aktivera kopplingen 31. som bromsar axeln 28 och därigenom via kugghjulen 29 och 7 även den in- gående axeln 2. Axeln 28 roterar därvid fritt relativt kugg- hjulet 30 eftersom kopplingen 32 inte är aktiverad.This is achieved by activating the clutch 31. which brakes the shaft 28 and thereby via the gears 29 and 7 also the input shaft 2. The shaft 28 then rotates freely relative to the gear wheel 30 since the clutch 32 is not activated.

Då i stället en nerväxling skall ske. dvs då den ingående axeln 2 skall bringas att rotera snabbare än tidigare, erford- ras acceleration av den ingående axeln 2. Detta uppnås genom att aktivera kopplingen 32 så att axeln 28 tvingas att följa med kugghjulet 30 i dettas rotation. Eftersom kugghjulet 30 drivs av den utgående axeln 5 via kugghjulen 16 och 13 kommer härigenom kugghjulet 29 att via kugghjulet 7 accelerera den ingående axeln 2. För att detta skall vara möjligt måste gi- vetvis kugghjulen 16, 30, 29 och 7 vara inbördes så avpassade att en varvtalsökning för den ingående axeln 2 är möjlig.Then instead a nerve exchange should take place. i.e. when the input shaft 2 is to be made to rotate faster than before, acceleration of the input shaft 2 is required. This is achieved by activating the clutch 32 so that the shaft 28 is forced to follow the gear 30 in its rotation. Since the gear 30 is driven by the output shaft 5 via the gears 16 and 13, the gear 29 will thereby accelerate the input shaft 2 via the gear 7. In order for this to be possible, the gears 16, 30, 29 and 7 must of course be mutually matched. that a speed increase for the input shaft 2 is possible.

Likvärdig funktion uppnås om t ex i stället kugghjulet 29 är roterbart lagrat på axeln 28 och för bromsning påverkas av en med huset förbunden koppling, medan en annan koppling kan förena kugghjulet 29 med axeln 28. som då vridfast uppbär kugghjulet 30. varvtalet på den ingående axeln 2 och den utgående axeln 5 avkännes med elektriska givare 34 resp 35, som är kopplade till en styrenhet 36, vilken i sin tur är kopplad till manöverdonet 33 och via detta styr kopplingarna 31 och 32.Equivalent function is achieved if, for example, instead the gear 29 is rotatably mounted on the shaft 28 and for braking is actuated by a coupling connected to the housing, while another coupling can join the gear 29 with the shaft 28. which then rotationally supports the gear 30. the speed of the input the shaft 2 and the output shaft 5 are sensed by electrical sensors 34 and 35, respectively, which are connected to a control unit 36, which in turn is connected to the actuator 33 and via this controls the connections 31 and 32.

Härigenom kan snabb och säker synkronisering av axlarna 2 10 465 687 och 5 uppnås vid olika växlar, så att aktuell kopplingshylsa utan problem kan bringas i ingrepp med aktuellt kugghjul för en snabb och säker växling. växlingen kan eventuellt ske med hjälp av ett växlingsservo 37, som med fördel är styrt av styrenheten 36. Då önskad växel är ilagd bringas kopplingen 3 på nytt i ingrepp.In this way, fast and safe synchronization of the shafts 2 465 687 and 5 can be achieved at different gears, so that the current clutch sleeve can be brought into engagement with the current gear without problems for a fast and safe gear. the shifting can possibly take place by means of a shifting servo 37, which is advantageously controlled by the control unit 36. When the desired gear is engaged, the clutch 3 is brought into engagement again.

För att underlätta synkroniseringen är det lämpligt att styr- enheten via t ex växellådans manöverspak har information om dels vilken växel som för tillfället ligger i och dels vilken växel som skall läggas i. Härigenom kan snabbt en exakt varv- talsanpassning ske, vilken möjliggör snabb och exakt växling.In order to facilitate synchronization, it is appropriate for the control unit to have information via, for example, the gearbox control lever on which gear is currently in and which gear is to be engaged. In this way, an exact speed adjustment can take place quickly, which enables fast and exact shift.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 687 Patentkgav10 15 20 25 30 35 687 Patentkgav 1. Växellåda för motorfordon, med en för flera växlar gemensam synkroniseringsanordning (27), medelst vilken den ingående axeln (2) vid växling kan bromsas eller accelereras till ett för vald växel erforderligt varvtal, innefattande en ingående axel (2) som uppvisar kugghiul (7-9,13-15,19) i ingrepp med kugghjul (10-12,16-18,20) på en utgående axel (5). vilken är parallell med den ingående axeln, varvid åtminstone något av kugghjulen på resp axel är roterbart lagrat på sin axel och medelst ett kopplingsorgan (21-24) är låsbart på sin axel, k ä n n e t e c k n a d av r att i synkroníseringsanordningen (27) ingår ett första kugg- hjul (29), som drivs av den ingående axeln (2). och som samverkar med en första koppling (31) avsedd för broms- ning av den ingående axeln via det första kugghjulet (29), och att i synkroniseringsanordningen (27) ingår även ett andra kugghjul (30), som drivs av den utgående axeln (5), och som medelst en andra koppling (32) kan kopplas till det första kugghiulet (29) för att via detta accelerera den ingående axeln (2).Gearbox for motor vehicles, with a synchronizing device (27) common to several gears, by means of which the input shaft (2) can be braked when shifting or accelerated to a speed required for the selected gear, comprising an input shaft (2) having a gear 7-9,13-15,19) in engagement with gears (10-12,16-18,20) on an output shaft (5). which is parallel to the input shaft, at least one of the gears on each shaft being rotatably mounted on its shaft and being lockable on its shaft by means of a coupling member (21-24), characterized in that the synchronizing device (27) includes a first gear (29), driven by the input shaft (2). and cooperating with a first clutch (31) intended for braking the input shaft via the first gear (29), and that the synchronizing device (27) also includes a second gear (30), which is driven by the output shaft ( 5), and which by means of a second coupling (32) can be coupled to the first gear (29) in order to accelerate the input shaft (2) via this. 2. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det andra kugghjulet (30) drivs av den utgående axeln (5) via ett på den ingående axeln (2) roterbart lagrat kugghjul (13).Gearbox according to claim 1, characterized in that the second gear (30) is driven by the output shaft (5) via a gear (13) rotatably mounted on the input shaft (2). 3. Växellåda enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att det första (29) och det andra (30) kugghjulet är anord- nade på en gemensam axel (28) parallell med den ingående axeln (2). varvid det ena av de båda kugghjulen (29,30) är vridfast monterat på axeln (28) medan det andra är roterbart lagrat på axeln.Gearbox according to claim 1 or 2, characterized in that the first (29) and the second (30) gear are arranged on a common shaft (28) parallel to the input shaft (2). one of the two gears (29, 30) being rotatably mounted on the shaft (28) while the other is rotatably mounted on the shaft. 4. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de båda kopplíngarna (3l,32) är belägna mellan det första och det andra kugghjulet (29,30) och är avsedda att påverkas en åt gången, varvid till vardera kopplingen hör ett manöverdon, lämpligen ett gemensamt sådant (33) för båda kopplingarna. 10 15 465 687Gearbox according to Claim 1, characterized in that the two couplings (31, 32) are located between the first and the second gear (29, 30) and are intended to be actuated one at a time, each coupling comprising an actuator. , preferably a common one (33) for both couplings. 10 15 465 687 5. Växellåda enligt krav 4, kopplingarna (31,32) är friktionakopplingar, företrädesvis av lamelltyp. k ä n n e t e c k n a d av attGearbox according to claim 4, the couplings (31,32) are friction couplings, preferably of the lamella type. k ä n n e t e c k n a d of att 6. växellåda enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k - n a d av att det första kugghjulet (29) är större än det and- ra kugghjulet (30).Gearbox according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the first gear (29) is larger than the second gear (30). 7. Växellåda enligt något av kraven 4-6, k ä n n e t e c k - n a d av att givare (34,35) för avkänning av varvtalet på in- gående (2) respektíve utgående (5) axel är kopplade till en styrenhet (36), vilken är anordnad att mottaga information om önskad växel och att såsom funktion därav styra kopplingarnas manöverdon (27) för att uppnå önskat synkroniseringevarvtal på den ingående axeln (2).Gearbox according to one of Claims 4 to 6, characterized in that sensors (34, 35) for sensing the speed of the input (2) or output (5) shafts are connected to a control unit (36). which is arranged to receive information about the desired gear and, as a function thereof, to control the actuators (27) of the clutches in order to achieve the desired synchronizing speed on the input shaft (2).