SE502802C2 - Anordning för förhindrande av skrammel i en synkroniserad växellåda - Google Patents

Description

15 20 25 30 502 sozp 2 d.v.s. när synkroniseringen är fullbordad, vrids synkroniseringsringen tillbaka något, så att den axiellt förskjutbara synkroniseringsmuffens invändiga, axiellt riktade bommar eller tän- der/kuggar kan glida förbi synkroniseringsringens spämänder, och fortsätta in mellan tänderna i synkroniseringskonans, eller i förekommande fall i kugghjulets, vridmomentöverförande tandkrans, varigenom avsedd hopkoppling av axel och kugghjul har uppnåtts.

Ett problem med detta kända utförande är emellertid, att vid icke ilagd växel så alstrar synkroniseringsringen skrammeloljud eftersom den är löst anbragt mellan synkroniseringsko- nan och synkroniseringsmuffen och, i detta lösa tillstånd, via axeln och övriga anslutande delar är utsatt för torsionssvängningar härrörande från motom till följd av tändpulserna i cylind- rarna. Skrammeloljudet uppkommer därvid när synkroniseringsringen slår mellan sina ändlägen. Problemet föreligger givetvis endast vid icke ilagd växel, eftersom ju synkroniseringsringen är fastlåst av synkroniseringsmuffen vid ilagd växel. Problemet upplevs mest påtagligt vid låga motorvarvtal. Vid högre motorvarvtal, och högre hastigheter drunknar detta skrammeloljud i praktiken i annat kraftigare oljud.

Genom US A 3 228 499 är förut känd en konstruktion där synkroniseringsringen hålls centrerad och lägesfixerad visavi synkroniseringsmuffen medelst axiellt verkande fjäderorgan anordnade mellan synkroniseringsringen och det angränsande kugghjulet. Denna konstruktiva lösning kräver emellertid att synkroniseringsanordningen förses med dylika speciella tjä- derorgan som i ena änden är infästai axiella bottenhål i kugghjulet nära intill dettas navparti, och i den motsatta änden är upptagna på axiella tappar på utsidan av synkroniseringsringen.

Såväl kugghjul som synkroniseringsring måste alltså vara utförda på detta speciella sätt, och fjäderorganen tar också i anspråk ett betydande utrymme mellan kugghjul och synkroniserings- ring. Konventionella synkroniserade växellådor kan alltså inte utan betydande omkonstruktion förses med denna kända typ av synkroniseringsringsstabiliserande fjäderorgan.

HE. "in Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma en konstruktivt och funktionsmässigt extremt enkel anordning för förhindrande av skrammel från en synkroniseringsring för en icke ilagd växel i en synkroniserad växellåda. Anordningen skall vara så utförd att fasthållningen av synkroniseringsringen åstadkommes med hjälp av radiellt riktade krafter från fjäderorgan, vars inmontering i det aktuella området av växellådan inte kräver något som helst extra utrymme 10 15 20 25 30 502 802 3 utöver det som ändå, av andra skäl, ñnns tillgängligt i en synkroniserad växellåda av den aktuella typen. Ingen ändrad utformning av övriga i växellådan ingående detaljereller komponenter skall därvid erfordras, och de valda fjäderorganen får heller inte leda till någon negativ påverkan av närnnda övriga detaljer och komponenter.

B Ulf.. Ü.

Ovannämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen därigenom att anordningen uppvisar de i patentkravets 1 kännetecknande del angivna särdragen. I de övriga patentkraven anges ytterligare särdrag för vidareutvecklade utföringsforrner av anordningen enligt uppfinningen.

Vid en anordning enligt uppfinningen gäller att ett lämpligt antal radiellt verkande tjäderin- spänningselement med förspänning är insatta i det ringforrniga utrymmet mellan en mantel- utsida på synkroniseringsringen och en insida av synkroniseringsnavets bomkrans. I praktiken torde det vara lämpligt att använda åtminstone tre stycken i omkretsled järnnt fördelade fiäderinspänningselement. Fjädexinspänningselementen tjänar alltså till att hålla kvar synkroni- seringsringen i ett centrerat förspänningsläge relativt synkroniseringsnavets bomkrans vid ännu icke ilagd växel, då synkroniseringsringen annars (vid avsaknad av sådana fjäderinspänningse- lement) skulle vara "löst" anordnad mellan synkroniseringsnavet och det angränsande kugghjulet.

Vid synkroniserade växellådor av det här aktuella slaget består synkroniseringsnavets bomkrans normalt av åtminstone tre i ornkretsled jämnt fördelade och inbördes åtskilda, utvändigt bomförsedda, flänsliknande bomkranspartier. Varje bomkransparti står då i förbindelse med och bärs upp av synkroniseringsnavets centrumdel via ett skivforrnigt livparti.

Det är därvid lärnpligt att antalet fjäderinspänningselement direkt motsvarar antalet bomkran- spartier, innebärande att ett fjäderinspänningselement inrättas vid varje bomkrans-parti. Den enklaste och i sammanhanget mest praktiska typen av fjäderinspänningselement torde vara bågfonrtiga bladfjäderelement. Dessa bladfjäderelement är då så utförda att de i såväl icke förspänt tillstånd (d.v.s. omonterade) som insattai sitt förspänningsläge (d.v.s. i monterat tillstånd) uppvisar mindre krökningsradie än bomkranspartierna. Varje sådant bladfjäder- element är således inspänt mellan synkroniseringsringens mantelutsida och insidan av sitt tillhörande bomkranspani. 10 15 20 25 30 502 802 4 Tack vare de bågformiga bladfj äderelementen, eller helt allmänt fjädeiinspänriingselementen, fasthålles synkroniseringsringen till synkroniseringsnavet så att de från motoms tändpulser härrörande torsionssvängningsrörelsema effektivt dämpas och förhindrar synkroniseringsring- en att slå mot sina ändlägen på synkroniseringsnavet. Fjäderelementen verkar således med radiella krafter, vilket visserligen medför att det vid iläggning av växel blir en aning trögare att vrida upp syrikroniseringsringen, men denna av t]äderinspänningselementen orsakade förhöjda tröghet är i praktiken så obetydlig att den praktiskt taget inte märks.

De såsom bladfjäderelement således lämpligen utförda fjäderinspänningselementen kommer alltså att vara placerade i utrymmen som redan finns tillgängliga och det krävs därför inga som helst modifieringar på övriga delar av växellådan eller dess synkroniseringsanordning, åtminstone inte så länge som bladíjäderelementens dimensioner hålls inom rimliga gränser.

Den omständigheten att redan befintliga utrymmen i växellådan och synkroniseringsanordning- en är tillräckliga och kan användas för konstruktionslösningen enligt uppfinningen gör också att denna konstruktionslösning direkt kan tillämpas såsom en servicelösning på befintliga växellådor vari alstras skrammeloljud som bedöms vara alltför högt och därför i möjligaste mån skall hindras att uppkomma genom en lämplig modifiering av växellådan.

Den grundläggande uppfinningsidén kan alltså sammanfattas sålunda. Fjäderinspärmingsele- menten, som alltså exempelvis kan vara bladtjäderelement, är inmonterade i det ringforrni ga "spelutrymmet" mellan synkroniseringsringen och synkroniseringsnavets bomkrans. Genom de sålunda fórspända fjäderinspänningselementens radiella krafter hålls synkroniseringsringen centrerat upphängdi förhållande till synkroniseringsnavets omgivande bomkrans, varvid synkroniseringsringens vridningsrörelser förhindras eller åtminstone dämpas av det friktions- moment som fjäderinspänningselementen utövar på friktionsringen till följd av den deforina- tion (d.v.s. krökningsradieökning) som inspänningselementen erhåller vid sin montering i utrymmet mellan synkroniseringsringen och synkroniseringsnavets bomkrans. De från motoms tändpulser härrörande torsionssvängningarna som tillföres synkroniseringsringen förmår dock icke övervinna detta friktionsmoment varför synkroniseringsringen hindras att alstra sådant skramrnelljud som skulle ha uppkommit vid "löst" anordnad synkroniseringsring. Friktionsmo- mentet ger visserligen ett visst motstånd mot den vridning av synkroniseringsringen (bort från dess spärrläge) som måste till innan synkroniseringsmuffen kan förskjutas till bomkransingrepp med det angränsande kugghjulets/synkroniseringskonans krans av kopplingständer, vilket ingrepp innebär ilagd växel. Detta av rjäderinspänningselementens friktíonsmoment 10 15 20 25 30 502 802 s förorsakade motstånd mot friktionsringens vridning är emellertid så litet, att det i praktiken knappast kan uppfattas av föraren vid den manuella iläggningen av aktuell växel, d.v.s. vid uppvridningen av synkroniseringsringen från dess spärrläge.

En skramrnelförhindrande anordning enligt uppfinningen kan med fördel användas vid en manuell, synkroniserad femväxlad växellåda för personbilar. I en sådan växellåda har då synkroniseringskonan eller kugghjulet för ifrågavarande växel på sin åt synkroniserings- ringen vända sida en iingforrnig krans av kopplingständer, varvid den axiellt förskjutbara synkroniseringmuffen har invändiga, mellan synkroniseringsnavets utvändiga bommar ingripande bommar, vilka genom axiell förskjutning av muffen förbi den från spärrläget bortvridna synkroniseringsringen kan föras till mot ilagd växel svarande drivingrepp med synkroniseringskonans eller kugghjulets kopplingständer.

Kll.. UB Uppñnningen skall nu beskrivas och förklaras ytterligare nedan, under hänvisning till de bifogade ritningama som visar en växlingsbar del av en manuell, synkroniserad växellåda vari en eller flera anordningar enligt uppfinningen tänkes ingå. Därvid visar: fig. 1 perspektiviskt och delvis i snitt en i en växellåda ingående axel med kugghjul för två olika växlar och med mellan dem anordnad synkroniseringanordning; fig. 2 de omkring axeln i fig. 1 anordnade växellådsdelama axiellt isärförda; fig. 3 ett partiellt axiellt snitt genom ett kugghjul med tillhörande synkroniseringsnav och synkroniseringsring motsvarande vänstra delen av fig. 1; fig. 4 en förstoring av det inom cirkeln A i fig. 3 visade partiet; fig. 5 ett partiellt snitt vid linjen V-V i fig. 3; och fig. 6 en förstoring av det inom det bågformade området B i fig. 5 visade partiet av bomkran- sen och den angränsande synkroniseringsringen.

Bl.. m.. I Hänvisning sker nu först till fig. 1 och fig. 2 som allmänt visar en synkroniseringsanordning av känt slag för en växel. I dessa figurer visas således inte själva uppfinningen utan enbart dess omgivning och vilken typ av synkronisering uppfinningen är avsedd för. Av denna anledning kan jämfört med övriga figurer och beskrivning viss diskrepans förekomma vad avser lO 15 20 25 30 502 so2_ 6 obetydliga detaljer. Fig 1 och 2 visar således en synkroniseringanordning för ett par kugghjul 2 och 4 monterade på en axel 6 ingående i en i övrigt icke visad synkroniserad växellåda exempelvis avsedd för fordonsbruk. Mellan kugghjulen 2 och 4 är anordnad synkroniseringsa- nordnjngen 8 omfattande ett synkroniseringsnav 10 och en navet omgivande synkroniserings- muff 12. Kugghjulen 2 och 4 är roterbart lagrade på axeln 6, medan synkroniseringsnavet 10 är vridfast monterat på ett räfflat eller med splines (omväxlande axiellt förlöpande bommar och spår) försett parti 14 av axeln 6. Växling mellan två olika växlar (utväxlingsförhållanden) sker i det visade fallet genom att det relativt axeln 6 sålunda vridfast anordnade synkroniseringsnavet 10 bringas i vridmomentöverförande drivförbindelse med antingen kugghjulet 2 eller kugghju- let 4. Denna alternativa inkoppling av ettdera av kugghjulen 2 och 4 sker på sedvanligt sätt genom att synkroniseringsmuffen 12 medelst en här ej visad växelgaffel förskjuts axiellt i förhållande till synkroniseringsnavet 10 så att invändiga axiella bommar 16 på insidan av synkroniseringsmuffen 12 förskjuts till drivingrepp med en ringforrníg krans av kopplingstän- der 18 på en synkroniseringskona, vilken i sin tur är fast förbunden (alternativt integrerat) med det aktuella kugghjulet 2,4. Synkronisetingskonan 20 är i detta exempel fastsvetsat vid kugghjulet.

Ett lämpligt antal, exempelvis tre stycken, radiellt fjäderbelastade spärrkulor 28 tjänar på sedvanligt sätt dels till att vid ännu icke ilagd växel axiellt centrera synkroniseringsmuffen 12, dels till att vid växeliläggning via mellanstycken 26 påverka aktuell synkroniseringsring 36 till anliggning mot aktuell synkroniseringskona 20.

Synkroniseringsnavet 10 består av en på axeln 6 genom bomförbandet 14 vridfast anordnad, ringformig centrumdel 30 med tre stycken i omkretsled järrmt fördelade, skivformiga liv 32, som vid ytterkanten bär upp var sitt bågformiga bomkransparti 34. Dessa bomkranspartier är väsentligt bredare än liven 32 är tjocka, och skjuter därigenom ut i sidled såsom flänspartier på båda sidoma av liven 32.

Ett par synkroniseringsringar 36 är på vanligt sätt "1öst" monterade omedelbart innanför bomkranspartierna 34. Synkroniseringsringarna 36 har koniska insidor 38 angränsande till utvändiga, en motsvarande konform uppvisande ytområden 40 på utsidorna av synkronise- ringskonoma 20. 10 15 20 25 30 502 802 7 Synkroniseringen av varvtalen för axeln 6 och det aktuella kugghjulet 2,4 skergenom att synkroniseringsmuffen 12 förskjuts axiellt i riktning mot det aktuella kugghjulet, varigenom den med aktuell synkroniseringskona 20 samverkande synkroniseringsringen 36 med sin koniska insida 38 bringas i friktionskontakt med synkroniseringskonans koniska ytornråde 40.

Härigenom vrids synkroniseringsringen 36 till sitt spärrlåge vari ringens spärrtänder 44 hindrar fortsatt axiell förskjutning av synkroniseringsmuffen 12, och genom friktionen mellan de koniska ytorna 38 och 40 bibringas kugghjulet 2,4snabbt samma varvtal som axeln 6. När så skett, dvs att synkroniseringen fullbordats, åstadkommer synkroniseringsmuffen 12 vid sin fortsatta förskjutning mot kugghjulet 2,4 en återvridning av synkroniseringsringen 36 till dess icke spärrande vridläge vari synkroniseringsmuffens 12 invändiga bommar 16 oförhindrade att passera axiellt förbi synkroniseringsringen 36 (via öppningama mellan synkronise- ringsringens tänder 44) och fortsätta till drivingrepp mellan den ifrågavarande synkroniserings- konans 20 krans av tänder 18.

Fram till denna punkt av föreliggande speciella beskrivningsdel har beskrivits en synkronise- ringsanordning av känd typ. I det följande övergår vi nu till att med hänvisning till figurerna 3- 6 närmare studera de nytillkomna konstruktionsdelar som enligt föreliggande uppfinning är anordnade i synkroniseringsanordningen och tjänar till att förhindra skramrnel från en synkroniseringsring för en icke ilagd växel i en synkroniserad växellåda av den allmänna typ som fig. 1 och fig. 2 visar vissa delar av.

Såsom redan nämnts ovan gäller för var och en av de båda i fig. 1 och 2 visade synkronise- ringsringarna 36 att ringen vid icke ilagd växel (d.v.s. icke inkopplat kugghjul 2 eller 4) är vridbart anordnad mellan å ena sidan den på axeln 6 vridfast anordnade synkroniseringsmuffen 12 och, å andra sidan, det på axeln roterbart lagrade kugghjulet 2,4 eller synkroniseringskonan 20 som är avsett att vid iläggning av ifrågavarande växel förbindas vridmomentöverförande med synkroniseringsmuffen 12, vilken synkroniseringsmuff via navet 10 är vridfast relativt axel 6.

Såsom speciellt framgår av fig. 3-6 är det för uppfinningen primärt utmärkande att i det bågforrnade utrymmet 45 mellan (se speciellt fig. 4 och 6) synkroniseringsringens 36 mantelut- sida 46 och insidan 48 av synkroniseringsnavets 10 bomkrans 34 är med förspänning insatta radiellt verkande fjäderinspänningselement som lämpligen utgörs av bågforrniga bladfiäder- element 50. Ett sådant bladfiäderelement visas i tvärsnitt i fig. 4 och i sidovy i fig. 6. 10 502 so2_ 8 Vid det exempliñerade utförandet består synkroniseringsnavets 10 bomkrans av stycken i omkretsled jämnt fördelade och inbördes åtskilda bomkranspartier 34 försedda med utvändiga axiellt riktade bommar 49. Varje synkroniseringsring 36 är alltså fastspänd med tre stycken bladfiäderelement 50 som tjänar till att hålla kvar synkroniseringsringen 36 i ett förspän- ningsläge i förhållande till synkroniseringsnavets 10 tre bomkranspartier 34.

De bågforrnigt krökta bladfjäderelementen 50 är jämnbreda bladf] ädrar av tjäderstål. Såsom framgår av fig. 5 och fig. 6 är bladfjäderelementen 50 så utförda att de uppvisar rnindre krökningsradie än bomkranspartiema 34 såväl i icke förspänt tillstånd (se 50' i fig. 5 och 6) som när de är insatta i sina förspänningslägen (se 50" i fig. 6). Bladfjäderelementen 50 är dimensionerade och anpassade så att de med tillräckligt stor kraft förmår kvarhålla synkrono- seringsringen 36 relativt navet 10 men inte med större kraft än erforderligt för att inte göra uppvridningen av synkroniseringsringen 36 i samband med normal växling tyngre än nödvän- digt.

Claims (4)

10 15 20 25 i j "24 502 802 9 Eatentkrax

1. Anordning för förhindrande av skramrnel från en synkroniseringsring (36) fór en icke ilagd växel i en synkroniserad växellåda, där synkroniseringsringen (36) vid icke ilagd växel är vridbart anordnad mellan å ena sidan en relativt en i växellådan ingående axel (6) vridfast anordnad synkroniseringsmuff ( 12) som är axiellt förskjutbart anordnad på ett nav (10), och, å andra sidan, ett på axeln (6) roteban lagrat kugghjul (2 eller 4) avsett att kunna förbindas vridmomentöverförande med den axiellt förskjutbara synkronisemingsmuffen (12), kännetecknad av att i bågformade utrymmen (45) mellan en mantelutsida (46) på synkronise- ringsringen (36) och en insida (48) av synkroniseringsnavets (10) bomkrans (34) är med förspänning insatta radiellt verkande fjäderinspänningselement (50), som tjänar till att hålla kvar synkroniseringsringen (36) i ett centrerat förspänningsläge relativt synkroniseringsnavets bomkrans (34).

2. Anordning enligt krav 1, där synkroniseringsnavets ( 10) bomkrans består av åtminstone tne i omkretsled jämnt fördelade och inbördes åtskilda, utvändigt bomförsedda (49), flänsliknande bomkranspartier (34), som vartdera står i förbindelse med och bärs upp av navet (30) via ett skivformigt livparti (32), kännetecknad av att fjädeiinspänningselementen utgörs av ett mot antalet bomkranspartier svarande antal bågforrniga bladfjäderelement (50) som, såväl i icke förspänt tillstånd (50') som insatta i sitt förspänningsläge (50"), uppvisar mindre krökningsra- die än bomkransparticma (34), och att bladfiäderelementen (50) är inspända mellan synkroniseringsringens mantelutsida (46) och insidan av var sitt bomkransparti (34).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att på sin åt synkroniseringsringen (36) vända sida är kugghjulet (2 respektive 4) vridfast förbundet med en synkroniseringskona (20) med en ringformig krans av tänder (18), varvid den axiellt förskjutbara synkroniseringsmuffen (12) har invändiga, mellan synkroniseringsnavets (10) utvändiga bommar (49) ingripande bommar (16), vilka genom axiell förskjutning av synkroniseringsmuffen (12) förbi synkroniseringsringen (36) kan föras till drivingrepp med synkroniseringskonans tänder (18).

4. Anordning enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att bladfjäderelementen (50) består av jämnbreda, bågforrnigt böjda bladfjädrar av fjäderstål. 502 so2_ /0 Sifferhänvisningar 2 kugghjul 4 kugghjul 6 axel 8 synkroniseringsanordning 10 synkroniseringsnav 12 synkroniseringsmuff 14 splines/bommar på axeln för synkroniseringsnav 16 invändiga, axiella bommar på synkmuff 12 18 kopplingständer 20 synkroniscringskona 26 mellanstycke 28 fiäderbelastade spärrkulor 30 ringformig centrumdel 32 skivforrniga liv 34 bomkranspani 36 synkroniseringsring 38 koniska insidor 40 utvändig kona 44 spärrtänder på synk.ring 45 bågfonnat utrymme 46 mantelutsida på synkring 48 insidan på bomkrans 49 axiellt riktade bommar 50 bladfiäderelement . 50' i icke förspänt tillstånd 50" i sina förspänningslägen