SE539659C2 - Växellåda för fordon samt fordon, som innefattar en sådan växellåda - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en växellåda (2) for fordon, innefattande en planetväxel (14) medett ringhjul (22), ett solhjul (18) och en planethjulshållare (20), på vilken minst ett pla-nethjul (24) är roterbart lagrat, vilket ringhjul (22) och solhjul (18) ingriper med detminst ena planethjulet (24) medelst kuggar (32); och en forsta axiellt forskjutbar kopp-lingshylsa (40), som i ett första växelläge är anordnad att frånkoppla en till växellådan(2) ingående axel (16) från planethjulshållaren (20) och i ett andra växelläge är anord-nad att sammankoppla den ingående axeln (16) med planethjulshållaren (20). En andraaxiellt förskjutbar kopplingshylsa (42), är i det första växelläget anordnad att samman-koppla ett kring planetväxeln (14) omgivande växellådshus (12) med ringhjulet (22)och i det andra växelläget anordnad att frånkoppla växellådshuset (12) från ringhjulet (22). Uppfinningen avser också ett fordon (1), som innefattar en sådan växellåda (2). (Pig. 2)

Description

Växellåda för fordon samt fordon, som innefattar en sådan växellåda UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Föreliggande uppfinning avser en växellåda för fordon enligt patentkravets l ingress.Uppfinningen avser också ett fordon, som innefattar en sådan växellåda, enligt patent- kravets 10 ingress.

Vid fordon, och speciellt vid tyngre fordon, exempelvis lastbilar, ansluts ofta en växel-låda, även kallad rangeväxellåda, till huvudväxellådan i syfte att fördubbla antalet ut-växlingsmöjligheter. En sådan tillsatsväxellåda innefattar vanligtvis en planetväxel,som har en låg- respektive hö gväxel, med vilka huvudväxellådans växlingsmöjligheterkan indelas i ett lågrangeläge och ett hö grangeläge. I lågrangeläget sker en nedväxling genom planetväxeln, och i högrangeläget är utväxlingen l:l i planetväxeln, Rangeväxellådan är vanligtvis anordnad mellan huvudväxellådan och en kardanaxel,som är kopplad till drivhjulen hos fordonet. Rangeväxellådan inryms i ett växellådshusoch innefattar en ingående axel kopplad till huvudväxellådan, en utgående axel och enmellan den ingående axeln och den utgående axeln anordnad planetväxel, Planetväxelninnefattar vanligtvis tre komponenter, som är roterbart anordnade i förhållande tillvarandra nämligen ett solhjul, en planethjulhållare med planethjul och ett ringhjul,Med kännedom om antal kug gar hos solhjulet och ringhjulet kan de inbördes varvtalenhos de tre komponenterna bestämmas under drift. I en rangeväxellåda kan solhjuletvara vridfast förbundet med den ingående axeln, ett antal planethjul som ingriper inämnda solhjul, vilka planethjul är roterbart lagrade på den med den utgående axelnvridfast förbundna planethjulshållaren, samt ett axiellt förskjutbart ringhjul, som om-sluter och ingriper i planethjulen. Tänderna hos solhjulet, planethjulen och ringhjuletkan vara snedskurna, det vill säga de har en vinkel i förhållande till den för solhjulet,planethjulshållaren och ringhjulet gemensamma rotationsaxeln. Genom att skära tän- derna snett minskar avgivet ljud från planetväxeln, Dock uppkommer en reaktionskraft från de i planetväXeln ingående ku g ghjulen i rotationsaXelns riktning. Reaktionskraf-tens riktning är beroende av i vilken riktning ku g ghjulen i planetväXeln är snedskuma.

Därmed kan rektionskrafterna verka bakåt eller framåt i rotationsaXelns utbredning.

I en kand rangeväXellåda erhålls låg- respektive hö gväXel genom att ringhjulet för-skjuts axiellt mellan lågrangeläget, i vilket ringhjulet är rotationslåst i förhållande tillväXellådshuset, och hö grangeläget, i vilket ringhjulet är roterbart i förhållande till väx-ellådshuset och dar ringhjulet, planethjulen och solhjulet roterar som en sammanhang-ande enhet. Planetväxeln innefattar två på vardera sida om ringhjulet anordnade kopp-lingsringar samt två synkroniseringsringar, som är anordnade på respektive sida avringhjulet. Synkroniseringsringarna har till uppgift att åstadkomma en synkron väx- ling.

För all erhålla en god synkroniseringsfunktion i denna typ av rangeväXellåda måsteden yta hos synkroniseringsringens tänder, vilken vetter mot ringhjulet och vilken äravsedd att ta emot ringhjulets tänder vid synkronisering, vara försedd med en vinkel,s.k. spärrvinkel, i förhållande till synkroniseringsringens rotationsaXel, vilken spärrvin-kel skall vara balanserad mot det bromsande moment, som synkroniseringsringenöverför på ringhjulet för att synkront varvtal skall uppnås. Detta innebär att nämndaspärrvinkel måste vara utformad så att tänderna på synkroniseringsringen anlig ger påden del av ringhjulets tänder som är försedd med spärrvinkeln och inverkar tillräckligtpå ringhjulet för att synkront varvtal kan erhållas och därefter lös göras från den del avringhjulets tänder, som är försedd med spärrvinkeln och när ringhjulet skall gripa in iaktuell kopplingsrin g när synkront varvtal erhållits. För att säkerställa att synkrontvarvtal uppnås innan ringhjulet tar sig förbi synkroniseringsringen i axiell riktning får tänderna hos synkroniseringsrin gen inte släppa ringhjulets tänder för lätt.

När synkroniseringsringens tänder lös gjorts från ringhjulets tänder då synkront varvtalerhållits mellan ringhjul och kopplingsring kommer ringhjulet att förskjutas axiellt, såatt synkroniseringsringen förs inåt i ringhjulet och stannar i ett aXiellt läge i förhållandetill ringhjulet, vilket aXiellt läge bestäms av det läge där synkroniseringsringen träffar och anlig ger mot planethjulen hos planetväXeln.

Ringhjulets rörelsefrihet i axiell riktning begränsas av den geometriska utformningenav ringhjulets och kopplingsringens kuggar. Vid ringhjulets axiella ändlägen träffaroch anligger ändytor vid ringhjulets kuggspetsar en runtomgående ändyta hos respek-tive kopplingsrin g, vilket medför att ringhjulet inte längre kan förskjutas i axiell rikt- ning.

Dokumentet WOOlSS 620 visar en synkroniseringsanordning vid en planetväxel därplanetväxeln innefattar ett solhjul, en planethjulhållare och ett ringhjul. Solhjulet ärvridfast förbundet med den ingående axeln och ett antal planethjul ingriper med solhju-let, vilka planethjul är roterbart lagrade på en med en utgående axel vridfast förbundenplanethjulshållare. Ett axiellt förskjutbart ringhjul omsluter och ingriper med planet-hjulen. Växellådans låg- respektive högväxel erhålls genom att ringhjulet förskjuts axi- ellt mellan lågrangeläget och högrangeläget.

Dessa synkroniseringsanordningar utsätts emellertid för förslitning och medför storakostnader vid reparation. Om rangeväxellådan skall överföra stora vridmoment kom-mer synkroniseringsanordningar uppvisa avsevärda dimensioner, som medför ökadvikt, ökat utrymmesbehov samt ökat tröghetsmoment. När hö grangeläget är inkopplatkommer vridmoment att överföras från solhjulet till planethjulen, vilket medför att fa-setter kan bildas på solhjulets kuggflanker, vilket skapar missljud i växellådan och på-skyndar förslitning av planetväxelns kugghjul.

Det finns rangeväxellådor i vilka synkroniseringsanordningama ersatts med bomför-sedda kopplingshylsor. Genom att styra transmissionen så att synkront varvtal upp-kommer mellan de två komponenter som skall sammankopplas möjliggörs en axiellförskjutning av kopplingshylsan utmed de två komponenterna i syfte att förbinda ochsammankoppla dem. När komponentema skall frånkopplas varandra styrs transmiss-ionen, så att momentbalans uppkommer mellan komponenterna, varvid kopplingshyl-san inte överför vridmoment. Det blir då möjligt att förskjuta kopplingshylsan utmed komponenterna i syfte att frikoppla dem från varandra.

Med momentbalans avses ett tillstånd då ett vridmoment verkar på ett hos planetväxelnanordnat ringhjul, motsvarande produkten av momentet som verkar på planetväxelnsplanethjulshållare och planetväxelns utväxlingsförhållande samtidigt som ett vridmo-ment verkar på planetväxelns solhjul, motsvarande produkten av momentet som verkarpå planethjulshållaren och (1- planetväxelns utväxlingsförhållande). I det fallet att tvåav planetväxelns ingående delar, solhjul, ringhjul eller planethjulshållare, är samman-kopplade medelst en kopplingsenhet, överför denna kopplingsenhet inget moment mel-lan planetväxelns delar nar momentbalans råder. Därmed kan kopplingsenheten på ett enkelt satt förskjutas och planetväxelns ingående delar frikopplas.

Dokumentet US6l96944 visar en planetväxel som innefattar ett solhjul, en planethjul-hållare med planethjul och ett ringhjul. Solhjulet kan medelst en kopplingshylsa vrid-fast förbindas med den ingående axeln i ett lågrangeläge och frikopplas från den ingå-ende axeln i ett högrangeläge. Ihögrangeläget sammankopplas den ingående axelnmed planethjulshållaren medelst samma kopplingshylsa. Ringhjulet är fast förbundetmed ett växelhus. Den kända planetväxeln anordnas i en tillsatsväxellåda, som uppvi- sar enbart två växellägen.

De kända växellådorna kräver ofta en fullständig demontering vid byte av en kompo-nent, vilket medför att det åtgår mycket tid och att det blir kostsamt att reparera växel- lådan.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Trots kända lösningar finns ett behov av att vidareutveckla en växellåda där växlingsti-dema är korta, där tillförlitligheten och driftsäkerheten hos transmissionen blir hög,och där alla i transmissionen ingående komponenter utnyttjas effektivt så att låg energikrävs vid växling. Det finns också ett behov av att vidareutveckla en växellåda, somuppvisar små dimensioner i förhållande till möjlig momentöverförin g samt en växel-låda med låga axiella krafter, som verkar på huvudaxelns axiallager huvudväxellådan.

Det finns också en strävan att minska bränsleförbrukningen i ett fordon, som innefattar växellådan och att minska buller från växellådan samt ett behov att vidareutveckla en växellåda som är enkel att reparera.

Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda, som medför korta växlingstider. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att en växellåda, som medför hög till- förlitlighet och driftsäkerhet hos växellådan.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som utnyttjar alla i transmissionen ingående komponenter effektivt.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar små dimensioner i förhållande till möjlig momentöverföring.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda som minskar bränsleförbrukningen i ett fordon, som innefattar växellådan.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en växellåda som kräver låg energi vid växling.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som uppvisar låg ljudnivå.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, som är enkel att reparera.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att tillhandahålla en växellåda, med låga axi- ella krafter, som verkar på växellådans axiellager.

Dessa syften uppnås med en växellåda av det inledningsvis nämnda slaget, vilken kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravet l.

Dessa syften uppnås även med ett fordon, som innefattar en växellåda av det inled-ningsvis nämnda slaget, vilken kännetecknas av de särdrag som anges i patentkravet 12.

Genom att den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan överför vridmoment från deningående axeln till planethjulshållaren och vidare till den utgående axeln i det andraväxelläget samt att den andra axiellt förskjutbara kopplingshylsan låser ringhjulet medväxelhuset, så att vridmoment överförs från den ingående axeln via ringhjulet och pla-nethjulshållaren till den utgående axeln i det första växelläget erhålls en effektiv växel-låda med hög verkningsgrad och låga förluster. Växellådan kommer uppvisa ett mins- kat behov av smörjning samtidigt som fasettskador hos kuggflankerna minimeras.

Den axiella slaglängden hos respektive kopplingshylsa blir kortare jämfört med slag-längden hos ringhjulet hos en traditionell rangeväxellåda, vilket medför att det går snabbt att växla mellan olika växellägen.

Den första och den andra kopplingshylsan kan var och en utföras med en begränsadlängdutbredning, vilket medför att respektive kopplingshylsas massa blir låg. Den lågamassan hos respektive kopplingshylsa medför att det går snabbt att växla mellan olika växellägen.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar växellådan ett på planethjulshålla-ren lagrat axialstopp, som anligger mot och är förbundet med ringhjulet, vilket axial-stopp förhindrar ringhjulet att förskjutas axiellt. Därmed kommer ringhjulets axiellaposition att fixeras och planetväxelns kugghjul kan förses med antingen rakkugg eller snedkug g.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är den andra axiellt förskjutbara kopplings-hylsan i det andra växelläget enbart förbunden med växelhuset. Den andra kopplings- hylsan kommer därmed inte ge upphov till masströghetskrafter i växellådan.

Enligt uppfinningen är den ingående axeln förbunden med solhjulet, och planethjuls-hållaren förbunden med en hos växellådan utgående axel. Därmed uppvisar växellådan en enkel konstruktion, med ett fåtal komponenter.

Enligt uppfinningen är den ingående axeln förbunden med solhjulet med ett splinesför-band, som har en axiell utbredning, som medger en vinkelförskjutning mellan den in- gående axeln och solhjulets axel. Vid drift kommer huvudaxeln i huvudväxellådan un-der vissa drifttillstånd att krökas. Genom den tillåtna vinkelförskjutningen i splinesför-bandet kommer solhjulet inte påverkas av huvudaxelns böjning, vilket minskar påkän- ningarna hos solhjulets kuggar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är splinesförbandet så utformat att planetväx-eln kan monteras och demonteras i ett stycke på den ingående axeln. Därmed kan repa- rationskostnaderna minskas, eftersom tidsåtgången för reparationen minskar.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är den första axiellt förskjutbara kopplings-hylsan på en inneryta försedd med första bommar, vilka är anordnade att samverkamed motsvarande första bommar anordnade på den ingående axeln och planethjulshål-laren. En enkel och effektiv samman- och frånkoppling av den ingående axeln och pla- nethjulshållaren erhålls därmed.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är den andra axiellt förskjutbara kopplings-hylsan på en inneryta försedd med andra bommar, vilka är anordnade att samverkamed motsvarande andra bommar anordnade på ringhjulet och på växelhuset. En enkel och effektiv samman- och frånkoppling av ringhjulet och växelhuset erhålls därmed.

Enligt en utföringsform av uppfinningen skiljer sig antalet bommar på den första hyl-san från kuggantalet på ringhjulet. Därmed erhålles ett stort antal bestämda låsta posit-ioner mellan den andra kopplingshylsan och ringhjulet, vilket minimerar fasettbildninggenom att ett stort antal fasetter kan bildas på kugghjulens kuggflanker. Easettemakommer dock att ligga tätt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer att upple- vas som en huvudsakligen jämn yta hos kuggflankema. Det optimala antalet bommar kan beräknas för att erhålla så många möjliga fasetter som möjligt. Enligt uppfinningenkommer dock planethjulens kuggflanker inte utsättas för stora påkänningar i det andra växelläget. Därmed minimeras risken för bildandet av fasetter.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är ringhjulets, solhjulets och det minst enaplanethjulets kuggar utformade som sneda kuggar och utbreder sig i en vinkel i förhål-lande till respektive hjuls centrumaxel. Därmed erhålls en växellåda med stor moment- överföring och låg ljudnivå.

Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av följ ande detaljerade beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsformer av uppfin- ningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Eig. l visar ett fordon i en sidovy med en växellåda enligt föreliggande uppfin-ning, Eig. 2 visar en schematisk snittvy av växellådan enligt uppfinningen i ettlågrangeläge, och Eig. 3 visar en schematisk snittvy av växellådan enligt uppfinningen i ett hö gran geläge.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EÖREDRAGNA UTEÖRINGSEORMER AVUPPEINNINGEN Eig. l visar en sidovy av ett fordon l, exempelvis en lastbil, som innefattar en växel-låda 2 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 2 ingår i en transmission 3, som in- nefattar en förbränningsmotor 4, en huvudväxellåda 6 och en kardanaxel lO. Förbrän- ningsmotorn 4 är kopplad till huvudväxellådan 6, som i sin tur är kopplad till växellå-dan 2 enligt föreliggande uppfinning. Växellådan 2 är vidare kopplad till fordonets ldrivhjul 8 via kardanaxeln l0. Växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning kallas ävenrangeväxellåda, och har till syfte att fördubbla antalet utväxlingsmöjligheter. Växellå- dan 2 omges av ett växellådshus l2.

Fig. 2 visar en schematisk snittvy av en växellåda 2 enligt föreliggande uppfinning.Växellådan 2 innefattar en planetväxel l4, som har en låg- respektive högväxel, medvilka huvudväxellådans 6 växlingsmöjligheter kan indelas i ett lågrangeläge och etthögrangeläge. I ett första växelläge, som motsvarar lågrangeläget sker en nedväxlinggenom planetväxeln l4. Ihögrangeläget är utväxlingen l:l i planetväxeln l4. Fig. 2 vi- sar växellådan 2 i det första växelläget, motsvarande lågväxeln eller lågrangeläget.

Växellådan 2 inryms i växellådshuset l2 och innefattar en ingående axel l6, som kanutgöras av en huvudaxel 26 hos huvudväxellådan 6. Planetväxeln l4 innefattar tre hu-vudkomponenter, som är roterbart anordnade i förhållande till varandra nämligen ettsolhjul l8, en planethjulhållare 20 och ett ringhjul 22. På planethjulshållaren 20 är ettantal lagrade planethjul 24 anordnade. På planethjulshållaren 20 är också växellådans 2utgående axel 28 anordnad, vilken är kopplad till fordonets l kardanaxel l0. Med kän-nedom om antal kuggar 32 hos solhjulet l8 och ringhjulet 22 kan de inbördes varvtalenhos de tre komponenterna bestämmas under drift. Solhjuletl8 är vridfast förbundetmed den ingående axeln l6 och planethjulen 24 ingriper i nämnda solhjul l8. Ringhju-let 22 omsluter och ingriper i planethjulen 24. Kuggarna 32 hos solhjulet l8, planethju-len 24 och ringhjulet 22 kan vara snedskurna, det vill säga de har en vinkel i förhål-lande till en för solhjulet l8, planethjulshållaren 20 och ringhjulet 22 gemensam rotat-ionsaxel 30. Genom att skära kuggama 32 snett erhålls en reaktionskraft från de i pla-netväxeln l4 ingående kugghjulen l8, 22, 24 i rotationsaxelns 30 riktning. Reaktions-kraftens riktning är beroende av i vilken riktning kug garna 32 i planetväxeln l4 ärsnedskurna. Därmed kan rektionskraftema verka bakåt eller framåt i rotationsaxelns 30 utbredning.

Den ingående axeln 16 är företrädesvis förbunden med solhjulet 18 med ett splinesför-band 34, som har en axiell utbredning, som medger en vinkelförskjutning mellan deningående axeln 16 och solhjulets 18 axel 38. Vid drift kommer huvudväxelådans 6 hu-vudaxel 26 på grund av sin elasticitet och fjädrande egenskaper att under vissa drifttill-stånd och stor påkänning att krökas. När belastningen på huvudaxeln 26 minskar kom-mer huvudaxeln 26 återgå till sin ursprungliga form. Den ingående axeln 16 är vid sinände försedd med en hylsa 36, som invändigt samverkar med omkretsen av ett partihos solhjulets 18 axel 38 medelst splinesförbandet 34. Genom den tillåtna vinkelför-skjutningen i splinesförbandet 34 kommer solhjulet 18 inte påverkas av huvudaxelns26 krökning, vilket minskar påkänningama hos solhjulets 18 kuggar 32. Splinesförban-det 34 är företrädesvis så utformat att planetväxeln 14 kan monteras och demonteras iett stycke på den ingående axeln 16. Därmed kan reparationskostnaderna minskas, ef- tersom tidsåtgången för reparationen minskar.

En första axiellt förskjutbar kopplingshylsa 40 är i det första växelläget anordnad attfrånkoppla en till växellådan 2 ingående axel 16 från planethjulshållaren 20 och är i detandra växelläget anordnad att sammankoppla den ingående axeln 16 med planethjuls-hållaren 20. En andra axiellt förskjutbar kopplingshylsa 42, är i det första växellägetanordnad att sammankoppla det kring planetväxeln 14 omgivande växellådshuset 12med ringhjulet 22 och i det andra växelläget anordnad att frånkoppla växellådshuset 12 från ringhjulet 22.

Den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan 40 är på en inneryta försedd med förstabommar 44, vilka är anordnade att samverka med motsvarande första bommar 44 an-ordnade på den ingående axeln 16 och planethjulshållaren 20. Motsvarande förstabommar 44 anordnade på den ingående axeln 16 är utförda på periferin av en förstakrans 46, som är vridfast monterad på den ingående axeln 16. Motsvarande första bom-mar anordnade på planethjulshållaren 20 är utförda på periferin av en andra krans 48, som är vridfast monterad på planethjulshållaren 20. 11 Antalet första bommar 44 på den första axiellt förskjutbara kopplingshylsan 40 och påden ingående axeln 16 överstiger företrädesvis antalet kug gar 32 på ringhjulet 22. Dar-med erhålles ett stort antal bestämda låsta positioner mellan ringhjulet 22 och denförsta kopplingshylsan 40, vilket minimerar uppkomsten av fasetter och medför att ettstort antal fasetter kan bildas på kugghjulens 18, 22, 24 kuggar 32. Fasetterna kommerdock att ligga tatt bredvid varandra, så att de tillsammans kommer att upplevas som enhuvudsakligen jämn yta hos kuggama 32. Fasetterna påverkar därför inte växellådans 2 funktion och har ingen nämnvärd inverkan på kugghjulens 18, 22, 24 livslängd.

Den andra axiellt förskjutbara kopplingshylsan 42 är på en inneryta försedd med andrabommar 50, vilka är anordnade att samverka med motsvarande andra bommar 50 an-ordnade på ringhjulets 22 periferi och på ett utsprång 52, som är fast förbundet med växellådshuset 12.

Ett på planethjulshållaren 20 lagrat axialstopp 54 är anordnat att anligga mot ringhjulet22, vilket axialstopp 54 förhindrar ringhjulet 22 att förskjutas axiellt. Axialstoppet 54kan utgöras av en skivformad plåt, som medelst ett första axiallager 56 är lagrad påplanethjulshållaren 20. Axialstoppet 54 är roterbart i förhållande till planethjulshålla-ren 20 och den ingående axeln 16, och följer ringhjulets 22 rotation. Axialstoppet 54medför dels att ringhjulet 22 fixeras axiellt, dels att växellådans 2 axiallagring av deningående axeln 16 utsätts för mindre påfrestningar när kugghjulen 18, 22, 24 försesmed snedskuren kugg. Ett andra axiallager 57 kan anordnas mellan solhjulets 18 axel38 och planethjulshållaren 20 för att upptaga axialkrafter som uppkommer i solhjulet18.

Växellådans 2 lågväxel erhålls genom att den första kopplingshylsan 40 förskjuts axi-ellt för att frånkoppla planethjulshållaren 20 från den ingående axeln 16 samtidigt, elleri nära anslutning till att den andra kopplingshylsan 42 förskjuts, så att ringhjulet 22 till-kopplas växellådshuset 12. Den axiella förskjutningen av den första och andra kopp- lingshylsan 40, 42 åstadkommes med en första och andra växlings gaffel 58, 60, som 12 anordnas i ett på den första respektive andra kopplingshylsans 40, 42 utsida runtomlö-pande spår 62. Den första växlingsgaffeln 58 påverkas av ett första kraftorgan 64 ochden andra växlingsgaffeln 60 påverkas av ett andra kraftorgan 66. De första och andrakraftorganen 64, 66 kan utgöras av en pneumatisk eller hydraulisk cylinder. De förstaoch andra växlingsgafflarna 58, 60 och de första och andra kraftorganen 64, 66 ärschematiskt ritade i fig. 2.

Företrädesvis har respektive kopplingshylsa 40, 42 en liten massa, vilket medför att detåtgår låg energi och kraft att förflytta respektive kopplingshylsa 40, 42 vid växling.Därmed kan en snabb växling under en kort tidsperiod utföras mellan de olika växellä- gena i växellådan 2.

Fig. 3 visar en snittvy av växellådan 2 enligt uppfinningen i det andra växelläget ellerhögrangeläget, i vilket den första kopplingshylsan 40 har förskjutits till vänster i fig. 3för att sammankoppla den ingående axeln l6 med planethjulshållaren 20. Den andrakopplingshylsan 42 har förskjutits till vänster i fig. 3 för att frånkoppla ringhjulet 22från växellådshuset l2. Den andra kopplingshylsan 42 kommer därmed enbart varaförbunden med växellådshuset l2, vilket innebär att den andra kopplingshylsan 42 blirstillastående och inte kommer att påverka masströghetskrafter i huvudväxellådan 6 vidrotationen av ringhjulet 22. Momentöverförin gen från den ingående axeln l6 till denutgående axeln 28 sker därmed via den ingående axeln l6 och planethjulshållaren 20och vidare till den utgående axeln 28, varvid utväxlingen genom planetväxeln l4 blir l:l.

Växellådan 2 enligt uppfinningen fungerar enligt följ ande vid växling från det förstatill det andra växelläget, det vill säga från lågrangeläget till högrangeläget och skall be-skrivas i samband med figurema 2 och 3. I fig. 2 har växellådan 2 växlats till lågrange-läget, vilket medför att den första kopplingshylsan 40 förts till ett läge som frånkopplarden ingående axeln l6 från planethjulshållaren 20. Den första kopplingshylsan 40kommer inte att påverka mas strö ghetskrafter i huvudväxellådan 6 vid rotationen av den ingående axeln l6. Den andra kopplingshylsan 42 har förts till ett läge som samman- 13 kopplar ringhjulet 22 med växellådshuset l2. Således arbetar växellådan 2 i lågrange-läget, varvid en nedväxling sker genom planetväxeln l4. Växlingsförloppet frånlågrangeläget till högrangeläget sker genom att den andra kopplingshylsan 42 från-kopplas det första ringhjulet 22 nar momentöverföringen mellan ringhjulet 22 och väx-ellådshuset l2 upphör, vilket åstadkommes genom att frånkoppla förbränningsmotorn4 från huvudväxellådan 6 genom en däremellan anordnad koppling 68. Altemativtstyrs förbränningsmotom 4 så att momentbalans mellan ringhjulet 22 och växellådshu-set l2 alstras. När den andra kopplingshylsan 42 inte längre överför något vridmomentmöjliggörs den axiella förskjutningen av den andra kopplingshylsan 42. Samtidigt ellerefter en förutbestämd tidsperiod skall den första kopplingshylsan 40 förskjutas av denförsta växlingsgaffeln 58 för att sammankoppla planethjulshållaren 20 med den ingå-ende axeln l6. Detta åstadkommes genom att styra förbränningsmotorn 4, så att deningående axeln l6 roterar med ett varvtal som är anpassat till planethjulshållarens 20varvtal. När den ingående axeln l6 och planethjulshållaren 20 roterar med sammavarvtal kan den första kopplingshylsan 40 ingripa med de på den ingående axeln l6 ut- formade första bommarna 44. Således arbetar växellådan 2 i hö grangeläget.

För att växla till lågrangeläget ska den första kopplingshylsan 40 förskjutas av denförsta växlingsgaffeln 58 åt höger i fig. 3 för att frikoppla planethjulshållaren 20 frånden ingående axeln l6. Detta möjliggörs genom att upphöra med momentöverförin genmellan den ingående axeln l6 och planethjulshållaren 20, vilket åstadkommes genomatt frånkoppla förbränningsmotorn 4 från huvudväxellådan 6 genom kopplingen 68.Altemativt styrs förbränningsmotorn 4 så att momentbalans mellan den ingående axelnl6 och planethjulshållaren 20 alstras. När den första kopplingshylsan 40 inte längreöverför något vridmoment möjliggörs den axiella förskjutningen av den första kopp-lingshylsan 40. Samtidigt eller efter en förutbestämd tidsperiod skall den andra kopp-lingshylsan 42 förskjutas av den andra växlingsgaffeln 60 i riktning mot ringhjulet 22för att därmed sammankoppla ringhjulet 22 med växellådhuset l2. Eftersom den andrakopplingshylsan 42 är stillastående måste ringhjulet 22 bringas till ett stillastående lägeinnan sammankopplingen sker mellan den andra kopplingshylsan 42 och ringhjulet 22.Detta åstadkommes genom att styra förbränningsmotom 4, så att den ingående axeln l6 roterar med ett varvtal som är anpassat till planethjulshållaren 20 och planethjulens 14 24 varvtal, vilket medför att ringhjulet 22 kommer att stå stilla. När ringhjulet 22 stårstilla kan den andra kopplingshylsan 42 ingripa med de på ringhjulet 22 utformadeandra bommama 50. Således arbetar växellådan 2 i lågrangeläget, vid vilket en ned- växling sker genom växellådan 2.

En elektronisk styrenhet 70 är kopplad till växellådan 2, huvudväxellådan 6, förbrän-ningsmotorn 4 och kopplingen 68 för att utföra växelstegen ovan. Eöreträdesvis kan ettantal inte visade varvtals givare i växellådan 2, huvudväxellådan 6, förbränningsmotorn4 vara anslutna till styrenheten. En annan dator 72 kan också vara ansluten till styren-heten 70. Styrenheten 70 kan vara en dator med lämplig programvara för detta ända-mål. Styrenheten 70 och/eller datom 72 innefattar ett datorprogram P, som kan inne-fatta rutiner för att styra växellådan 2 enligt föreliggande uppfinning. Programmet Pkan vara lagrat på ett exekverbart vis eller på komprimerat vis i ett minne M och/eller iett läs/skrivminne. Eöreträdesvis tillhandahålles en datorprogramprodukt, som innefat-tar en pro gramkod lagrad på ett, av en dator läsbart, medium för att utföra växelste genovan, när nämnda pro gramkod körs på styrenheten 70 eller en annan dator 72 anslutentill styrenheten 70. Nämnda pro gramkod kan vara icke flyktigt lagrad på nämnda av en dator läsbara medium.

Den ovan beskrivna växellådan 2 är fördelakti g ur tillverknings- och monteringssyn-punkt, då erforderlig bearbetning av ingående delar är enkel och dessutom antalet ingå-ende delar är litet. Utformningen är vidare sådan att utrymmesbehovet i såväl axiellsom radiell led är ringa. Den beskrivna växellådan 2 kan användas även i andra sam-manhang än vad som har beskrivits ovan. Sålunda är det t.ex. möjligt att utnyttja denvid hydrauliska automatväxellådor där ett flertal växellådor med planetväxlar samman- kopplas med varandra.

Enligt ett utförande av uppfinningen är det möjligt att anordna en första kopplingsrin g(inte visad) och minst en första synkroniseringsring (inte visad) mellan den förstakopplingshylsan 40 och planethjulshållaren 20, vilken första kopplingshylsa 40 är an- ordnad att sammankopplas med den första kopplingsringen i det första växelläget. Där- med kan en mekanisk synkronisering mellan den ingående axeln l6 och planthjulshål-laren 20 åstadkommas. På motsvarande satt kan en andra kopplingsring (inte visad)och minst en andra synkroniseringsring (inte visad) anordnas mellan den andra kopp-lingshylsan 42 och ringhjulet 22, vilken andra kopplingshylsa 42 ar anordnad att sam-mankopplas med den första kopplingsringen (inte visad) i det första vaxellaget. Dar-med kan en mekanisk synkronisering mellan ringhjulet 22 och vaxellådshuset l2åstadkommas. Funktionen hos vaxellådan 2 enligt detta utförande fungerar på motsva-rande satt som med kopplingshylsoma 40, 42 utan synkronisering, men istallet för attalstra momentbalans med förbranningsmotom 4 och upphöra med momentöverföringgenom urkoppling av förbranningsmotorn 4 kommer kopplingsringama och synkroni-seringsringama tillse att samman- och frånkoppling av ingående axel l6 och planet- hjulshållare 20 respektive ringhjul 22 och vaxellådshus l2 möjliggörs.

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

Claims (3)

1. Växellåda för fordon, innefattande en planetvåxel (14) med ett ringhjul (22), ett sol-hjul (18) och en planethjulshållare (20), på vilken minst ett planethjul (24) år roterbart lagrat, vilket ringhjul (22) och solhjul (18) ingriper med det minst ena planethjulet (24)medelst kuggar (32); och en forsta axiellt forskjutbar kopplingshylsa (40), som i ett första våxellåge år anordnadatt frånkoppla en till våxellådan (2) ingående axel (16) från planethjulshållaren (20) och i ett andra våxellåge år anordnad att sammankoppla den ingående axeln (16) med planethjulshållaren (20);»g§ g,-en andra axiellt forskjutbar kopplingshylsa (42), som i det forsta våxellåget år anord-nad att sammankoppla ett kring planetvåxeln (14) omgivande våxellådshus (12) medringhjulet (22) och i det andra våxellåget år anordnad att frånkoppla våxellådshuset(12) från ringhjulet (22),_ \ å y., \)l\1\§ x. .*\}.

2. Våxellåda enligt krav 1, kännetecknad av att ett på planethjulshållaren (20) lagrataxialstopp (54) anligger mot och år forbundet med ringhjulet (22), vilket axialstopp(54) forhindrar ringhjulet (22) att forskjutas axiellt.

3. Våxellåda enligt något av kraven 1 - 2, kännetecknad av att den andra axiellt för-skjutbara kopplingshylsan (42) i det andra våxellåget enbart år förbunden med våx-ellådshuset (12). 17 Växellåda enligt 3 (34) är så utformat att planetväxeln (14) kan monteras och demonteras i ett stycke på den ingående axeln (16). Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den första axielltförskjutbara kopplingshylsan (40) på en inneryta är försedd med första bommar (44),vilka är anordnade att samverka med motsvarande första bommar (44) anordnade på den ingående axeln (l6) och planethjulshållaren (20). Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att den andra axielltförskjutbar kopplingshylsan (42) på en inneryta är försedd med andra bommar (5 0),vilka är anordnade att samverka med motsvarande andra bommar (5 0) anordnade på ringhjulet (22) och på växellådshuset (l2). Växellåda enligt krav kännetecknad av att antalet första bommar (44) på denförsta axiellt förskjutbara kopplingshylsan (40) och på den ingående axeln (l6) översti-ger antalet kuggar (32) på ringhjulet (22). Växellåda enligt något av föregående krav, kännetecknad av att ringhjulets (22),solhjulets (18) och det minst ena planethjulets (24) kuggar (32) är utformade somsneda kuggar (32) och utbreder sig i en vinkel i förhållande till planetväxelns (l4) ro-tationsaxel (30). 18 Växellåda enligt något av foregående krav, kännetecknad av att våxellådan (2) år en rangevåxellåda och att den ingående axeln (16) år kopplad till en huvudvåxellåda (6)- 5 Fordon (1), kännetecknat av att det innefattar en Växellåda (2) enligt något av kraven l -