SE513390C2 - Fordonsväxellåda - Google Patents

Description

513 390 2 En annan spärrfimktiorr, som hindrar växling från högrange till lågrange vid hastig- heter ovanför en förutbestämd hastighet, utnyttjar en hastighetsavkärmare, som styr en magnetventil i trycklufttillförsellednirrgen till rangeväxellådans manövercylinder.

När fordonshastigheten överskrider den förutbestämda hastighetsgränsen, stänger magnetventilen och hindrar trycklufttillförsel till manövercylindem.

I växellådor för tyngre lastbilar såväl utan som med en rangeväxellåda med felväx- lingsspärrar av ovan beskrivet slag förekommer ibland s k servosynkroniseringsan- ordningar. Sådana synkroniseringsanordningar utnyttjar rotationsenergin hos växel- lådans egna roterande delar för att reducera den växelspakkraft som behövs för syn- kroniseringsarbetet. I princip kan härvid växlingen efter manuell iriitiering av syn- kroniseringsförloppet (lätt rörelse av växelspaken från neutralläget mot ett växellå- ge) ske helt och hållet under inverkan av det bildade servosystemet. Detta medför emellertid en risk. Om en förare oförsiktigt lägger handen på växelspaken med spa- ken i neutralläget, kan handen och delvis armens egen tyngd räcka för att föra spa- ken i synkroniseringsläge utan att detta egentligen märks. Om kopplingspedalen är nedpressad och motom är frikopplad från växellådan, är detta inget problem utan växlingen genomförs normalt. Om däremot kopplingen inte är frikopplad utan mo- tom driver växellådans ingående axel, kommer relativt varandra rörliga synkronise- ringskonor att gå i fiiktionsingrepp med varandra och på kort tid slitas ut, eftersom det då inte bara är i växellådan berörda axlar och kugghjul samt lamell som skall synlcroniseras utan dessutom hela motom.

Genom US-A-4549637 är en växellåda med en spärr för växelreglaget känd, som innefattar organ, vilka pâverkas av läget hos en kopplingspedal och vid opäverkad kopplingspedal håller ett spärrelement i spärrat läge.

Syftet med föreliggande uppfinning är generellt att åstadkomma en växellåda avi inledningen angivet slag, som är så utrustad, att växling möjliggörs om ett tryckfall uppträder i fordonets tryckluftlcrets. *l- 10 15 20 25 513 3390 Detta uppnås enligt uppfinningen genom att organ är anordnade, som vid påverkan av växelreglaget med viss manöverkraft flyttar spärrelementet ur spärrläget.

Vid en fóredragen utforingsform av en växellåda enligt uppfinningen innefattande en basväxellåda och en rangeväxellåda och med en spärranordníng, som hindrar växling i basväxellådan innan växlingen i rangeväxellådan är slutförd, utnyttjas en och samma spärranordning både för spärrftuilctionen under växlingen i rangeväxel- lådan och for spärrftmktionen när kopplingen är tillslagen. I stället för att som hos den tidigare kända och beskrivna spärranordningen utnyttja en enkelverkande manövercylinder med fjäderorgarr, vilka belastar spärrelementet i riktning från spärrläget, utnyttjas här en dubbelverkande kolv-cylinderanordning med fiäderorgan som belastar spärrelementet mot spärrläget. Härigenom säkerställs spärrfimktionen i neutralläget även om det skulle uppstå ett tryckfall i fordonets tryckluftsystem.

Uppfinningen beskrivs närmare med hänvisning till på bifogade ritningar visade ut- föringsexempel, där fig. 1 visar en delvis uppskuren sidovy av en växellåda enligt uppfinningen med en basväxellåda och en rangeväxellåda, fig. 2a och 2b tvärsnitt genom en neutrallägesspärr hos växellådan i fig. 1 tillsammans med schematiskt framställda reglerorgan samt fig. 3 ett längdsnitt genom en del av växellådans rang- eväxel innefattande en manövercylinder.

I fig. 1 betecknar la huset till en basväxellåda, i vilket en ingående axel 2, en mel- lanaxel 3 och en huvudaxel 4 är lagrade. Den ingående axeln 2 driver mellanaxeln 3 via ett par på resp axel fixerade kugghjul 5 resp 6. På mellanaxeln 3 är fem ytterli- gare kugghjul 7, 8, 9, 10 och 11 fixerade, av vilka kugghjulen 7, 8 och 9 ingriper med på huvudaxeln 4 roterbart lagrade löphjul 12, 13 resp 14, vilka är låsbara på huvudaxeln 4 med hjälp av axielltfcirskjutbara kopplingshylsor 15 resp 16, som samverkar med inte närmare visade synkroniseringsanordningar avi och for sig känt 10. 15 20 25 513 390 4 slag. Dessa kan exempelvis vara av den typ som visas och beskrivs i SE-A-502 042, dvs s k servosynkroniseringar. Ettans, tvåans resp treans växel erhålls genom låsning av löphjulet 13, löphjulet 14 resp löphjulet 12 i nänmda ordning på huvudaxeln 4 genom förskjutning av resp kopplingshylsa 15, 16 med hjälp av växellådans växelfö- rarmekanism. Denna innefattar ett par skiftstänger 17, 18 med varsin urtagning 19, i vilken ett finger 20 på en reglageaxel 21 är införbart. Skiftstången 17 är ledbart för- bunden med en i växellådshuset 1 svängbart lagrad skiftgaffel 22, som ingriper med kopplingshylsan 15, medan skiftstången 18 är ledbart förbunden med en i växel- lådshuset lagrad skiftgafie123, som ingriper med kopplingshylsan 16. Reglageaxeln 21 är lagrad tvärs vâxellådans axelrikming och är förskjutbar i denna riktning samt vridbar. Vid förskjutning av reglageaxeln 21 flyttas fingret 20 i sidled ur ingrepp med urtagningen 19 i en skiftstång 17 eller 18 och in i motsvarande urtagning i en angränsande skiftstång 18 eller 17. Genom vridning av reglageaxeln 21 åstadkom- mes förskjutning av endera skiftstången med åtföljande svängning av tillhörande sldftgaffel 22 eller 23 och i- eller urläggning av ettans, tvåans eller treans växel.

På en ur huset la utskjutande ände av huvudaxeln 4 är ett solhjul 30 i en generellt med 31 betecknad planetväxel fixerat. Planetväxeln 31 är innesluten i ett hus lb, som är fastskruvat vid huset la. Solhjulet 30 ingriper med planethjul 32, vilka är uppbuma av en planethjulsbärare 33, vilken är fast förbunden med en utgående axel 34. Med hjälp av en axiellt förskjutbar kopplingshylsa 35 kan ett med planethjulen 32 ingripande ringhjul 36 förbindas antingen med huset lb, varvid den utgående axelns 34 varvtal reduceras (1ågrange)i förhållande till huvudaxelns 4 varvtal, eller med planethjulsbäraren 33, varvid nämnda axlar låses samman för direktdrivning (högrange) av den utgående axeln 34. Utväxlingen i den av planetväxeln 31 bildade rangeväxeln är så vald, att ettans växelläge i basväxellådan ger fyrans växel, tvåans växelläge ger femmans växel och treans växelläge ger sexans växel, när högrange är inkopplad i rangeväxellådan. Detta betyder att fyrans växel har samma växelspak- läge som ettans växel, femmans har samma som tvåans och sexans samma som lICZIIS. 4A 10 15 20 25 513 3590 Växellådan har en generellt med 40 betecknad neutrallägesspärr med dubbla spärr- ftmktioner, som skall beslaivas närmare med hänvisning till fig. 2a, 2b och 3. Neut- rallägesspärren innefattar ett kamelement 41, som i det visade utföringsexemplet är utformat i ett stycke med växlingsfingret 20 på reglageaxeln 21 och som följaktligen är fixerat relativt reglageaxeln. Kamelementet 41 är utformat med ett V-forrnigt spår 42, i vilket en ände 43 på en låskolv 44 är införbar. Kamelementet 41 och spåret 42 har sådan utsträclming i reglageaxelns 21 axelrikming, att en del av spåret 42 i neut- ralläget alltid befirmer sig mitt för låskolvens ände oberoende av reglageaxelns 21 sidoläge. Med låskolvens ände 43 införd i karnelementets 41 spår 42 är reglageaxeln 21 spärrad mot vridning, vilket betyder att basväxellådans inte visade, med reglage- axeln förbundna växelspak inte utan stort motstånd kan flyttas från neutralläget.

Låskolven 44 är fast förbunden med en reglerkolv 45 i en tryckluftcylinder 46, vars cylinderrum 47, 48 på ömse sidor om reglerkolven 45 via pneumatiska ventiler 49, 50 är anslutna till en inte visad tryckluftlcets. En skruvfiâder 51 i cylinder-rummet 48 belastar reglerkolven 45 i riktning mot kamelementet 41, vilket innebär att tjä- dern 51 håller låskolvens ände 43 inskjuten i kamspåret 42, när cylinderrummen 47, 48 är avluftade och reglageaxeln 21 ligger i neutralläget, så att kamspåret 42 ligger mitt emot låskolven (fig. 2b). Såsom framgår av figurerna har låskolven 44 avfasade ändkanter, som i kombination med spårets 42 V-form medför att reglageaxeln' 21 inte är helt spärrad i detta läge. När en tillräckligt stor krafi anbringas på den inte visade växelspaken kan reglagespaken vridas under samtidig utpressning av låskol- ven 44 ur karnspåret 42. Detta är emellertid något som normalt inte skall behövas utan endast om ett tryckfall uppträder i fordonets tryckluftkrets. Den fiäderbelastade låskolven motverkar således vridning av reglageaxeln och ökar den kraft som föra- ren behöver anbringa på växelspaken. Härigenom elimineras risken för att synkroni- seringsarbete initieras omedvetet.

Såsom schematiskt antyds i fig. 2a är tryckluftcylinderns 46 cylinderrum 47 anslutet till fordonets tryckluftsystem via en ventil 49, som påverkas av rörelsen hos fordo- nets kopplingspedal 61. När kopplingspedalen 61 är uppsläppt, avluftar ventilen 49 10 15 20 25 513 390 6 cylinderrummet 47 och låskolven 44 hålls i spärrläget av fjädern för att förhindra oavsiktlig växling. När kopplingspedalen 61 trampas ned för avsiktlig växling till- förs cylinder-rummet 47 tryckluft. Kolvarean i cylinderrummet 47 är härvid så vald, att den genom trycket på kolven utövade kraften är större än fjäderns 51 kraft, vilket innebär att låskolven 44 förs ur ingrepp med kamelementet och att växling kan ske utan hinder av neturallägesspärren.

Såsom även antyds schematiskt i fig. 2a kan tryckluftcylinderns 46 motsatta cylin- dermm 48 tillföras tryckluft via ventilen 50. Denna påverkas mekaniskt av en kolv- stång 62, som är förbunden med en kolv 63 i en tryckluftcylinder 64. Kolvstången 62 är förbunden med en skiftgafiel 65, som ingtiper med rangeväxelns kopplings- hylsa 35 (se fig. 3). Kolvstången 62 är utformad med ett par fördjupningar 66, 67, som representerar rangeväxelns bägge växellägen, dvs lågrange resp högrange. När en med ventilen 50 samverkande avkännare 68 inskjuter i endera tördjupningen 66 eller 67, står ventilen 50 i ett läge, i vilket cylinderns 46 cylinderrum 48 är avluftat.

Så snart kolvstången 62 börjar förskjutas for att genomföra växling i rangevâxellå- dan trycks avkânnaren 68 uppåt, varvid ventilen 50 öppnar och tillför tryckluft till cylinderrummet 48, så att låskolven 44 förs till spärrläget för att spärra reglageaxeln 21 i neutralläget oberoende av att föraren har trampat ned kopplingspedalen för att genomföra växling i basväxellådan i samband med växlingen i rangeväxellådan och att tryckluft därför samtidigt tillförs det motsatta cylinderrummet via den kopplings- styrda ventilen. Detta beror 'på att summan av fjäderkfaften och tryckfiiftlcfaften i spärriktningen är större än tryckluftkraften i den motsatta riktningen. På detta sätt hindras växling i basväxellådan innan växlingen är fullbordad i rangeväxellådan. Så snart växlingen i rangeväxellådan är fullbordad och avkännaren 68 nått in i endera fördjupningen 66 eller 67 avluftas spärrcylindems 46 cylinderrum 48, varvid låskol- ven 44 förs ur sitt spärringrepp under inverkan av trycket i cylinderrummet 47.

Claims (7)

1. 0 15 20 25 513 390 7 Patentkrav l. Fordonsväxellåda, innefattande en i ett hus (la) lagrad ingående axel (2), minst en av den ingående axeln driven mellanaxel (3), en huvudaxel (4), av mellanaxeln och huvudaxeln uppbuma, parvis med varandra ingripande kugghjul (7,12,8,13, 9, 14), av vilka minst ett kugghjul (12, 13, 14) i varje par är tiritt roterbart lagrat på sin axel och låsbart på axeln medelst en på axeln axiellt förskjutbart men ovridbart an- ordnad kopplingshylsa (15,16), som är samordnad med synlaoniseringsanordningar, ett växelreglage (21), vars rörelse i en riktning från ett neutralläge via rörelseöverfö- rande element (17,18,22, 23) åstadkommer förskjutning av en kopplingshylsa ( 15) till ett inkopplingsläge och vars rörelse från neutralläget i en arman riktning åstad- kommer förskjutning av en annan kopplingshylsa (16) till ett inkopplingsläge, samt spärrorgan (40) som innefattar ett spärrelement (44) med manöverorgan (45,46), som under förutbestämda drifisiörhållanden håller spärrelementet i ett spärrläge, i vilket det motverkar rörelse av växelreglaget, varvid spärrelementets (44) manöver- organ (45,46) innefattar organ (49) som är påverkade av läget hos en kopplingspedal (61) och vid opåverkad kopplingspedal håller spärrelementet i spärrläget, känne- tecknad av att organ (42,43) är anordnade, som vid påverkan av växelreglaget (21) med viss manöverkraft flyttar spärrelementet (44) ur spärrläget.

2. Fordonsväxellåda enligt krav 1, kännetecknad av att växelreglaget (21) är en vinkelrätt mot nämnda axlar (2,3,4) vridbart och axiellt förskjutbart lagrad reglage- axel, vars vridrörelse från neutralläget via de rörelseöverförande elementen (17, 18, 22,23) i ett första axiellt läge åstadkommer förskjutning av en kopplingshylsa (15) till ett inkopplingsläge och vars vridrörelse från neutralläget i ett andra axiellt läge åstadkommer förskjutning av en annan kopplingshylsa (16) till ett inkopplingsläge.

3. Fordonsväxellåda enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att spärrelementets (44) manöverorgan är bildade av en till en tryckrnediekälla ansluten kolv-cylinderanord- 10 15 20 25 513 390 s ning (45,46), vars kolv (45) är belastad av fiäderorgan (51) mot ett läge, i vilket spärrelementet ligger i spärrläget.

4. Fordonsväxellåda enligt krav 3, kännetecknad av att spärrelementet är en kolv- stång (44) med en ur cylindern (46) utskjutande ände (43), som i späntläget inskjuter i en urtagning (42) i ett med reglageaxeln fast förbundet element (41).

5. Fordonsväxellåda enligt lcrav 4, kännetecknad av att spärrelementets ände (43) och urtagningen (42) i det med reglageaxeln (21) fast förbundna elementet (41) är så utformade att - vid vridbelasming av reglageaxeln med ett visst vridmoment - regla- geaxeln vrids under utskjutning av spärrelementets ände ur urtagningen.

6. Fordonsväxellåda enligt något av kraven 3-5, kännetecknad av att huvudaxeln (4) driver solhjulet (30) i ett planetväxelsteg, vars planethjulsbärare (33) är fórbunl den med en utgående axel (30) och vars ringhjul (36) medelst en kopplingshylsa (35) är låsbart vid huset eller vid planethjulsbäraren, varvid kopplingshylsan är samordnad med en avkännare (68), som vid kopplingshylsans rörelse ger signal till manöverorganen att hålla spärrelementet (44) i spärrläget.

7. Fordonsväxellåda enligt krav 6, kännetecknad av att kolv-cylinderanordningen är dubbelverkande med ett cylinderrum (47,48) på vardera sidan om kolven och att fiäderorganen (51) är upptagna mellan en cylindervägg och kolvände i det ena cy- lindemnnmet (48), medan spärrelementet (44) är förbundet med kolven på den mot- satta sidan, varvid cylinderdiametem är så vald, att den genom medienycket på kol- ven verkande kraften är större än den av fjädem på kolven verkande motsatta kraften.