SE530695C2 - Förfarande för att minska rotationsmotståndet hos kugghjul i en växellåda till motorfordon, jämte växellåda för genomförandet av förfarandet - Google Patents

Description

53Ü B55 2 Ett sätt att reducera sådana plaskförluster har varit att utnyttja en ”torrsunip”, varvid olja pumpas från en underliggande ackumulatortank och bringas att bespruta de verksamma kugghjulen, varefter den nedfallande oljan får rinna tillbaka till tanken via bottenhål i sumpen. Detta kräver utnyttjande av en energiförbrukande pump och speciella munstycken för att bespruta kugghjulen.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att föreslå ett förfarande av det in- ledningsvis nämnda slaget som möjliggör undvikande av plaskförluster vid direkt- växeldrift. För detta ändamål utmärker sig förfarandet enligt uppfinningen i sin vi- daste mening av de särdrag som är angivna i det självständiga patentkravet l. Ge- nom att tillfälligt sänka oljenivån i oljesumpen vid inkoppling av direktväxeldrift till en nivå, vid vilken de undre kugghj ulen i växelstegen kommer att rotera väsentligen beröringsfiitt med oljan, kan man minska plaskförlusterna i växellådan.

Enligt ett föredraget utförande av förfarandet enligt uppfinningen sker oljenivåsänk- ningen genom att de undre kugghjulen hos växelstegen bringas att slunga olja från ytområdet och in i en närliggande, oljeuppsamlande tank med ett för tillfället tillslu- tet, tillbaka till oljesumpen ledande utlopp. Härvid utnyttjas rotationsenergin hos de undre kugghjulen till att förflytta oljan till en högre lägespotential i en tank, varvid utloppet hos tanken kan omedelbart öppnas vid återgång till drift med växelstegen, så att oljan kan självrinna tillbaka till sumpen och höja oljenivån till normalnivå för växelstegen.

Det är ett annat ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma en växellåda, i som möjliggör ett genomförande av detta förfarande med reglering av oljenivån i sumpen under olika driftslägen. För detta ändamål utmärker sig växellådan enligt uppfinningen av de särdrag som är angivna i det självständiga patentkravet 4. Ge- nom att vid inkoppling av direktväxeln de roterande undre kugghj ulen i växelstegen 10 15 20 25 30 53Û B95 3 utnyttjas som skovelhjul för att fdrflytta olja från sumpen upp till ett intag hos och in i en närliggande tank, vars utlopp for tillfället är stängt, kan oljenivån sänkas i sum- pen så mycket, att de undre kugghjulen roterar väsentligen beröringsfritt med oljan i sumpen, varigenom plaskförlusterna kan reduceras utan att behöva tillföra ytterliga- re energi for att returpumpa oljan tillbaka till sumpen, då något av växelstegen akti- VCfaS.

Ytterligare särdrag hos förfarandet och växellådan enligt uppfinningen kommer att framgå av efieriölj ande detaljbeskrivning och de osjälvständiga patentkraven under hänvisning till bifogade ritningar.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. l är en schematisk tvärsektionsvy genom en växellådaenligt uppfinningen i ett i statiskt viloläge; Fig. 2 är en liknande tvärsektionsvy som visar ett driftsläge vid just ilagd direktväx- el; och Fig. 3 visar växellådan i ett efterföljande drittsläge, då oljenivån sänkts i oljesum- pen.

Detaljbeskrivning av en iöredragen utföríngsform av uppfinningen ~ Den i Fig.1-3 schematisk i tvärsektion visade växellådan 10 enligt uppfinningen in- nefattar ett hus 12, i vilket är roterbart lagrade två parallella kugghjulsbärande axlar, nämligen en övre huvudaxel 14 och en undre sidoaxel 16. Pâ huvudaxeln 14, som är sammankopplingsbar med icke visade ingångs- och utgångsaxlar vid växellådans ändar, är lagrade ett flertal kugghjul för olika växelsteg hos växellådan 10, varav ett i betecknas med 18, och som ingriper med samhörande kugghjulsdrev lagrade på si- 10 15 20 25 530 B95 4 doaxeln 16, varav ett betecknas med 20. Det i figurema visade kugghjulsparet 18, 20 bildar alltså ett av ett flertal växelsteg hos växellådan 10.

De undre kugghjulen 20 m.fl. hålles neddoppade någon centimeter i olja i en olje- sump 22 i bottendelen av växellådshuset 12 för att under drift smörja och kyla kugghjulen 18, 20 hos samtliga växelsteg. Denna neddoppning av kugghjulen orsa- kar plaskförluster, då de roterar i oljan, vilket även är fallet då en direktväxel är ilagd i växellådan, dvs. då kraften överförs direkt mellan ingångs- och utgångsax- lama med utväxlingstörhållandet 1:1 och alltså ej belastar kugghjulen i växelstegen, som därigenom ej kräver den Smörjning och kylning såsom vid drift via dessa växel- steg. För att i väsentlig grad reducera dessa plaskförluster vid inkoppling av direkt- växeln föreslås enligt föreliggande uppfinning att normalnivån NI (F ig. 1) hos oljan i oljesumpen 22 sänks till en nivå N; (Fig. 3), vid vilken de undre sidoaxeldreven 20 m.fl. kan rotera i huvudsak beröringsfritt med oljan i sumpen 22, medan oljenivån återställs till normalnivån N; snart något av växelstegen inkopplas. För att åstad- komma denna nivåsänkning på ett ur energisynvinkel lämpligt sätt föreslås, att de undre kugghjulen 20 m.fl. vid iläggning av direktväxeln utnyttjas som skovelhjul för att omflytta olja från sumpen 22 upp till en intilliggande tank 24, vars intagsöppning 26 är placerad på den vägg 28 av huset 12, som utsätts för oljestänket vid kugghju- lens 20 rotation i den i F ig. 2 visade riktningen. En ledplåt 30 kan härvid ha en lämpligt formad krökning för att underlätta oljans införing i tanken 24. I tankens 24 i botten finns ett tillbaka till tanken 24 ledande utlopp 32, vilket ligger ovanför den fria oljeytan i sumpen och i vilket är anordnad en elektriskt påverkbar ventil 34, som i i beroende av det aktuella driftsläget kan hållas öppen eller stängd. Alternativt kan emellertid utloppet 32 även placeras på en nivå under den fria olj enivån i sumpen 22 för återföring av i tanken 24 uppsamlad olja till sumpen 22.

Vid drift med något av växelstegen ilagt i växellådan 10 hålls ventilen 34 i tankens 24 utlopp 32 öppen, så att den i tanken 24 insprutade oljan kan direkt återföras till sumpen 22 för att upprätthålla rätt oljenivå NI däri. Så snart direktväxeldrift initieras 10 15 530 B95 5 stängs ventilen 34, varvid tanken 24 börjar fyllas med den olja som kugghjulen 20 i stänker in via intagsöppningen 26 (se Fig. 2). Tankens 24 volym är lämpligen an- passad till i huvudsak den oljemängd, som måste överföras från sumpen 22 till tan- ken 24 för att olj enivån skall sjunka till nivån NZ, vid vilken kugghjulen 20 roterar i huvudsak beröringsfritt med oljan i sumpen 22 (Fig. 3).

När sedan en nedväxling sker via något av växellâdans växelsteg, öppnas ventilen 34 omedelbart för att snabbt återställa oljenivån N] i sumpen 22. Ventilen 32 har för detta ändamål stor utloppsarea. För att tillfórsäkra en stömingsfri återföring av olja från tanken 24 till sumpen 22, i det fall då utloppet 32 ligger över oljenivån i sum- pen 22, är ett avskärrnningselement 36 anordnat mellan tankens 24 utlopp 32 och de undre kugghjulen 20 m.fl. i växelstegen.

Genom den föreslagna utföringsformen av växellådan enligt uppfmningen blir det alltså möjligt, att utan tillskott av energi till exv. en extem oljepump temporärt sänka oljenivån under körning med direktväxel och därmed minska plaskförlusterna i väx- ellådan.

Claims (10)

10 15 20 25 30 530 695 6 Patentkrav

1. l. Förfarande for att minska rotationsmotståndet hos kugghjulsväxlar (18, 20) i en växellåda (10) till ett motorfordon, vilken växellåda (10) har dels ett flertal par av i varandra ingripande kugghjul (18, 20), som bildar olika växelsteg hos växellådan, och dels en direktväxel mellan en ingångs- och en utgångsaxel hos växellådan, var- vid vid drift med inkopplade växelsteg (18, 20) en sådan oljenivå (N 1) upprätthålls i = växellådan (10), att en periferidel av undre kugghjul (20) hos växelstegen neddoppar i olja i en oljesump (22) hos växellådan, kännetecknat av att vid inkoppling av di- i rektväxeln bringas nivån (N 1) hos oljan i oljesumpen (22) att sjunka i sådan ut- sträckning, att de undre kugghjulen (20) hos växelstegen kommer att rotera i huvud-l sak beröringsfritt med oljan i oljesumpen (22), och att vid återinkoppling av drifi med växelstegen oljenivån återställs i oljesumpen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att vid inkoppling av direktväxeln sänks oljenivån i sumpen genom att de undre kugghjulen (20) hos växelstegen bringas att slunga olja in i en närliggande, oljeuppsamlande tank (24) med ett tillslu-1 tet, tillbaka till oljesumpen ledande utlopp (32).

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att vid drift med inkopplade växelsteg öppnas utloppet (3 2) i tanken (24).

4. Växellåda, innefattande ett hus (12), i vilket är lagrade dels ett flertal par av i var- andra ingripande kugghjul (18, 20), som bildar olika växelsteg hos växellådan (10), i och dels en direktväxel mellan en ingångs- och en utgångsaxel hos växellådan, var- vid en oljesump (22) är anordnad i en undre del av huset (12), kännetecknad av att till huset (12) är ansluten en oljeuppsamlingstank (24), som har dels ett övre oljein- tag (26) vid det område (28) av huset (12), som vid drifl av växellådans växelsteg utsätts for oljestänk av i oljan i oljesumpen (22) neddoppade, undre kugghjul (20) hos växelstegen, och dels ett undre utlopp (32) for återfóring av i tanken (24) upp- 10 15 20 25 530 555 7 samlad olja till oljesumpen (22), vilket utlopp (32) är tillslutbart vid direktväxeldrift för att sänka oljenivån i sumpen (22).

5. Växellåda enligt krav 4, kännetecknar! av att utloppet (32) innehåller en ventil- enhet (34), som är styrbar mellan ett öppet och ett stängt tillstånd i beroende av väx- ellådans driftsläge.

6. Växellåda enligt krav 4 eller 5, kännetecknad av att utloppet (32) mynnar i olje- sumpen (22) på en nivå ovanför den för växelstegsdrifi normala oljenivån (N 1) i Sumpen.

7. Växellåda enligt något av kraven 4-6, kännetecknar! av att en i växellådshuset (12) inskjutande ledplåt (3 0) är utformad att styra oljestänket från växelstegens und- re kugghjul (20) in i tankens (24) oljeintag (26).

8. Växellåda enligt krav 7, kännetecknad av att ledplåten (30) har en krökning som når in i tanken (24).

9. Växellåda enligt något av kraven 6-8, kännetecknad av att i huset (12) är anord- nad ett avskärmningselement (36) mellan tankens utlopp (32) och de undre kugghju-I len (20) i växelstegen för att tillförsälqa en stömingsfri återfóring av olja från tan- ken (24) till sumpen (22).

10. Växellåda enligt något av kraven 4-9, kännetecknar! av att tanken (24) är ut- formad som en integrerad del av växellådshuset (12).