SE437418B - Vexellada med en effektuppdelande resp -adderande delningsmekanism - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 78Û4794-1 2 även genom de särskilda montagebetingelserna vid flera planethjul genom minskat kuggantal och nödvändigheten att iakttaga vissa radie- förhållanden. Å andra sidan måste momentförhållandet vid de båda effektuppdelande axlarna vid delningsmekanismen mycket noggrant mot- svara den genomsnittliga stegstorleken ? i växellådan för att man skall erhålla en ordnad och likformig serie av utväxlingar, varvid bl.a. redan avrundningen av det beräknade, ännu icke till ett heltal uppgående (teoretiska) kuggantalet till närmast liggande heltal kan medföra avvikelser i utväxlingen, som icke kan tolereras. i Vid växellådan enligt DT-OS 24 52 335 bildas ett backväxelläge genom ett förskjutbart kugghjul. Då en planetväxel redan förefinnes bildas flera i delningsmekanismen är det önskvärt, att backväxelläget kan med delar i denna delningsmekanism, t.ex. för att möjliggöra användbara backväxellägen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att förbättra en växel- låda av det slag som anges i ingressen till krav l så att en lättare avpassning av delningsmekanismen möjliggöres, att gränserna beträffan- de användbara utväxlingar och växelsteg kan utvidgas och att samtidigt en backväxel bildas med delningsmekanismen.

Delningsmekanismen enligt uppfiningen består av minst tvâ pla- netväxlar, varvid en fri kopplingsaxel i dessa kopplade planetväxlar är låsbar via en broms för uppnående av en omkastning av rotatíons- riktningen hos växellådan. En sådan delningsmekanism kan konstrueras på mycket olika sätt, blott följande betingelser är uppfyllda: a) en första axel förblir för alla växellägen anslutningsaxel (t.ex. ingångsaxel) för växellådan, b) i de med effektbildning arbetande framåtväxellägena är inget reaktionsorgan verksamt i delningsmekanismen utan en momentuppdelning all-l- ( från den första till den andra axeln sker i förhållandet 1: 9 P + l snittliga växelsteget i växellådan), varvid momenten vid den första och till den tredje axeln i förhållandet l: och den tredje axeln måste vara likriktade, c) för backväxellägena låses en för omkastning av rotationsrikt- ningen lämpad fri kopplingsaxel (fjärde axel) som reaktionsorgan över bromsen.

En av flera planetväxlar bestående delningsmekanism, som uppfyl- ler dessa betingelser, kan lättare anpassas, då flera planetväxlar står till förfogande för uppfyllandet av dessa betingelser, vilkas ut- växlingsförhållanden sinsemellan är varierbara. Gränserna för använd- ning av dylika delningsmekanismer kan vidgas väsentligt, då den av 10 15 20 25 30 35 40 78011794-1 3 flera planetväxlar påverkade momentuppdelningen pâ den andra och tred- je axeln icke är tvångsmässigt bunden till planetväxlarnas radieför- hållanden som vid användning av en enda planetväxel. Sålunda kan man även vid små steg i växellådan fortfarande uppnå konstruktivt gynnsam- . ma radieförhâllanden (för att exempelvis undvika ogynnsamma relativ- varvtal och alltför små planethjul). En delningsmekanism, som förbätt- rats genom användning av flera planetväxlar, möjliggör genom den till- lagda bromsen en omkastning av rotationsriktningen och därmed ett el- ler flera backväxellägen. Därigenom kan inom området för de tvångsvisa stegen antingen ett steg inbesparas eller de tidigare för backväxel- lägen använda stegen utnyttjas för bildande av två extra framåtväxel- lägen.

Lämpliga utföringsformer av uppfinningen framgår av underkraven.

I krav 2 anges en konkret utföringsform av en enligt uppfinningen ut- förd delningsmekanism, som är uppbyggd av endast två enkla planetväx- lar och uppfyller alla nämnda betingelser.

Denna delningsmekanism kan enligt krav 3 ytterligare förenklas, genom att tandningen på bägge ringhjulen är lika, så att de kan fram- ställas tillsammans på ett rationellt sätt.

I kravet 4 anges en ytterligare konkret utföringsform av en del- ningsmekanism enligt uppfinningen, vilken likaledes är uppbyggd en- dast av två enkla planetväxlar.

Krav 5 anger ett för bestämda inbyggnadsändamål lämpligt koaxiellt konstruktionssätt.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifo- gade ritningar, på vilka fig. 1 visar schematiskt en växellåda med en delningsmekanism bestående av två planetväxlar, vilken växellåda har elva framåtväxellägen och tre backväxellägen och uppvisar en med ingångsaxeln parallellt förskjuten utgångsaxel. Fig. 2 visar schema- tiskt en annan växellåda med en delningsmekanism av annat slag, vilken växellåda har fyra framåtväxellägen och 1 backväxelläge och likaledes har en ingångsaxel, som är parallellt förskjuten i förhållande till utgångsaxeln. Fig. 3 visar slutligen schematiskt en ytterligare växel- låda med likaxlig ingångs- och utgångsaxel. ” E växellådan enligt fig. l innehåller en delningsmekanism 10, som är uppbyggd av två enkla planetväxlar 20 och 30. Varje planetväxel_ uppvisar ett solhjul 21 resp. 31, en planethjulshållare 22 resp. 32, ' ett ringhjul 23 resp. 33 och en sats planethjul 24 resp. 34. Delnings- mekanismen uppvisar fyra axlar ll,l2,l3 och 14, av vilka den första axeln samtidigt är växellådans ingângsaxel. En koppling av de bägge vOGR-tflliihflï l0 15 220 25 30 7eø4794-1 i 4 planetväxlarna 20 och 30 sker exempelvis genom att ringhjulen 23 och 33 är förbundna med varandra och att även planethjulshållarna 22 och 32 är förbundna med varandra. Andra kopplingar är även möjliga utan vidare, utan att man överger uppfinningens huvudtanke.

Den första axeln ll i delningsmekanismen är förbunden med solhju- let 21 i den första planetväxeln 20, den andra axeln 12 är förbunden med solhjulet 31 i den andra planetväxeln 30 och den tredje axeln 13 är förbunden med de kopplade ringhjulen 23 och 33. De båda med varand- ra förbundna planethjulshâllarna 22 och 32 utgör kopplingsaxeln 14 som fjärde axel i delningsmekanismen. Den så bildade kopplade växeln uppvisar två rotationshastigheter, ty varvtalet vid axlarna ll, 12 och 13 är bestämt endast då varvtalet vid minst två av dessa axlar är bestämt. Dessutom sker i delningsmekanismen 10 en uppdelning av effekten, varigenom en bestämd momentandel av ingångsmomentet vid axeln ll överföres till var och en av axlarna 12 och 13.

De effekter, som överföres till den andra axeln 12 och den tred- je axeln 13 kan överföras över tvångsvis bestämda steg 40,41; 42,43; 44,45; 46,47; 48,49 och 50,51, vilka är inkopplingsbara via tillhöran- de kopplingar 52-57. Effektandelarna kan med hjälp av dessa koppling- ar sammanföras på utgångsaxeln 58 i växellådan (i detta exempel är ytterligare ett konstant utväxlingssteg inkopplat i form av kugghjulen 59,60 på utgångsaxeln 58, så att först en ytterligare axel 61 tjänst- gör såsom egentlig drivaxel, vilket man kan bortse ifrån vid bedöm- ning av växellådans princip).

Delningsmekanismen 10 är försedd med en spärrkoppling 16, i vars tillslagna tillstånd planethjulshâllaren 32 är förbunden med ringhju- let 33, varigenom delningsmekanismen roterar som en enhet och axlarna ll,l2 och 13 tvångsmässigt uppvisar samma varvtal.

Den fria kopplingsaxeln 14 kan bromsas via en broms 15, som är inkopplad endast i backväxelläge.

Växellådans funktion beskrives närmare under hänvisning till ne- danstående tabell, som visar de i de olika växellägena inkopplade kopplingarna. 7 ¶?(>()§š Cgåšgàïšflrr. 10 15 20 25 30 35 7804794-1 5 Växelläge aütväxling Tillslagna kopplingar resp. bromsar ï (mellan axlarna ll och 12) 15 16 52 54 56 53 55 57 1. 4,786 X X 2. 3,821 X X 3. 3,050 X X 4. 2,446 X X 5. 1,963 X X , 6. 1,567 X X 7. 1,250 X X 8. 1,000 X X 9. 0,800 X X 10. 0,639 X X ll. 0,509 X X R. - 7,344 X X R.¿ - 3,012 X X . R. _- 1,228 x x Såsom framgår av tabellen tillslås spärrkopplingen 16 i växel- Alägena l,3,5,7,9 och 11, och är frånslagen i de mellanliggande växel- lägena. Vid frânslagen spärrkoppling är delningsmekanismen verksam och tjänar till att uppdela stegen mellan växellägena med (i detta exempel) ojämna ordningsnummer. Av tabellen framgår vidare, att i varje växelläge är två kopplingar tillslagna och att vid varje ändring av växelläget den ena av de bägge tidigare tillslagna kopplingarna kan förbli tillslagen, så att blott ett enda kopplingsbyte erfordras.

De i tabellen angivna utväxlingarna uppnås med följande kuggan- tal: Positionsnummer: 21 23 31 33 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 Kuggantal : 58 89 25 89 14 67 20 61 27 53 36 45 45 36 53 27 Stegen mellan växellägena 1-ll är likformiga med en genomsnitt- lig steglängd ? = 1,25, vilket utgör en väsentlig utgångsstorhet för bestämning av alla kuggantalen. Kuggantalen i planetväxeln valdes så, att i växellägena 2,4,6,8,lO med effektuppdelning överför 0,556 gånger G¶š-ï-) av ingångsmomentet (axel ll) till axeln 12 och 0,444 gånger (-W-1-ï-) gånger ingångsmomentet till axeln 13. De tvångsvisa utväx- lingarna, hjulen 40-51, bestämdes så, att utväxlingen för hjulen 40 1" ppb 41 uppgick til1¶>7, för hjulen 42 och 43 ti11.?5, för hjulen 44 “flfw , 40' f*'56en-'4*š fi1~1s>~3~, för hjulen 46 och 47 till 01, för hjulen 48 och 49 PooR QUALITY 10 15 20' 25 30 35 H40 7-804794-1 6 hiliqfl och för hjulen so och 51 1-.111 V3.

Utväxlingarna i backväxellägena erhålles ur de med tandnings- förhållandet mellan ringhjulet 23 och solhjulet 31 multiplicerade ut- växlingarna i framväxellägena 1, 5 och 9. I praktiken kommer man icke ofta att utnyttja alla tekniskt möjliga backväxellägen, så att bland de som står till förfogande, i detta fall tre möjligheter, kan ett val träffas. Därigenom erhåller man ett visst spelrum vid avpassningen av den första planetväxeln, varigenom avpassningen av den totala del- ningsmekanismen underlättas.

Av tabellen över kuggtalen framgår, att bägge ringhjulen 23 och 33 uppvisar samma kuggtal. Bägge ringhjulens tandningar är fullstän- digt lika för möjliggörande av en rationell gemensam framställning.

Under hänvisning till fig. 2 skall nu en annan utföringsform av delningsmekanismen i växellådan beskrivas. Växellâdans övriga kon- struktion - med undantag för ett mindre antal växellägen - överens- stämmer med växellådan enligt fig. 1, varför delar med jämförbar funk- tion har samma hänvisningsbeteckningar som i fig. 1 dock med ett till- lägg av 100.

Delningsmekanismen 110 uppvisar fyra axlar lll,ll2,ll3 och 114, av vilka den första axeln 111 samtidigt är ingångsaxel för växellå- dan. En koppling av de bägge planetväxlarna 120 och 130, av vilka del- ningsmekanismen är uppbyggd, sker därigenom att solhjulen 121 och 131 är förbundna med varandra och att ringhjulet 123 i den första planet- växeln 120 är förbunden med planethjulshållaren 132 i den andra pla- netväxeln. Den första axeln lll i delningsmekanismen är förbunden med planethjulshållaren 122 i den första planetväxeln, den andra axeln 112 är förbunden med de kopplade solhjulen 121 och 131 och den tredje 113 är förbunden med ringhjulet 133 vid den andra planetväxeln 130.

Den fria kopplingsaxeln 114,som förbinder ringhjulet 123 och planet- hjulshållaren 132 är förbunden med en broms 115, som är tillslagen endast i backväxelläge.

U Växellådorna enligt fig. 1 och 2 är så konstruerade, att utgångs- axeln 58, 158 är parallellförskjuten i förhållande till ingångsaxeln 11, 111. Det är emellertid även möjligt och i vissa fall önskvärt att anordna utgångsaxeln likaxlig med ingångsaxeln. En sådan växel- låda visas i fig. 3 och skiljer sig principiellt från växellådan i fig. 1 genom den koaxiella anordningen liksom även ett bestämt schema hos de i de enskilda växellägena tillslagna kopplingarna. Den övriga konstruktionen överenstämmer med växellådan enligt fig. 1. Detaljer med jämförbar funktion är betecknade med samma hänvisningsbeteckningar ,,:«="¿ . V 1?c)t>Eà fiëtflëjíïïví 10 15 20 7804794 -1 7 som i fig._l ehuru med en ökning av 200.

En axel 258 resp. 258a, som är parallell med den andra och den tredje axeln 212 resp. 213 i delningsmekanismen 210 är icke längre utgångsaxel (såsom i fig. 1) utan tjänar här såsom mellanaxel. Utgångs- axeln 264 är likaxlig med axlarna 212 och 213 i delningsmekanismen 7 och kan direkt förbindas med axeln 212 via en koppling 265 eller kan drivas från axeln 258a via ett tvångsvis bestämt utväxlingssteg, kugg- hjulen 262 och 263.

Kopplingsschemat är följande: Växelläge Tillslagna kopplingar resp. bromsar 2l5 216 252 265 l. X X _ 2. X X 3. X X Backväxelläge X X Ett fjärde växelläge kan eventuellt även uppnås därigenom, att kopplingarna 215 och 265 tillslås samtidigt. Detta växelläge skulle uppvisa en utväxling av ett steg i förhållande till tredje växelläget - jämfört med de övriga växellägena. . _ .PCO-R Q-ÜÃLITY

Claims (5)

7804794-1 -P A T E N T K R A V

1. Växellåda med en effektuppdelande resp. -adderande del- ningsmekanism (10), som uppvisar två utväxlingsförhållanden, vid vilken en första axel (11) i delningsmekanismen samtidigt är den enaavïäxeflådans båda anslutningsaxlar (ingångs- eller utgångsaxel), medan en andra (12) och en tredje (13) axel i delningsmekanismen tillsammans med därtill hörande, tvångsvis bestämda och över kopplingar inkopplingsbara växelsteg bildar var sin överföringsväg för deleffekter, vilka via kopplingarna kan sammanföras till den andra (61) av växellådans båda anslut- ningsaxlar (ingångs- eller utgângsaxel), och innefattande en ytterligare koppling (16) för valfritt spärrande av delnings- mekanismen för att i ett bestämt växelläge utan uppdelning kunna överföra effekten via en av de båda överföringsvägarna, k ä n n e t e c k n a d a v att delningsmekanismen (10,110, 210) består av minst två kopplade planetväxlar (21,22,23,24 och 31,32,33,34;121,122...), och att en fri kopplingsaxel (14;114;214) i dessa kopplade planetväxlar kan spärras medelst en broms (15;115;215) i och för omkastning av växellådans _rotationsriktning.

2. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att delningsmekanismen (10) består av två enkla planetväxlar (20)30), vars ringhjul (23,33) och planethjulshållare (22,32) är förbundna med varandra, varvid solhjulet (21) i den första planetväxeln (20) är förbundet med den första axeln (11) i delningsmekanismen, solhjulet (31) i den andra planetväxeln (30) är förbundet med den andra axeln (12) i delningsmekanismen och de kopplade ringhjulen (23,33) är förbundna med den tredje axeln (13) i delningsmekanismen, och att planethjulshâllarna 22,32), som är kopplade via den fria kopplingsaxeln (14L kan dspärras med bromsen (15).

3. ; Växellåda enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att de båda ringhjulens (23,33) tandning är lika. QÛÉXQÉ) 12 7804794-1

4. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att delningsmekanismen (110) består av tvâ enkla planetväxlar (120,130), vars solhjul (121,131) är förbundna med varandra, varvid ringhjulet (123) i den första planetväxeln (120) är för- bundet med planethjulshâllaren (132) i den andra planetväxeln via den fria kopplingsaxeln (114), planethjulshâllaren (122) i den första planetväxeln (120) är förbunden med den första axeln (111) i delningsmekanismen, de kopplade solhjulen (121, 131) är förbundna med den andra axeln (112) och att ringhjulet (133) i den andra planetväxeln (130) är förbundet med den tred- je axeln (113), varjämte ringhjulet (123) i den första planet- växeln och därmed den fria kopplingsaxeln (114) kan spärras med bromsen (115).

5. Växellåda enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de båda anslutningsaxlarna (211,264) till växellådan lik- som även den andra och den tredje axeln (212,213) i delningsme- kanismen (210) är anordnade koaxiellt med varandra.