SE504248C2 - Anordning för växelmanövrering - Google Patents

Description

504 248 10 15 20 25 30 2 För vardera rörelseriktningen skall därvid gälla att det första rörelsesteget sker snabbt, medan det därpå följande, andra steget skall genomföras långsamt.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen tillämpad på en fördelaktig utföringsform är att åstadkomma en kolv-cylinder-anordning där de "döda" volymerna vid de båda kolvenheter- nas respektive rörelseändlägen reduceras till ett absolut minimum.

Redogörelse fór uppfinningen Nämnda ändamål uppnås enligt uppfinningen därigenom att anordningen uppvisar de i patentkravets l kännetecknande del angivna särdragen.

En anordning enligt uppfinningen omfattar ett yttre cylinderhus och ett i detta cylinderhus förskj utbait anordnat kolv-cylinder-paket, som utgör första kolvenhet i anordningen. Detta kolv-cylinder-paket består av en inre cylinder och en i denna cylinder förskjutbart anordnad kolv, som utgör andra kolvenhet i anordningen. Den inre cylindern utgör alltså en i det yttre cylinderhuset förskjutbar kolvdel. Den i den inre cylindern förskjutbara kolven är fäst i ena änden av en för båda kolvenhetema gemensam kolvstång som skjuter ut ur kolv-cylinder- anordningen via en genomföringsöppning i den inre cylindems ena ändvägg och en med denna öppning koaxiell genomgångsöppning i det yttre cylinderhusets angränsande ändvägg, För drivningen av kolv-cylinder-anordningen är det yttre cylinderhuset försett med tryckfluidanslutningar. I praktiken torde det vara läinpligast att använda en gas såsom tryckfluid, och tryckluft är då ett praktiskt val vid tyngre fordon som har tryckluft tillgängligt från dess bromssystem.

Det yttre cylinderhusets tryckfluidanslutningar, som alltså i praktiken kan vara tryckluf- tanslutningar, omfattar minst en fluidkanal i förbindelse med vardera änden av det kolv- cylinder-paketet innehållande cylinderrummet i cylinderhuset. Genom dessa fluidkanaler kan den aktuella tryckfluiden tillföras vid eller bortledas från respektive ände av cylinder-rummet för åstadkommande av kolv-cylinder-paketets förskjutning inuti det yttre cylinderhusets cylinderrum. Den inre cylindern har i sin tur i var och en av sina båda ändväggar åtminstone en fluidgenomströmningspassage i förbindelse med cylinderrummet i den inre cylindem.

Genom dessa genomströmningspassager i den inre cylindems båda ändväggar kan den 10 15 20 25 30 504 248 3 aktuella tryckfluiden fås att inströmma i eller utströmma från den inre cylindems cylinderrum på ömse sidor av den däri rörliga kolven, för åstadkommande av denna kolvs förskjutning i den inre cylindern.

Anordningen enligt uppfinningen kan också uppvisa de ytterligare särdrag som framgår av de osjälvständiga kraven 2-6.

För att åstadkomma den speciella förflyttningskarakteristiken som skall utmärka en anord- ning enligt uppfinningen - d.v.s. snabb förflyttningsrörelse i det första rörelsesteget och långsam i det andra - är det lätnpligt att den inre cylindems fluidgenomströmningspassager genom dess båda ändväggar) har rriindre minsta genomströmningstvärsnittsarea än det yttre cylinderhusets fluidkanaler eller tryckfluidanslutningar. Genom att den inre cylinderns genomströmningspassager dimensioneras på detta sätt kan uppnås att de fungerar såsom strypta kanaler i jämförelse med det yttre cylinderhusets fluidkanaler eller fluidanslutningar.

Genom dessa strypta passager i den inre cylindems ändväggar kan den aktuella tryckfluiden strömma mellan det yttre cylinderhusets cylinderrum och cylinderrummet inuti den inre cylindem. För att i möjligaste mån undvika eller åtminstone till ett rninimium reducera de "döda" volymema vid ändytoma av anordningens båda kolvenheter i dessas respektive ändlägen kan det vara lämpligt att cylinderrummet i det yttre cylinderhuset vid sina ändar är begränsat av plana, inbördes parallella ändväggytor, varvid den inre cylindern uppvisar med dessa ändväggytor parallella, utvändiga ändytor. Härigenom möjliggörs god ytkontakt mellan den inre cylindems respektive ändyta och det omgivande cylindemimmets angränsande ändväggyta. Vid Omkretsen av vardera ändväggytan i det yttre cylinderhusets cylinderrum kan också finnas ett runtomgående spår i förbindelse med mynningen till fluidkanalen vid respektive ände av cylinderrummet.

För att bidra till att reducera de ovannämnda "döda" volymema kan också cylinderrummet i den inre cylindern vid sina ändar vara begränsat av plana, inbördes parallella, mot kolvstång- ens längdriktning vinkelräta ändväggytor, van/id kolven i den inre cylindem uppvisar med de nämnda ändväggytorna parallella utvändiga ändytoniråden, åtminstone i det radiellt sett yttre området av kolven. Härigenom möjliggörs god ytkontakt mellan cylinderrummets ändväggy- ta och kolvens ändytornråde i kolvens båda ändlägen i cylindernimmet. 504 248 lO 15 20 25 30 4 För att åstadkomma effektiv kolvtätning (i respektive cylindernim) för anordningens båda kolvenheter kan det yttre cylinderhuset lämpligen vara försett med en mot utsidan av den inre cylindems mantelvägg tätande ringtätning, varjäinte kolven inuti den inre cylindern lämpligen vid sin omkrets är försedd med en runtomgående kolvtätning anordnad i ett runtomgående spår i kolvens mantelyta. Det yttre cylinderhusets ringtätning kan exempelvis placeras i ett runtomgående spår i cylinderrummets mantelvägg.

Kort beskrivning av ritningsfigurerna Uppfinningen skall nu beskrivas och förklaras ytterligare nedan, under hänvisning till de bifogade ritningarna som visar axiella längdsnitt genom dels ett rent principiellt, idealiserat utförande av anordningen enligt uppfinningen, dels en praktisk utföringsform av en anord- ning enligt uppfinningen. Därvid visar: fig. l samma slags axiella längdsnitt genom ett idealiserat principutförande av en anordning enligt uppfinningen, varvid var och en av de fem delfigurerna la- le visar anordningen med dess båda kolvenheter i olika kombinationer av ändlägen; och fig. 2 visar i sidovy (och delvis i axiellt längdsnitt) ett konkret utförande av en anordning enligt uppfinningen inkopplad för manövrering av en växlingsaxel tillhörande en synkroniserad växellåda.

Beskrivning av utfóringsexempel Den i ñg. 1 visade kolv-cylinder-anordningen är avsedd för flerstegsförflyttning av ett manövreringsorgan, såsom exempelvis en växlingsaxel till en i dessa figurer icke visad synkroniserad växellåda i form av en planetväxel.

För anordningen enligt fig. 1 gäller härvid att den omfattar ett yttre cylinderhus 2 i vars cylinderrum 4 axiellt förskjutbart anordnat ett kolv-cylinder-paket 6, som utgör en första rörlig kolvenhet i anordningen. Detta kolv-cylinder-paket 6 omfattar en såsom cylindrisk kolvdel inuti cylinderhuset 2 förskjutbar inre cylinder 8 och en i denna inre cylinder förskjut- bart anordnad kolv 10. 10 l5 20 25 30 504 248 5 Kolven 10 utgör en andra kolvenhet i anordningen och är fäst i ena änden av en kolvstång 12 som skjuter ut ur kolv-cylinder-anordningen via dels en central öppning 14 i den inre cylindems 8 ena ändvägg 16, dels en med öppningen 14 koaxiell öppning 18 i det yttre cylinderhusets 2 ena ändvägg 20. Vid sin motsatta ände har det yttre cylinderhuset 2 en andra ändvägg 22, och ändväggarna 20, 22 ståri förbindelse med varandra genom cylinder- husets 2 mantelvägg 24. Den inre cylindern 8 omfattar förutom ändväggen 16 en mantelvägg 26 och en i den till ändväggen 16 motsatta änden av cylindern insatt andra ändvägg 28.

I kolv-cylinder-anordningen ingår på sedvanligt sätt ringforrniga tätningar 30, 32, 34 och 36, vilka tätar mellan anordningens inbördes rörliga delar.

I det yttre cylinderhusets 2 ändvägg 20 finns en genomgående kort fluidkanal eller öppning 38 och i husets 2 motsatta ändvägg 22 finns en motsvarande fluidkanal eller öppning 40.

Genom de båda öppningarna 38, 40 kan tryckfluid, såsom tryckluft, inströmma i eller utströmma från detta yttre cylinderrum 4 på ömse sidor om kolv-cylinder-paketet 6.

Den i kolv-cylinder-paketet 6 ingående inre cylindem 8 har en strypt genomströmnings- passage 42 i sin ändvägg 16 och en motsvarande, strypt genomströmningspassage 44 i den andra ändväggen 28. Genom dessa båda strypta genomströmningspassager 42, 44 står detta inre cylinderrum 46 inuti cylindem 8 i förbindelse med cylinderrurnmet 4 inuti det yttre cylinderhuset 2. Vid behov kan givetvis såväl det yttre cylinderhuset 2 som den inre cylindern 8 ha fler än en genomströmningsöppning eller passage i sina respektive ändväggar.

Att genomströmningspassagerna eller öppningarna 42 och 44 i den inre cylindems 8 ändväggar 16 och 28 är strypta innebär i detta fall att de har en minsta genomströmningstvärsnittsarea som är klart mindre än tvärsnittsarean för genomström- ningsöppningarna eller -kanalerna 38 och 40 i det yttre cylinderhusets 2 ändväggar 20 och 22.

Vi övergår nu till att i korthet beskriva funktionen av den i ñg. l visade kolv-cylinder-anordningen. 504 248 l0 15 20 25 30 6 Delfigur la visar situationen när såväl kolven 10 som kolv-cylinder-paketet 6 befinner sig i sitt högra ändläge. Tryckluft inledes därpå via fluidkanalen 40 i det yttre cylinderrummet 4 i det yttre cylinderhuset 2, och kolv-cylinder-paketet 6 förflyttas därigenom snabbt i riktning åt vänster, varigenom kolvstången 12 förflyttas till synkroniseringsläget för den medelst anordningen manövrerade, men här icke visade planetväxeln. Denna situation visas i delfigur lb. Samtidigt som synkroniseringen sker så strömmar tryckluft via den strypta passagen 44 in iden inre cylindem 8, för att därefter - när synkroniseringen är klar - kunna förskjuta kolven 10 vidare till det vänstra ändläget, vilken situation visas i delfigur lc. Eftersom tryck- lufttillförseln därvid emellertid sker via den strypta passagen 44 så sker förflyttningen av kolven l0 och därmed kolvstången 12 (som utgör, är kopplad till eller på annat sätt förbun- den med växlingsaxeln) långsamt och utan risk för att kolven l0 skall åstadkomma något störande oljud när den uppnår sitt ändläge och därvid kommer i kontakt med kolv-cylinder- paketets 6 ändvägg 16 som då redan ståri kontakt med cylinderhusets 2 ändvägg 20, Delfigurerna ld och le visar analoga rörelser i riktning åt höger.

Funktionsprincipen för den med kolv-cylinder-anordningen enligt uppfinningen åstadkomna fyrstegsförflyttningen av kolvstången 12 är såsom följer.

Den med fyrstegsförflyttning arbetande anordningen enligt uppfinningen (som för enkelhets skull också kan benämnas fyra-lägescylindem) kommer till användning när den aktuella omställningscylindem under sin slaglängd, vid en bestämd punkt (A respektive B, se delfigur lb respektive delfigur ld), måste övervinna en extra stor kraft, som har den egenskapen att den först stannar upp ornställningscylinderns rörelse, för att sedan efter en viss tid plötsligt börja minska i storlek.

Med en sådan belastningscykel för den omställnings- eller förflyttningsrörelse som skall genomföras, har kolv-cylinder-anordningen enligt uppfinningen följande arbetssätt: I utgångsläget för kolv-cylinder-anordningen som visas i ñg. 1 befinner sig kolv-cylinder-- paketet 6 i höger ändläge, såsom visas i delñgur la.

Därefter tillförs tryckluft (vid Ll) till cylinder-rummet 4 i det yttre cylinderhuset 2, såsom visas i delñgur lb. Denna trycklufttillförsel sker snabbt. Kolv-cylinder-paketet 6 skjuter då snabbt den yttre lasten (som verkar på kolvstången 12) från läget - i riktning mot läget + 10 15 20 25 30 504 248 7 (se delfigur la). Strax innan kolvstången 12 har uppnått punkten A möter den en kraft (K) som åstadkommer att kolvrörelsen stannar upp, såsom visas i delfigur lb. Efter en viss tid så minskar denna kraft (på grund av att den aktuella synkroniseringen i den manövrerade växel- lådan är fullbordad) och kolvrörelsen kan därmed fortsätta. Denna fortsatta kolvrörelse åstadkommes huvudsakligen genom en av stryppassagen 44 åstadkommen, strypt lufttillför- sel till det inre cylinderrummet 46 i den inre cylindern 8 och därmed till kolven 10. Denna strypta lufttillförsel sker alltså långsamt, vilket medför att också kolvens 10 och kolvstångens l2 fortsatta rörelse i riktning mot ändläget (som visas i delfigur lc) nu också sker långsamt.

Kolvstångens l2 förflyttningsrörelse från läget + till läget -, se delfiguema lc- le, innebär ett jämfört med förloppet enligt delfigurema la-lc omvänt förlopp, varvid dock läget A är bytt mot läget B.

Kolv-cylinder-anordningen enligt uppfinningen skall slutligen exemplifieras under hänvisning till en i fig. 2 visad konkret utföringsforrn av anordningen när den är inrättad för fyr- stegsförflyttning av en växelföraraxel till en synkroniserad växellåda av vilken endast schematiskt visas de båda kugghjulen 50 och 52. Kolv-cylinder-anordningens kolvstång 12 utgör i detta fall själv växelföraraxel för inkoppling av aktuella kugghjul i växellådan. I fig. 2 har för anordningens olika delar använts sarnrna hänvisningsbeteckningar som i fig. l när det fråga om delar som äger direkta motsvarigheter vid utförandet enligt fig. 1.

Den i fig. 2 visade kolv-cylinder-anordningen 54 är upptill i figuren försedd med en ventilen- het 56 med tryckluftanslutningar 58 och 60. Kolv-cylinder-anordningens 54 kolvstång 12 utgör i detta fall växelföraraxel för en växellåda i vilken kugghjulen 50 och 52 ingår. På kolvstången 12 fäst en växelgaffel 62 som medelst partiet 64 ingriper i ett utvändigt spår 66 i en kopplingshylsa 68. Den för växling av växellådan erforderliga axiella förskjutningen av kopplingshylsan 68 åstadkommes alltså genom kolvstångens 12 rörelse. I figuren är en icke närmare visad medbringares bomkransparti betecknat 70, och radiellt innanför detta bomkransparti finns på sedvanligt sätt ett par synkroniseringsringar 72 anordnade att samverka med koniska partier hos kugghjulen 50 och 52. Synkroniseringsringarnas tänder är betecknade 74 och kugghjulens kopplingständer är betecknade 76. 504 248 lO 15 20 8 Vi övergår nu till att närmare beskriva kolv-cylinder-anordningen 54, och då speciellt de delar av denna anordning vilka inte direkt framgår av eller har motsvarighet hos utförings- formen enligt fig. l.

Såsom klart framgår av ñg. 2 är det yttre cylinderrummet 4 i det yttre cylinderhuset 2 vid sina ändar begränsat av plana, inbördes parallella ändväggytor 78 och 80, vilka är vinkelräta mot kolvstången 12. Vid Omkretsen av vardera ändväggytan 78 respektive 80 finns ett runtomgående spår 82 respektive 84 som står i förbindelse med mynningen till fluidkanalen 40' respektive 38' vid respektive ände av cylinderrummet 4. Den såsom kolvdel fungerande inre cylindern 8 har med ändväggytorna 78, 80 parallella utvändiga ändytor 86 respektive 88. som niöjliggör god ytkontakt mellan den inre cylindern 8 och cylinderrummets 4 iindvägg- ytor 78 och 80 i kolv-cylinder-paketets 6 båda ändlägen i cylinderrummet 4.

Det inre cylinderrummet 46 i den inre cylindem 8 är också vid ändarna begränsat av plana, inbördes parallella, mot kolvstången 12 vinkelräta ändväggytor 90 och 92. Kolven 10 i den inre cylindem 8 har med dessa ändväggytor 90, 92 parallella utvändiga, ríngformade ändytornråden 94. Tack vare dessa ytor 90, 92 och 94 möjliggörs god ytkontakt mellan cylinderrummets 46 ändväggytor och kolvens 10 ändytornråden i vardera ändläget för kolven, med följd att volymema mellan kolven och ändytorrirådena kan göras liten. Även i detta fall är det yttre cylinderhuset 2 försett med en mot utsidan av den inre cylindems 8 mantelvägg tätande ringtätning 32 anordnad i ett runtomgående spår i cylinderrummets 4 mantelvägg. Vid Omkretsen av kolven 10 är en runtomgående kolvtätning 36 anordnad i ett spår 96 i kolvens mantelyta.

Claims (6)

10 15 20 25 30 ¿ 2 rt 504 248 Patentkrav

1. Anordning för stegvis förflyttning av ett manövreringsorgan, företrädesvis en växlingsaxel i en synkroniserad fordonsväxellåda, kännetecknad av att anordningen omfattar ett yttre cylinderhus (2) och ett däri förskjutbart anordnat kolv-cylinder-paket (6), som utgör första kolvenhet i anordningen och omfattar en såsom kolvdel i det yttre cylinderhuset (2) förskjut- bar inre cylinder (8) och en däri förskjutbart anordnad kolv ( 10) som utgör andra kolvenhet i anordningen och är fäst i ena änden av en med manöverorganet förbunden kolvstång (12) som skjuter ut ur anordningen via en i den inre cylindems (8) ena ändvägg (16) befintlig genomföringsöppning (14) och en med denna öppning koaxiell genomgångsöppning ( 18) i det yttre cylinderhusets (2) angränsande ändvägg (20), att det yttre cylinderhuset (2) har minst en fluidkanal (38, 40) i förbindelse med vardera änden av ett yttre cylinderrum (4) inuti det yttre cylinderhuset (2), för till- respektive bortledande av fluid till/från det yttre cylinder- rummet (4), och att den inre cylindern (8) har i var och en av sina båda ändväggar (16, 28) åtminstone en fluidgenomströmningspassage (42, 44) i förbindelse med ett inre cylinderrum (46) inuti den inre cylindern (8).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att den inre cylinderns (8) fluidgenomström- ningspassager (42, 44) har mindre minsta genomströrnningstvärsnittsarea än det yttre cylinderhusets (2) fluidkanaler (38, 40).

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att det yttre cylinderrummet (4) i det yttre cylinderhuset (2) begränsas vid sina ändar av plana, inbördes parallella ändväggytor (78, 80), som är vinkelräta mot kolvstången (12), varvid vid Omkretsen av vardera âindväg- gytan finns ett runtomgående spår (82 respektive 84) i förbindelse med mynningen till fluid- kanalen (40' respektive 38') vid respektive ände av det yttre cylinderrummet (4), och att den såsom kolvdel fungerande inre cylindem (8) har med de nämnda ändväggytoma (78, 80) parallella, utvändiga ändytor (86 respektive 88), som möjliggör god ytkontakt mellan den inre cylindems respektive ändyta och det yttre cylinderrummets (4) angränsande ändväggyta i den såsom kolvdel fungerande, inre cylinderns (8) båda ändlägen i det yttre cylinderrummet (4). 504 248 10 15 10

4. Anordning enligt krav 3, kännetecknad av att det inre cylinderrummet (46) i den inre cylindem (8) begränsas vid ändarna av plana, inbördes parallella, mot kolvstången (12) vinkelräta ändväggytor (90, 92), och att kolven (10) i den inre cylindern (8) har med dessa invändiga ändväggytor parallella utvändiga ändytorriråden (94), åtminstone i det radiellt sett yttre området av kolven ( 10), varigenom god ytkontakt mellan det inre cylinderrummets (46) ändväggyta och kolvens (10) ändytornråde möjliggörs i kolvens båda ändlägen i det inre cylinderrummet (46).

5. S. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att det yttre cylinderhuset (2) är försett med en mot utsidan av den inre cylinderns (8) mantelvägg tätande ringtätning (32) anordnad i ett runtomgâende spår i cylinderrummets (4) mantelvägg, och att kolven (10) i den inre cylindern (8) är vid Omkretsen försedd med en runtomgående kolvtätning (36) anordnad i ett runtomgående spår (96) i kolvens mantelyta.

6. Anordning enligt något av föregående krav. kännetecknad av att den kolv-cylinder- -anordningen drivande fluiden, som leds genom fluidkanalerna (38, 40; 382 40') i det yttre cylinderhuset (2) är under tryck stående gas, företrädesvis tryckluft.