CN103299097B - 形状连接的双向换档离合器的同步装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种形状连接的双向换档离合器的同步装置,这种同步装置带有一个与工作轴轴向抗扭连接的套筒支座（2）和一个相对于该套筒支座抗扭的并可轴向移动的换档套筒（6）以及两个有效摩擦连接的同步离合器（5），后者位于对应的轴向侧并分别配有一个换档离合器轮。根据本发明，该同步离合器的套筒支座侧的同步环和套筒支座具有轴向相互啮合的圆周段。本发明可用于汽车的齿轮传动。

Description

形状连接的双向换档离合器的同步装置

技术领域

本发明涉及形状连接的双向换档离合器特别是齿轮传动的一种同步装置，该同步装置具有一个与工作轴轴向抗扭连接的套筒支座和一个相对于该套筒支座抗扭的并可轴向移动的换档套筒以及两个有效摩擦连接的同步离合器，后者位于套筒支座的对应的轴向侧并分别配有一个换档离合器轮，其中每个同步离合器都有一组离合器片并带有多个分布在套筒支座的圆周上的压块，这些压块通过换档套筒对这个或另一个同步离合器进行加载而可轴向移动。

背景技术

DE3208945A1发表了这种同步装置。这种熟知的同步装置特别适合于汽车业界的齿轮传动的有效形状连接的双向换档离合器。这种熟知的同步装置具有一根作为传动轴构成的工作轴，套筒支座抗扭地并轴向固定在布置在该工作轴上。套筒支支被一个换档套抗扭地包围，而后者可相对于该套筒支座运动。在该套筒支座的对应轴向侧上分别配置一个换档离合器轮，后者固定在齿轮传动装置的一个相应的齿轮上。该套筒支座配置了两个对置的同步离合器的两个轴向活动安装的同步环，该同步环可通过装在该套筒支座上的压块进行轴向移动。在每个同步环和相邻的换档离合器轮之间布置了一组离合器片，后者通过相应同步环的适当的轴向施压被压紧，所以可把扭矩以摩擦连接的方式传递到换档离合器轮上。压块的运动通过换档套筒的轴向移动来实现，而该换档套筒则通过手柄之类进行移动。在同步环和对应的换档离合器轮之间实现了转速一致致化以后，该换档套筒产生一定的移动，使同步环和换档离合器轮之间实现形状连接的同步传动。为此，该换档套筒内侧配有轴向啮合齿。换档离合器轮和对应的同步环具有按相同节径互补的外啮合齿，后者同样做成轴向啮合齿。套筒支座的另一轴向侧的结构和功能与上述的结构和功能相同。

发明内容

本发明的目的，是提出一个开头所述的那类同步装置，它与先有技术比较，减少了轴向结构长度。

这个目的是通过在同步离合器的套筒支座侧的同步环和套筒支座上设置若干轴向相互啮合的圆周段来实现的，从而可使同步环和套筒支座在轴向内相互啮合。为此，该套筒支座和/或同步环具有若干互补的轴向凹槽和/或轴向凸部。同步环和套筒支座通过本发明的解决方案轴向相互嵌套，从而减少了这个功能单元的轴向结构长度——相对于工作轴的旋转轴而言——。这样，整个同步装置就减少了轴向结构长度。本发明的解决方案以特别有利的方式适用于各种机械或汽车例如轿车、载货汽车或运营汽车的齿轮传动。

在本发明的一种结构中，套筒支座在其圆周上设置有许多均匀分布的轴向槽，这些槽交替地朝套筒支座的对应端面敞口。这些在圆周方向内相互错开布置的朝套筒支座的对应端面敞口的槽用于传动各对应轴向端面的两个同步环。

在本发明的另一种结构中，每个同步环都配置了与套筒支支的端面的轴向槽数目一致数目的外啮合齿段，它们轴向和径向嵌入这些槽中。同步环由于这种结构而无需在其整个圆周上设置外啮合齿。更确切地说，在一段大大减短的与套筒支座的槽的圆周长度一致的圆周长度上设置轴向外啮合齿足够。这样就简化了同步环的制造并降低了成本。最好每个同步环都具有一个托环，外齿啮合段从该托环中径向向外突起并在装配好的状态中嵌入套筒支座的槽中。外齿啮合段的圆周长度小于套筒支座的对应的轴向槽的圆周延伸长度，以使同步环在圆周方向内相对于套筒支座有一定的移动性。

因此有利于外齿啮合段在圆周方向以一定的间隙放置在对应的槽中。

在本发明的另一种结构中，换档套筒具有一个与外齿啮合段互补的轴向内齿啮合，该内齿啮合在每个同步环的外齿啮合段的范围内和在套筒支座的径向高度内分段地开槽。这种结构是必要的，以免换档套筒在中性位置内对同步环构成形状连接，从而妨碍同步环的灵活性。

在本发明的又一种结构中，换档套筒的开槽区段与套筒支座的开槽互补并交替地分布在对应端面的圆周上，从而保证了在换档套筒的中性位置内，该换档套筒与两个同步环都不构成形状连接。在槽之间的圆周方向内，套筒支座的整个轴向长度都配有外齿啮合。

在本发明的另一种结构中，套筒支座以及抗扭地并轴向活动地安装在该套筒支座上的换档套筒都具有互补的轴向齿啮合段，这些啮合段分布在该套筒支座和换档套筒的整个轴向长度上，其中，这些轴向齿啮合段——在圆周方向内看——设置在该套筒支座的槽和该换档套筒的内啮合齿的开槽区之间，这样就可在套筒支座和换档套筒之间获得一个大的轴向导向长度，从而减少了换档套筒对套筒支座的最大转矩。

在本发明的又一种结构中，压块与啮合齿段轴向相邻地布置在该套筒支座内。这样，这些压块就可轴向直接作用到同步环上。

在本发明的另一种结构中，压块包括与换档套筒的内侧圆周槽共同作用的加压球件，以便保证在换档套筒轴向运动时压块的轴向移动性。换档套筒的内圆周槽与压块的加压球件在换档套筒和压块的中性位置内相互啮合，并在同步过程中仍保持相互有效连接。在换档套筒进一步轴向移动时，为了在双向换档离合器的相应离合器元件之间实现形状连接，该圆周槽和压块的球件相互胶离啮合。

附图说明

本发明的其他优点和特征可从各项权利要求中以及从本发明用附图表示的优选实施例的下列说明中得知。

图1表示用于形状连接的双向换档离合器的本发明同步装置的剖面透视图；

图2表示图1同步装置的另一透视图；

图3表示在略去外部换档套筒情况下的图1和图2的同步装置；

图4表示换档套筒移入了形状连接换档位置的图1至图3同步装置的一种结构型式；

图5表示换档套筒位于中性位置的图4同步装置；

图6表示图1至图5同步装置的套筒支座；

图7表示图1至图5同步装置的同步环；

图8表示图1至图5同步装置的换档套筒；

图9表示不带换档套筒时图3同步装置的一段放大图。

具体实施方式

从图1和图2可部分看出一种形状连接的双向换档离合器用于汽车的齿轮传动装置并在齿轮传动装置的两个同轴的不同换档齿轮之间进行来回换档。这种双向换档离合器具有一个图1至9所示的同步装置，并在一根未示出的传动轴（工作轴）和两个换档齿轮之一的之间的一次形状连接的换档过程之前，该同步装置进行该传动轴和相应换档齿轮的转速的同步化。

环形的套筒支座2抗扭地和轴向锁紧地也固定在这根未示出的传动轴上。与该传动轴同轴的换档齿轮安装在该传动轴上而可进行旋转运动。换档离合器轮3分别与每个换档齿轮固定连接，即既抗扭又轴向固定连接。两个换档离合器轮3布置在套筒支座2的对应的轴向端面上并离套筒支座2的轴向距离相同。为了相应转速的同步，每个轴向侧配置一个片式离合器形状的有效摩擦连接的同步离合器5。每个同步离合器在相应换向离合器轮3的范围内都有一个轴向固定的离合器环（图中未详细示出）和一个轴向运动的同步环4，后者紧贴在套筒支座2上。每组离合器片都配有若干内片及在其间布置的外片，其中，内片对相应换档离合器轮3是抗扭的，而外片则对相邻的同步环4抗扭。不论内片还是外片都相对于传动轴的旋转轴线同轴布置并由此相对于双向换档离合器的旋转轴线可轴向运动地布置。为了安装内片，每个换档离合器轮3都具有一个轴向向套筒支座2突起的、带有轴向外啮合齿的嵌套区段，内片旋转连接地但可轴向移动地夹持在该区段上。为了抗扭地夹持每组离合器片的外片，两个同步环4的每个环都配有啮合齿段11，这些啮合齿段带有相应造型的轴向内啮合齿13。此外，啮合齿段11配有轴向的外啮合齿14，后者呈台阶状向内啮合齿13轴向并径向向外放置，其节径与换档离合器轮3的轴向的外啮合齿的节径一致，且在其节距方面，这种外齿啮合与换档离合器轮3的轴向外齿啮合形状相同。

为了同步环4在左侧或右侧的片式离合器的相应操作时能够进行轴向移动，在套筒支座的圆周上均匀分布地癖共设置了六个压块7，这些压块抗扭地并可轴向移动地夹持在套筒支座2内。为此，在套筒支座2内也一共设置了六个压块嵌槽10（图6和9）。每个压块7都配有一个加压球17，该球以形状连接的方式与换档套筒6的内侧圆周槽8共同作用，而该换档套筒则以旋转连接的方式并可轴向移动地夹持在套筒支座2上。为了实现换档套筒6在套筒支座2上的这种旋转连接的约束方式而又具有可移动性，套筒支座2配有未详细示出的轴向的外啮合齿，其节径和节距与换档离合器轮3的轴向外啮合齿和财步环4的啮合齿段11一致。换档套筒6具有环状的互补内啮合齿15，这种啮合齿象套筒支座2的外啮合齿那样设计成轴向啮合齿。在外侧，齿轮传动的操作杆以原则上熟知的因而无需详细示出的方式作用到换档套筒上。

从图3至9可以看出，套筒支座2在其圆周上均匀分布地一共设置有六个轴向嵌槽9，其中在套筒支座2的对应的轴向端面各设置三个轴向嵌槽9。套筒支座2的每个轴向端面的三个轴向嵌槽9均匀分布在圆周上，因此相互间的圆周角为120°。而在对应轴向端面上的其他嵌槽9则在两个轴向嵌槽之间的圆周的一半错开布置在套筒2的圆周上，这样总共六个轴向嵌槽9以60°圆周角交替地——就图示而言——在左侧和右侧分布在套筒支座2的圆周上，即在圆周方向内，套筒支座2的一个右端面的一个轴向嵌槽9后面总是一个向左端面敞口的轴向嵌槽9，并在圆周方向的继续分布中又是一个左方的轴向嵌槽。相应的压块嵌槽10中心地设置在每个轴向嵌槽9的一半圆周长度上。

轴向嵌槽9用于轴向容纳这两个同步环4的啮合齿段11，其中套筒支座2的左侧轴向端面的那个同步环4与右侧轴向端面的另一个同步环4对应。所以每个同步环4都在其圆周上均匀分布三个啮合齿段11。每个同步环4都配有一个托环12，相同轴向端面的啮合齿段11轴向突起地固定在该托环的外圆周上。在所示实施例中，啮环齿段11被焊死在托环12的外圆周上。而在未示出的一些别的结构型式中，也可考虑将啮合齿段11一体成型在托环12上，或用机械固定方式将啮合齿段11固定在该托环上。

如图3、4和9所示，啮合齿段11在圆周方向内的长度比套筒支座2的轴向嵌槽9的圆周长度稍小一些，啮合齿段11的外啮合齿14的厚度即轴向延伸比对应嵌槽的轴向深度略小一些。

同步环4在安装后，它们在其外啮合齿14的区段内突起，所以不轴向突出套筒支座2。径向向内并轴向侧向交错排列的内啮合齿13则可轴向突出嵌槽，如果特定结构需要的话。换档套筒6的内啮合齿15在轴向嵌槽9的高度上和同步环4的啮合齿段11的外啮合齿14的高度上同样配有嵌槽16，以便即使同步环4轴向集成在套筒支座2内时仍能达到要求的同步功能和换档功能。在图8中也可看到换档套筒6的内侧上的圆周槽8，压块7的加压球17嵌入该圆周槽中。

本发明双向换档离合器的各种元件的功能原则上与熟知的双向换档离合器的功能没有什么差别。在图1、2和5的图示中，换档套筒6位于其中性位置，在这个中性位置内，两个片式离合器处于脱离状态，套筒支座2用它的传动轴旋转而与换档齿轮和对应的换档离合器轮3无关。一旦换档套筒6从这个中性位置轴向移出，圆周槽8便通过球17轴向带动套筒支座2内的相应压块7，于是压块在相应同步环4的托环12上作用一个轴向压力。与此同时，换档套筒6的内啮合齿15的相应楔形尖向前的端段与啮合齿段11的外啮合齿14的相应端面接触并将其强制压入一个轴向成直线的方向。同时通过相应的离合器组片经受同步环4的轴向移动而与相邻的换档离合器轮3建立摩擦连接。一旦换档离合器轮3和套筒支座2的转速通过相应的片式离合器5达到相同，换档套筒6便完全移入它的换档位置，于是它就轴向扣紧相应的换档离合器轮5（见图4）。这样就结束了换档过程。在换档套筒6进行这种轴向移动时，压块10的每个球17克服内置压缩弹簧的压力从换档套筒6的圆周槽8中压出来。换档套筒6通过简单的轴向移动就可重新回到中性位置，因为换档离合器轮3，相应的同步环4和套筒支座都是抗扭的，并通过换档套筒6保持轴向成直线。与此同时，压块7又一起退回，于是球件17在换档套筒的一次相应的轴向返回运动时重新进入圆周槽8中并以形状连接的方式轴向回到中性位置。

Claims (6)

1.形状连接的双向换档离合器用的同步装置，有一个与工作轴轴向并抗扭连接的套筒支座（2）和一个相对于该套筒支座抗扭地并能够轴向移动的换档套筒（6）以及两个有效摩擦连接的同步离合器（5），所述同步离合器对应该套筒支座的对置的轴向两侧并分别对应一个换档离合器轮（3），其中每个同步离合器都有一组离合片并带有多个分布在套筒支座（2）的圆周上的压块（7），为了通过换档套筒（6）对这一个或另一个同步离合器加载，这些压块是能够轴向移动地安装的，其中，同步离合器的套筒支座侧的同步环（4）和套筒支座（2）具有轴向相互嵌接的圆周段，其特征为，所述套筒支座（2）配有多个分布在其圆周上的轴向嵌槽（9），所述轴向嵌槽交替地向套筒支座（2）的对置的端面敞口，每个同步环（4）设有与在所述套筒支座（2）的一个端面上的轴向嵌槽（9）的数目一致的数目的啮合齿段（11），这些啮合齿段轴向和径向嵌入轴向嵌槽（9）中，所述换档套筒（6）具有与所述啮合齿段（11）互补的轴向的内啮合齿（15），所述轴向的内啮合齿在每个同步环（4）的啮合齿段（11）的范围内和在所述套筒支座（2）的轴向嵌槽（9）的径向高度上逐段地开槽，并且所述换档套筒（6）的开槽区（16）与套筒支座（2）的轴向嵌槽（9）互补地交替地分布在圆周上地从对置的端面开入。

2.按权利要求1的同步装置，其特征为，所述啮合齿段（11）以一定的间隙在圆周方向设置在对应的轴向嵌槽（9）中。

3.按权利要求1的同步装置，其特征为，所述套筒支座（2）以及抗扭地并能够轴向运动地布置在所述套筒支座（2）上的换档套筒（6）都配有互补的轴向啮合齿段，这些轴向啮合齿段在套筒支座（2）和换档套筒（6）的整个轴向长度延伸，这些轴向啮合齿段——从圆周方向看去——设置在所述套筒支座（2）的轴向嵌槽（9）和所述换档套筒（6）的轴向的内啮合齿（15）的开槽区（16）之间。

4.按权利要求1的同步装置，其特征为，所述压块（7）轴向布置在套筒支座（2）的啮合齿段（11）的轴向嵌槽（9）附近。

5.按权利要求4的同步装置，其特征为，所述压块（7）包括压缩弹簧加载的球件（17），所述球件与换档套筒（6）的内侧的圆周槽装置（8）共同作用，以保证在所述换档套筒（6）轴向运动时压块（7）的轴向移动性。

6.按权利要求1的同步装置，其特征为，所述同步装置用于齿轮传动。