CN1070589C - 具有自增力效应的同步器 - Google Patents

具有自增力效应的同步器 Download PDF

Info

Publication number
CN1070589C
CN1070589C CN96108006A CN96108006A CN1070589C CN 1070589 C CN1070589 C CN 1070589C CN 96108006 A CN96108006 A CN 96108006A CN 96108006 A CN96108006 A CN 96108006A CN 1070589 C CN1070589 C CN 1070589C
Authority
CN
China
Prior art keywords
tooth
clutch collar
clutch
hub
synchronous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN96108006A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1148144A (zh
Inventor
E·R·布拉远
O·J·奥尔森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of CN1148144A publication Critical patent/CN1148144A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1070589C publication Critical patent/CN1070589C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D23/0606—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation the blocking mechanism comprising an axially-extending shouldered pin passing through a hole in a radial wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0618—Details of blocking mechanism comprising a helical spring loaded element, e.g. ball
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/065—Means to provide additional axial force for self-energising, e.g. by using torque from the friction clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0656—Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0656—Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • F16D2023/0662—Details relating to special geometry of arrangements of teeth
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19284—Meshing assisters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

同步器的摩擦环40、42上的同步齿可将可操纵换档力F。从接合套34传递给摩擦表面。加接于传动轴的斜角自增力面72a、72b、74a、74b与加接于接合套的斜角自增力面76a、76b、76c、76d结合以提供通过摩擦环齿传递到摩擦表面上的附加力Fa。当接合套位于空档位置时，由接合套限定的一、二档齿组58、60可分别松动地配置在毂32的一、二凹槽内。当一、二档齿组中的一组与固定于一齿轮的齿相啮合时，另一组齿便被紧固地纳入相应凹槽的一部分内。

Description

具有自增力效应的同步器
本发明涉及一种具有自增力效应的摩擦环式同步器。
众所周知，在多传动比的传动装置中可使用摩擦环式同步器。这种装置包括多对摩擦副和爪式元件分别用以完成同步运动和可靠地接合一齿轮与轴，预增力总成用以接合摩擦元件以响应接合套初始接合运动，毂可转动地安装在传动轴上并带有外花键齿，该齿可移动地容纳接合套的内花键齿，接合套通常具有爪式元件对中的一对，摩擦环带有同步齿，其在完成同步运动前用以抑止接合套的接合运动以及用于从接合套传递换档力以增加摩擦元件的啮合力。
人们也知道在多传动比传动技术中使用同步装置来减少全部或一些传动齿传动速比的变换时间。同时，人们也懂得通过使用自增力型同步装置来降低操作车辆所需的换档力，即施加到接合套上的力。由于操作者所需的换档力主要随车辆尺寸及重量的增加而增加，所以自增力型同步装置对于卡车非常重要，并特别适用于重型卡车。本文中参考的自增力型摩擦环式同步器可参见美国专利No.3,548,983。销型自增力同步器可参见美国专利No.5,092,439。
本发明的目的在于提供一种经改进的自增力型摩擦环式同步器。
根据本发明的一种同步器机构，它包括绕同一轴线作相对转动的第一和第二驱动元件以及用于摩擦同步并可靠连接所述驱动元件的离合器，该离合器包括：带有第一齿的接合套，可从空档位置沿轴向移至与第二齿接合的位置，以便响应在轴向换档力(F0)作用下接合套向第二齿的接合运动而可靠连接驱动元件；带有第一摩擦面的第一摩擦装置，可响应接合套的接合运动而轴向移动来接合一第二摩擦装置的第二摩擦面以产生一同步扭矩(T0)；固定在第一驱动件上的毂，包括一外圆周面，该面具有多个可滑动接受第一齿的、周向间隔开的、沿轴向延伸的凹槽；第一和第二同步环，分别被固定在第一摩擦装置和接合套上，可结合以防止第一和第二齿的非同步接合；预增力装置，用于响应接合套在换档力(F0)作用下所作的初始接合运动将摩擦装置接合，以产生一个初始同步扭矩将同步环接合；自增力装置，被固定在接合套和毂上，可响应同步环的接合及毂与接合套之间的相对转动而移动接合，自增力装置被接合后反作用于同步扭矩以产生一个经同步环传递的、在换档力(+F0)方向上的附加轴向力(+Fa)以进一步加强摩擦面的接合力；接合套包括第三齿；毂包括多个间隔地配置在第一凹槽之间的、可滑动地接受第三齿的、轴向延伸的第二凹槽，在处于空档位置和同步环的接合位置时，第一和第二凹槽最少分别应有一部分第一和第三齿配置在其间，凹槽相对于其中的齿的周向宽度应允许接合套与毂间可相对转动，从而在接合套的接合运动期间，完成自增力装置的接合，当第一和第二齿被接合以防止接合套与毂之间的相对转动时，第二凹槽的一部分紧密接受第三齿；
其特征在于，接合套上包括一径向延伸的凸缘；第一同步环装置由多个周向间隔开的，从第一摩擦元件刚性地轴向延伸的且进入凸缘开孔中的锁销式装置所限定；第二同步环装置沿所述开孔限定。
下面，结合附图来说明本发明的同步器：
图1为处于空档位置的并可绕传动轴轴线转支的双作用摩擦环形同步器剖面图；
图2由图1中的传动轴轴向向左看到的部分去除的毂件立体视图；
图3-8所示为沿线3-3径向内视的同步器元件的几个工作阶段；
图9为作用在同步器同步面的轴向力及扭矩图解示图；
图10为图1-9的本发明双作用销式同步器的剖面图。
术语“同步离合器”表示通过刚性离合器将可选择传动速比齿轮接合在传动轴上的离合器，其中直到与刚性离合器相联系的同步摩擦离合器元件达到基本同步后，刚性离合器的接合才被阻止。术语“自增力效应”表示带有斜面或凸轮或其它此类装置的同步离合器可产生与摩擦同步器的同步扭矩成正比提高的接合力。
参考图1-8，图中所示为形成多级变速传动装置一部分的齿轮及同步器总成10。该总成10包括局部绘出的可以以中轴线12a为轴转动的传动轴12，松套在传动轴上并轴向隔开的齿轮14、16且应用已知方式保证这两个齿轮没有相对于传动轴的轴向移动，以及一双作用同步离合装置18。
同步离合装置18包括以已知方式轴各固定在齿轮14、16上的环形件20、22，此处，齿轮摩擦面24、26与元件20、22构成整体，齿轮的爪式齿28、30与元件20、22构成整体，毂件32轴向可转动地固定在传动轴12的中心孔32a内并具有轴向相对应的端部32b、32c和外圆面32d，接合套34具有轴向相对应的、可限定接合套长度的端部34a、34b，内花键齿组36被中心孔或接合套34的内圆面34c所限定，外花键组38、39被毂的外圆面32d限定，摩擦环40、42及同步齿44、46及摩擦面48、50与摩擦环40、42形成整体，从图3-8中我们可很好地了解预增力总成52与自增力总成54。这里，同步器包括三组周边向隔开的预增力总成和三组沿周向插入预增力总成间的自增力总成。每一同步齿都各自具有斜角同步面44a、44b和46a、46b。
内花键齿组36包括在接合套34轴线上延伸的三个齿56，三个第一八齿组均沿周向定位在齿56间，三个第二八齿组也沿周边方向定位在齿56间。每一组齿也可包括更多或更少数量的齿数。图3-8中表明了齿56中的两个齿和每个第一、第二齿组58、60中的八个齿。每个齿56在其相对端都有爪式齿部分56a、56b及卡槽56c。齿58、60的第一、第二齿组均包括四个中等长度的齿58a、60a，两个短齿58b、60b及两个长齿58c、60c。每个齿58、60、56a、56b具有可以已知方式与同步齿44、46的同步面相配合的斜角同步面58d、58e及60d、60e。另一方案中，齿58、60都可制成中等长度。此处如图8所示长齿可确保齿58和60从齿28、30脱离。其中，在长齿与爪式齿啮合的同时仍保持与同步齿44相啮合，所以可确保在没有同步齿背侧干扰的情况下，完成接合套34的分离运动。当然其它方式也可确保该分离运动，例如同步齿的背侧可形成斜面。齿56a、56b、58、60和28、30的侧面具有反旋出或自锁角度的特点以防止因疏忽造成的齿间脱离。这里所参考的内容详见美国专利No.4,727,968。
外花键组38、39的构造规定交替间隔的第一、第二凹槽62、64可分别承纳第一和第二齿组58、60。每个第一、第二凹槽62、64的轴向延伸部分的花键齿侧面38a、39a及38c、39c相对于齿58、60均具有周向间距以允许接合套和毂间实现有限的相对转动从而完成以上所述的自增力总成54的啮合。第一、第二凹槽62、64另一端轴向延伸部分的侧面38b、39b和38d、39d相对于齿60、58存在较小的周边间距以避免当齿组中的一个与加接固连在一齿轮上的爪式齿啮合时接合套和毂间的相对转动。
现有技术中，每一预增力总成52均包括装配在毂32上径向延伸盲孔中的螺旋压缩弹簧66和柱塞68并在接合套花键36内的环形卡槽56C内偏心设置一滚珠或滚柱70(此处用滚柱)。图1和图3所示的预增力总成52有弹性地将接合套34安装在空档位置。将滚柱70具周向间隙地设置在支撑面40a、40b之间且以已知方式用从摩擦环40、42伸入毂32支座凹槽32e内的调整片40b、42b限定上述支撑面，从而限制摩擦环与毂间的相对转动。自增力总成54均包括第一凸块72,该凸块由毂外圆面32d径向外伸并限定V形或倾斜的自增力面72a、72b，这些面周向相对且与垂直于轴线12a的平面斜交，第二凸块74，该凸块由毂外圆面32d径向外伸并可限定斜交于该平面的V形或斜角自增力面72a、72b,当从相对于传动轴轴线的径向观察时，该凸块与面72a、72b环形相对并其间带有一沙漏式凹口，凸块76沿接合套内圆面径向向内延伸并进入上述沙漏式凹口中凸块76包括分别与面72a、72b、74a、74b平行的斜角自增力面76a、76b、76c、76d。啮合时，这些平行的自增力面可提供附加轴向力(Fa)以减少同步时间和/或操作换档力，每一凸块76还包括垂直于该平面的非自增力面76e、76f以在接合套处于空档位置时分别啮合与其平行的非自增力面72c、72c。非自增力面可防止由于锥形离合器的扭矩作用而导致自增力面产生的不希望的动作，例如，锥形离合器摩擦面间粘性油的剪力可产生作用于上述斜面的扭矩。
当想要将任一齿轮安装在传动轴上时，(适于本申请，但未绘出的换档装置已在美国专利No 4,920,815中公开)可通过图中局部绘出的拨叉78沿轴向移动接合套34或向左结合齿轮14或向右结合齿轮16，此处左/右的方向可分别被视为正、负方向。换档装置通过连杆机构、由操作者手动变换档位或由致动器有选择地变换档位，还可以靠自动起动换档装置和控制换档装置的作用力大小等方式来实现换档装置的运动。当手动操作换档装置时，预增力总成可施加与操作者对接合套所施加的换档力成正比的预增力。无论手动还是自动，力均可沿轴向施加给接合套且与图9中的力(F0)成正比。预增力按接合套根据换档力(F0)的运动方向移动每一摩擦面48或50使其与相应的摩擦面初步接合以记录相关的摩擦环相对于毂32的距离从而用下述方式使同步面和自增力面定位。
在操作换档力+F。的作用下，接合套向左的初始轴向运动(正向)可靠预增力滚柱70经调整片支撑面40a传给摩擦环40，从而实现可动锥形面48与齿轮锥面24的初始摩擦啮合。当然，锥面的初始啮合力是弹簧66和锁槽56c壁角度的共同作用产生的。初始摩擦啮合(假定异步条件存在并暂时忽略自增力面作用)可产生一个初始锥形离合器啮合力和一可确保接合套34和摩擦环40间可有限相对转动的同步扭矩T。，因此同步齿44应移至同步齿的适当斜角同步面与花键齿58的适当斜角同步面能啮合的位置。如图4和5所示，当同步面接合时，接合套34上的全换档力+F。经斜角同步面44b、58d传递到摩擦面24、28上，从而靠全的换档力+F。实现离合器啮合以提供所需的操作同步扭矩T。(在图9中用箭头T。表示操作同步扭矩T。)。由于同步面相对于操作换档力+F。的轴向具有一定角度，所以在非同步条件下，它们便由锥形离合器产生与同步扭矩相反的、但小于同步扭矩的反作用力或解脱扭矩。由于基本已达到同步，同步扭矩便降至解脱扭矩以下，从而同步齿移出啮合位置以允许接合套持续轴向运动和可动颚式齿58与齿轮爪式齿28间的啮合。
调整片40b、42b通常有足够的间隙以允许斜角同步面44a、44b和46a、46b间充分转动以便开始就使其与相应的斜角同步面58d,58e和60d,60e充分接触。这种面44b、58d的开始就充分的接触已在图4中说明。在测试同步离合器18与同步面的初始充分啮合中，发现会经常发生过早解排。因此应通过增加无约束间隙量来防止过早解排以使各同步面象图4A中所示的那样开始接合。此处可通过减调整片的周向宽度来实现这一点(如图2所示，虚线42b表示原有的周边宽度，实线42b表示缩减后的宽度)。
由于忽略自增力斜面的影响，通过力F。提供的锥形离合器扭矩可用以下等式表示：
T。=F。Rcμc/sinα此处：
Rc=锥形摩擦面的平均半径
μc=锥形摩擦面的摩擦系数
α=锥形摩擦面的角度
考虑到自增力面、特别是图3-8中自增力面的影响，由于所施加的轴向换档力+F。的结果，同步扭矩T。自然会靠斜角同步面传递到接合套34上并经自增力面作用于轴12上。在啮合后，自增力面可限制接合套相对于轴12的转动并产生与换档力+F。在同一方向的、作用于接合套上的轴向力分量或轴向附加力+F。，因此，应进一步增加锥形离合器的啮合力以提供可加到扭矩T。上的附加同步扭矩Ta。
图3所示为所有同步器部件上的“空档位置”。但是，开始时，换档同步齿44,46可呈环形配置在同步环调整片40b,42b和毂32e允许的范围间的任意位置内。在操作换档力+F。作用下,接合套的初始轴向左移可象如前所述的那样，使锥形离合器面24、48啮合。图4所示为构件处于“预自增力位置”，其中摩擦面可充分接合以便开始传递扭矩并开始使摩擦环40相对于毂及接合套转动从而啮合同步面44b,58d,但并不足以使自增力面74a、76c啮合。在图5所示的“锁闭/自增力位置”中，全部换档力+F。经同步面传递并且由此产生扭矩T。通过接合的自增力面74a,76c反作用于轴12上。
如前所述，接合的自增力面产生与换档力+F。同一作用方向的轴向附加力+Fa可经接合同步面传递，从而可进一步增加摩擦面间的啮合力以产生可加到同步扭矩T。上的辅助扭矩。图9用图示法说明了啮合离合器摩擦面所需的轴向力+F。与+Fa的总和及由离合器摩擦面产生的同步扭矩Ta与同步扭矩T。的总和。由于已给出了操作换档力+F。和操作同步扭矩T。，那么轴向附加力的大小则更决定于啮合的自增力斜面的角度。该角度最好应足够大以产生足够数值的附加力+Fa，从而可提高同步扭矩并降低同步时间以便对操纵者所给出的适度换档力作出响应。但该角度也最好足够小以便产生可控制的附加力+Fa，即力+Fa必须随力F。的增加而增加，随+F。的降低而降低。若斜面角度太大，斜面会产生自锁效应而不是自增力效应，所以，一旦锥形离合器的初步啮合完成后，力+Fa将不取决于力+F。而迅速且不可控制地增加，从而易于使锥形离合器锁住。由于自锁而不是自增力的发生，会降低换档质量或换档感觉，也会过度压迫同步器元件，还会产生过热及锥形离合器表面的快速磨损，甚至还会使换档连杆的操作运动失灵。
若不选用附加轴向力对齿轮的加速或降速换档起作用，则会使用于加速或降速换档的斜面平行于轴12的轴线，例如若斜面74a、76c彼此平行，将没有附加力Fa对换档起作用。
用于计算提供附加轴向力F。的自增力面角度的主要变量为锥形离合器角，锥形离合器摩擦系数，锥形离合器的平均半径系数和自增力斜度，斜面摩擦系数及自增力面角度。本申请所参考的进一步计算和控制自增力或增压力的细节详见前述美国专利No.5,092,439。
图6所示为“增力解排位置”，该位置在解排扭矩分离同步面后立刻出现。在该位置上产生的自增力效应是用于惯性和/或锥形离合器未完全脱离的结果。解排发生时，辅助力会有助于重新启动与爪式齿58相接合的爪式齿28的轴向运动，并在齿58，28的V形端接合时，有助于移动爪式齿使其接合。解排发生时，辅助力可靠降低操纵者移动换档连杆以完成换档所需的额外力量来减小所谓的“换档凹槽”。即辅助力平滑且相对省力地完成换档。图7所示为“极端增力点”；图8所示为爪式齿58、28的全“接合点”。
图10所示为另一同步器总成110，它使用锁销式同步器140来代替同步齿44，并使用分离式锁销式预增力器142来代替图1-8中的预增力总成。总成110使用了与齿38、39、58和60类似的齿137、139、158和160，而图中未绘出的预增力器与图1-8中的预增力器54类似。
更特别的是，总成110包括以轴线112a为轴可转动地安装的轴112，分开地可转动地固定在轴上的变速齿114,116，及用已知方式固定在轴上、以确保变速齿间没有相对于轴的轴向移动的环形止推元件118,120，还包括一双作用锁销式同步离合器122。齿轮114,116与齿轮14,16类似，包括齿114a,116a。
同步装置122包括环形摩擦元件124、126和固定在齿轮114,116上的环形爪式齿114b,116b接合套128具有沿径向外伸的凸缘132，环形摩擦件或摩擦环136,138被三个周向分开的、沿每一摩擦元件轴向外伸并通过凸缘开孔132b的定位销140固定在一起。
易于看出，摩擦件124、136和126、138相互配合所限定的摩擦离合器用于在爪式离合接啮合之前先使齿轮相对于轴同步。应优选锥形离合同步器，但是也可使用其它型式的摩擦同步器。摩擦件124、126可用已知方式中的任一种加接在相应的齿轮上，例如通过焊接或其它已知技术从而使摩擦件与齿轮形成整体。其中，元件124、126具有可与爪式齿114b,116b相啮合的内齿以便使其相对于齿轮周边定位，而元件的轴向定位可通过已知方式由保持环提供。摩擦件124,126具有内部圆锥形摩擦面124a,126a,它们可分别与外锥形摩擦面136a,138a相接合。元件124,126和136,138也可分别用同步环或同步帽来代替。
每一锁销140包括略小于凸缘开孔132b直径的较大直径部分140a，其较小的直径部分140b留有间隙地放置在摩擦环136,138之间(这里位于中间)，且锥形同步环肩或面140c、140d沿锁销轴线外伸并相对于锁销轴线的垂线彼此轴向分开一定角度。表面140c、140d在同步基本实现后提供锁紧。较小直径部分在安装在它们相应的凸缘开孔内时允许刚性摩擦环和锁销总成相对于凸缘存在有限地转动以实现被凸缘开孔限定的带锁销肩倒角132d、132e的一锁销同步肩间的接合。
本申请应用的预增力总成142为美国专利No.4,252,222公开的分离锁销型。每一总成142均包括一对半圆形套管144，当被压在一起时，这对半圆形套管的较大的直径应小于开孔132c的直径，具有倒角端144b的半环形槽144a，并还包括片簧146，它用于分开环形槽以使槽的倒角与开孔132c相对端上形成的凸缘倒角132f啮合。
接合套128可滑动的配置在齿轮114、116轴向限定的毂148的外圆面上。该毂包括内花键齿148a，其与轴112上的外花键齿112b相啮合以防止它们之间的相对转动。除不需要同步器齿44和花键齿56以外，花键在接合套128和毂148间的布置基本上与图1-8中所示的一致。而图1-8和图10中装置的操作也基本一致。
本申请已公开了两种优选的有自增力效应的同步器实施例。相信在这两个优选实施例基础上的许多变化和改进都应在本发明的精神范围内。以下的权利要求意在覆盖所公开的装置的有创意部分，其变化和改进也属于本发明的精神的范围之内。

Claims (1)

1．一种同步器机构(110)，它包括绕同一轴线(112a)作相对转动的第一和第二驱动元件(112,114)以及用于摩擦同步并可靠连接所述驱动元件的离合器(122)，该离合器包括：
带有第一齿(58)的接合套(128)，可从空档位置沿轴向移至与第二齿接合的位置，以便响应在轴向换档力(F0)作用下接合套(126)向第二齿(28)的接合运动而可靠连接驱动元件；
带有第一摩擦面(136a)的第一摩擦装置，可响应接合套的接合运动而轴向移动来接合一第二摩擦装置的第二摩擦面(12a)以产生一同步扭矩(T0)；
固定在第一驱动件(112)上的毂(148)，包括一外圆周面(32d)，该面具有多个可滑动接受第一齿(58)的、周向间隔开的、沿轴向延伸的凹槽(62)；
第一和第二同步环(140c,132d),分别被固定在第一摩擦装置和接合套上，可结合以防止第一和第二齿(58,28)的非同步接合；
预增力装置(142,144,132),用于响应接合套(128)在换档力(F0)作用下所作的初始接合运动将摩擦装置(140c,132d)接合，以产生一个初始同步扭矩将同步环接合；
自增力装置(72,74和76),被固定在接合套(128)和毂(148)上，可响应同步环(140c,132d)的接合及毂与接合套之间的相对转动而移动接合，自增力装置被接合后反作用于同步扭矩以产生一个经同步环(140c,132d)传递的、在换档力(+F0)方向上的附加轴向力(+Fa)以进一步加强摩擦面(136a,124a)的接合力；
接合套(128)包括第三齿(60)；
毂(148)包括多个间隔地配置在第一凹槽(62)之间的、可滑动地接受第三齿(60)的、轴向延伸的第二凹槽(64)，在处于空档位置和同步环(140c,132d)的接合位置时，第一和第二凹槽(62,64)最少分别应有一部分第一和第三齿(58,60)配置在其间，凹槽相对于其中的齿的周向宽度(38a,39a和38c,39c)应允许接合套与毂间可相对转动，从而在接合套(128)的接合运动期间，完成自增力装置(72,74和76)的接合，当第一和第二齿(58,28)被接合以防止接合套与毂之间的相对转动时，第二凹槽(64)的一部分(38b,39b)紧密接受第三齿(60)；
其特征在于，
接合套(128)上包括一径向延伸的凸缘(132)；
第一同步环装置(140c)由多个周向间隔开的，从第一摩擦元件(136)刚性地轴向延伸的且进入凸缘开孔(132b)中的锁销式装置(140)所限定；
第二同步环装置(132d)沿所述开孔限定。
CN96108006A 1995-05-23 1996-05-23 具有自增力效应的同步器 Expired - Fee Related CN1070589C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US448,158 1989-12-08
US448158 1995-05-23
US08/448,158 US5588516A (en) 1993-12-27 1995-05-23 Synchronizer with self-energizing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1148144A CN1148144A (zh) 1997-04-23
CN1070589C true CN1070589C (zh) 2001-09-05

Family

ID=23779230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN96108006A Expired - Fee Related CN1070589C (zh) 1995-05-23 1996-05-23 具有自增力效应的同步器

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5588516A (zh)
EP (1) EP0744557B1 (zh)
JP (1) JPH094653A (zh)
CN (1) CN1070589C (zh)
BR (1) BR9601716A (zh)
CA (1) CA2174263C (zh)
DE (1) DE69610872T2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3685063B1 (de) * 2017-09-20 2022-11-16 Magna PT B.V. & Co. KG Synchronisierungseinheit

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904068A (en) 1996-04-30 1999-05-18 Eaton Corporation Semi-automatic shift implementation with synchronized transmission emulation
GB9612778D0 (en) * 1996-06-19 1996-08-21 Eaton Corp System and method for preventing gear hopout in a compound transmission
US6102180A (en) * 1996-09-16 2000-08-15 Eaton Corporation Pin-type synchronizer
US5738194A (en) * 1996-09-20 1998-04-14 Eaton Corporation Synchronizer
DE19733518A1 (de) * 1997-08-02 1999-02-04 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltkupplung
DE19733519A1 (de) * 1997-08-02 1999-02-04 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltkupplung
US6257082B1 (en) 2000-03-13 2001-07-10 Eaton Corporation Auxiliary section control for manual transmission
US6520040B2 (en) * 2000-04-03 2003-02-18 Eaton Corporation Range control for manual transmission
BR0006744A (pt) * 2000-11-27 2002-07-09 Eaton Corp Sincronizador do tipo de anel de travamento de dupla ação
BR0006745A (pt) * 2000-11-27 2002-07-09 Eaton Corp Sincronizador
GB0116676D0 (en) * 2001-07-07 2001-08-29 Eaton Corp Synchronizer
DE10141275A1 (de) * 2001-08-23 2003-03-06 Bayerische Motoren Werke Ag Getriebeschaltvorrichtung
JP2003194097A (ja) * 2001-12-26 2003-07-09 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd トランスミッションのギア抜け防止機構
GB0302850D0 (en) * 2003-02-07 2003-03-12 Eaton Corp Synchronizer
US7384366B2 (en) * 2004-03-12 2008-06-10 Borgwarner Inc. Transfer case with torque synchronizer clutching
JP2005291423A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Kyowa Metal Work Co Ltd 変速機用同期装置
JP2006125520A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Nissan Motor Co Ltd 変速機の同期装置
JP4747678B2 (ja) * 2005-05-27 2011-08-17 日産自動車株式会社 変速機の同期装置
FR2890426B1 (fr) * 2005-09-05 2008-02-22 Renault Sas Dispositif de couplage par cone de friction pour boite de vitesses
JP4716114B2 (ja) * 2006-02-27 2011-07-06 協和合金株式会社 変速機用同期装置
CN100451399C (zh) * 2007-02-12 2009-01-14 常州市瑞泰工程机械有限公司 车轴齿轮箱换档锁定机构
CN104728293B (zh) * 2013-12-24 2017-06-16 大连浦州航空科技有限公司 水陆两栖车三档位锁环式惯性同步器
WO2018118125A1 (en) 2016-12-22 2018-06-28 Eaton Corporation High efficiency, high output transmission
US11105412B2 (en) 2016-12-22 2021-08-31 Eaton Cummins Automated Transmission Technologies Llc System, method, and apparatus for managing transmission shutdown operations
US10895321B2 (en) 2016-12-22 2021-01-19 Eaton Cummins Automated Transmission Technologies, Llc High efficiency, high output transmission
KR20200069916A (ko) * 2018-12-07 2020-06-17 현대자동차주식회사 변속기용 동기장치
CN112303142B (zh) * 2020-10-29 2021-09-14 燕山大学 一种压力可控摩擦环式同步器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3548983A (en) * 1968-05-15 1970-12-22 Nissan Motor Synchronizing mechanism in the transmission of constant-mesh type in an automotive vehicle
US4573371A (en) * 1981-01-26 1986-03-04 Mazda Motor Corporation Auxiliary power transmission having synchronizing mechanism
US4727968A (en) * 1986-10-14 1988-03-01 General Motors Corporation Synchronizer clutch assembly
US4836348A (en) * 1986-07-04 1989-06-06 Getrag Getriebe Und Zahnradfabrik Gmbh Synchronizing mechanism for shifting clutches
JPH04282032A (ja) * 1991-03-11 1992-10-07 Toyota Motor Corp 同期噛合装置
CN1115017A (zh) * 1993-12-27 1996-01-17 易通公司 自加力的同步装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB331293A (en) * 1929-04-12 1930-07-03 Arthur Alltree Improvements in and relating to power transmission mechanism
US2467987A (en) * 1945-02-03 1949-04-19 Dana Corp Synchronizing clutch
DE4040330A1 (de) * 1990-12-17 1992-06-25 Zahnradfabrik Friedrichshafen Schaltkupplung mit einer synchronisiereinrichtung
US5097930A (en) * 1990-12-24 1992-03-24 Eaton Corporation Pre-energizer for a synchronizer
US5092439A (en) * 1990-12-24 1992-03-03 Eaton Corporation Synchronizer with deep splines & improved boost ramps

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3548983A (en) * 1968-05-15 1970-12-22 Nissan Motor Synchronizing mechanism in the transmission of constant-mesh type in an automotive vehicle
US4573371A (en) * 1981-01-26 1986-03-04 Mazda Motor Corporation Auxiliary power transmission having synchronizing mechanism
US4836348A (en) * 1986-07-04 1989-06-06 Getrag Getriebe Und Zahnradfabrik Gmbh Synchronizing mechanism for shifting clutches
US4727968A (en) * 1986-10-14 1988-03-01 General Motors Corporation Synchronizer clutch assembly
JPH04282032A (ja) * 1991-03-11 1992-10-07 Toyota Motor Corp 同期噛合装置
CN1115017A (zh) * 1993-12-27 1996-01-17 易通公司 自加力的同步装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3685063B1 (de) * 2017-09-20 2022-11-16 Magna PT B.V. & Co. KG Synchronisierungseinheit

Also Published As

Publication number Publication date
US5588516A (en) 1996-12-31
DE69610872D1 (de) 2000-12-14
EP0744557A3 (en) 1997-09-10
CN1148144A (zh) 1997-04-23
BR9601716A (pt) 1998-03-31
JPH094653A (ja) 1997-01-07
EP0744557A2 (en) 1996-11-27
CA2174263C (en) 2001-10-23
CA2174263A1 (en) 1996-11-24
EP0744557B1 (en) 2000-11-08
DE69610872T2 (de) 2001-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1070589C (zh) 具有自增力效应的同步器
CN1062943C (zh) 具有锥形帽定位销的同步器
JPH07180730A (ja) シンクロナイザクラッチ組立体
EP1574734B1 (en) Synchronizer for transmission
EP1886039B1 (en) Sleeve spline structure of synchronizer
EP0897068B1 (en) Synchronizer
CN1105245C (zh) 销式同步器
US6419063B1 (en) Self-energizing synchronizer
CN1175191C (zh) 同步器
CA2137948C (en) Synchronizer with self-energizing
JP3906450B2 (ja) ピン型同期装置
CN108266466A (zh) 同步器和车辆
EP1209377B1 (en) Synchronizer
EP0240475B1 (en) Synchronizing mechanism for a gearbox
CN1208134A (zh) 同步器
CN1299018A (zh) 同步器
WO2017160706A1 (en) Multi-toe pawl for a pawl synchronizer
EP0897066B1 (en) Pin-type synchronizer
EP3460279B1 (en) Gear engagement device for a motor-vehicle gearbox, with dampening of the relative rotations of its components
SU1209962A1 (ru) Синхронизатор коробки передач (его варианты)
JP3714185B2 (ja) 変速機の同期装置
JPH09144772A (ja) 変速機の同期装置
JPH0654924U (ja) 変速機の同期装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20010905

Termination date: 20120523