CN1071429C - 销型同步器机构 - Google Patents

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Abstract

一种销型同步器机构(86)具有自加力斜坡，其构成提供了自加力，用于减少操作者施加的换档移动力(Fo)和/或换档移动时间。通过分别利用自加力坡面(29e、29f、29g、29h)和(111a、111b、111c、111d)来提供该自加力，各坡面分别形成在轴28的外花键齿(29)中和在从换档法兰(110)径向上向内延伸的内齿(111)中。各坡面提供的附加轴向力(Fa)经过换档法兰上的阻滞表面(110d、110e)加到摩擦环(114、116)上，该表面(110d、110e)加到摩擦环(114、116)上，该表面(110d、110e)分别相对于销阻滞表面(118c、118d)起作用。

Description

销型同步器机构
本发明涉及一种用于多变速比传动装置的同步器机构，此外本发明还涉及具有自加力和对中性的同步器机构。
用于多变速比传动装置的销型同步器机构是公知的。这种机构包括：分别用于使齿轮与轴同步和刚性离合的摩擦元件和牙嵌元件；许多销从至少一个摩擦元件起刚性延伸并通过在径向上延伸的法兰中的各开孔；预加力组件，用于响应于使法兰的初始接合的移动而接合摩擦元件；以及由在销上和围绕法兰开孔的各台肩所限定的各阻滞件，用于防止牙嵌元件的非同步啮合。
在多变速比传动装置技术领域中这一点也是公知的，即同步器机构可以用于减小所有或某些传动齿轮变速比的换挡时间。还知道，通过利用自加力型的同步器机构可以降低需要由车辆操作者所提供的换档操作力即加到换档控制杆的力。因为操作者提供的换档操作力一般随车辆尺寸和重量的增加而增加，对于重载卡车自加力型的同步器机构是特别重要的。美国专利5092439号公开了一种销型自加力同步器，通过参考结合于本文中。
本发明的一个目的是改进具有自加力装置和对中定位性的同步器机构。
根据本发明，提供一种用于轴向上间隔开的第一和第二齿轮的销型同步器机构，其安装在轴装置上，以便旋转并可靠地防止轴向移动，该轴装置具有一个轴线，围绕该轴线，两齿轮和轴装置旋转，该机构包括：固定在每个齿轮上的齿轮摩擦装置和齿轮牙嵌装置，该齿轮摩擦装置可与轴向上相隔开的、轴向上可移动的第一和第二摩擦装置相接合，用以分别使第一和第二齿轮与轴装置同步，该齿轮牙嵌装置可与包含一法兰和一装置的组合装置的轴向可移动的牙嵌装置相啮合，该法兰在第一和第二摩擦装置之间沿径向延伸，该装置将法兰轴向连接到轴向可移动牙嵌装置上，法兰用于响应加到法兰上的一个双向的轴向移动力，将轴向上可移动的摩擦装置和牙嵌装置从一个中间位置轴向移动以实现所述啮合，该轴向可移动的牙嵌装置包括轴向延伸的内花键齿，该各内花键齿具有连续地配置在一些间隔中的侧表面，该间隔介于固定在轴装置上的外花键齿的一般为面对的轴向延伸的成对侧表面之间；当接合时可操作的阻滞装置，用于在达到同步之前防止牙嵌装置的啮合，该阻滞装置包括若干沿圆周隔开的销，该销从第一和第二摩擦装置刚性轴向延伸到法兰的销孔中，每一个销都具有轴向上隔开的阻滞台肩，两台肩可与在法兰的对置侧并环绕相关的开孔所限定的阻滞台肩相啮合；预加力器装置，响应由于移动力使法兰从中间位置朝向其中一个齿初始轴向移动，而与第一和第二摩擦装置的其中之一相接合，用于随摩擦装置的接合，产生一个经过销传递到法兰的同步扭矩，以便啮合阻滞装置，以及用于将移动力经过啮合的阻滞装置传递到接合的摩擦装置，以便增加已接合的摩擦装置的接合力；分别固定在轴装置和法兰上的第一和第二斜坡装置，其响应来自相接合的摩擦装置的一个方向的同步扭矩而能够相接合，用于对轴装置和相接合的摩擦装置之间的同步扭矩起作用，并用于产生一个附加的轴向力，以便进一步增加与第一摩擦装置的接合力；其特征在于：锁定装置，在组合装置和轴装置之间弹性地起作用，用来将组合装置定位于相对于轴装置的中间位置，该锁定装置包含一个相对第二斜坡装置轴向固定的柱塞，该柱塞由一弹簧沿径向向内，向着一个相对第一斜坡装置固定的朝径向向外的凹槽偏压，由此定位在相对第一和第二斜坡装置的中间位置上。
本发明的同步器机构表示各附图中，其中：
图1是沿图2的线1-1看的双作用的同步器机构的断面图；
图2是沿图1的线2-2看的机构的局部断面图；
图3是沿图2的线3-3看的，图1所示机构的局部视图；
图4是沿图1的线4-4看的部分机构的断面图；
图5是图1和图2中的一个零件的透视图；
图6是图1和图2中的一个销形零件的详图；
图7和图8是图1和图3中的机构的局部视图，该机构处于啮合位置，其上具有一牙嵌离合器；
图9和图10是沿图1的线9-9看的机构的齿牙部分的断面图；以及
图11是表示作用在同步装置的换档法兰上的轴向力和转矩的附图。
术语″同步器离合器机构″将指利用一个刚性离合器将所选择的变速比齿轮以非可旋转的方式耦接到一个轴上所使用的一种离合器机构，其中通过使与刚性离合器相关连的摩擦离合器实现同步，直到刚性离合器的各元件实际上达到同步旋转之前，阻止了刚性离合器的试图啮合。术语″自加力″将指将包括斜坡或凸轮之类型式的同步器离合器机构以与摩擦离合器的同步扭矩成比例的方式增加同步的离合器的咬合力。
现在主要参阅图1-3，详细示有一个齿轮和同步器组件86，其包含：一个安装用于绕中心轴线28a旋转的轴28；轴向上间隔开的齿轮52、54，它们以可旋转的方式支承在轴上并利用环状止推件80、90固定阻止产生相对轴的轴向移动；以及双作用的同步器离合器机构62。止推件80、90被轴向夹持在轴的环形槽28b、28c中、在花键齿29中，并且利用一个配置在两个齿29之间的间隔中的止动销92(图2)固定阻止产生相对于轴的旋转。
同步器机构62包括：环状齿轮摩擦元件部分94、96和齿轮牙嵌离合器元件部分98、100其与齿轮52、54整体形成、牙嵌离合器元件102、104，每一个都包含一个中央开孔，具有内花键齿106、108，它们与轴28整本形成或固定到轴上的外花键齿29以可滑动的方式相啮合，一个径向扩展的换档法兰110，它被轴28以可滑动的方式所支持，具有轴向上相对的端面110a、110b和中央开孔111e，端面110a、110b夹在牙嵌元件102、104的轴向端面102a、104a之间、三个H形止动元件112(其中之一以透视图表示在图5)，用于将法兰和牙嵌元件固定，阻止轴向相对移动、环状摩擦元件或环114、116，利用三个沿圆周相隔开的销118刚性地整体固定，销118从每个摩擦元件轴向延伸并贯穿法兰中的开孔110c、和三个预加力器以及中间的定中组件120，每一个都包含一个分别置于预加力器柱塞124和一个中间位置柱塞126之间的弹簧122，该定中组件120分别在由销118所限定的界面和在轴28的外表面中形成的键槽128之间起作用，止动件112、销118和组件120的数量可以多于或少于这里所公开的。此外，预加力器柱塞和中间位置柱塞可以配置在法兰110中的各个槽中或者在一个或两个牙嵌元件102、104中的凹槽中。
正如易于看到的，摩擦元件94、114对和96、116对表示为摩擦离合器，它们用于在牙嵌离合器啮合之前使齿轮与轴同步。圆锥形离合器是优选的，但是其它形状的离合器也是可采用的。摩擦元件94、96可以利用几种已知的方式固定到相关的齿轮上。摩擦元件94、96具有分别与外圆锥摩擦面114a、116a相配合的内圆锥摩擦面94a、96a。元件94、96和114、116还分别被称为同步器圈和环。
圆锥角的范围可以用得很宽，在这里，采用7 1/2度的圆锥角。摩擦面114a、116a和/或94a、 96a可以用固定到基本元件上的几种已知摩擦材料中的任何一种来构成，例如公开在美国4700823、4844218和4778548号专利中的是优选的。这些专利通过参考结合于本文中。
销118非常详细地表示在图6上。每一个销包括直径主体部分118a、缩径或槽形部分118b、圆锥形阻滞台肩或表面118c、118d独立的预加力器表面118e、118f和扩展的二次定中表面118g、118h；部分118a具有的直径稍小于法兰开口110c的直径，部分118b位于在摩擦环114、116之间(这里在正中间)，表面118c、118d从销轴线径向向外延伸，轴向上彼此分开，在这里最好而不是必须，相对于与销轴线相垂直的一条直线成大约40°角。当销配置在它们各自和法兰开孔中时，槽形部分允许刚性摩擦环和销的组件能够相对于法兰产生有限的旋转，以便使带围绕法兰开孔所限定的、斜切阻滞台肩110、110e的销的阻滞台肩与法兰进行有效的衔接。预加力器表面118e、118f接弦向插入或远离圆锥阻滞台肩118c、118d的一部分，它们最好(但不是必须)呈平的表面并且相对于销轴线所形成的角度稍小于阻滞面形成的角度。定中表面118g、118h也是呈平的表面，由图中很容易看到，它们相对于销轴线所形成的角度明显地小于该阻滞和预加力表面的角度。正如这里所公开的，平的表面的斜切程度是按与销轴线和轴的轴线同心的各圆的切线。另一方面，表面118e、118h可以被省掉，那么预加力柱塞124就相对阻滞表面118c、118d起作用。
配置在法兰槽110f中的螺旋压缩弹簧122对柱塞124沿径向向外朝着销型预加力器表面产生偏置作用，并对柱塞126沿径向向内朝着中间位置的锁键128产生偏置作用。槽的主要长度最好相对于轴的轴线径向延伸。该槽还沿轴向延伸经过法兰侧面110a、110b进入法兰开口110c和进入中心开口111e或法兰110的内径。柱塞124、126可以由片状金属材料构成，但是最好由一种铸造成模压的材料例如钢制成，以便提供足够的刚性和表面硬度。柱塞124、126中的每一个具有似U形的断面，带有一个限定作为头部的封闭端，该端具有球形的或平缓角度的表面，用于与锁定装置或预加力表面相配合。每个柱塞的侧壁表面用于以可滑动方式与槽110f的径向延伸的侧壁表面相配合，以便沿圆周方向夹持该柱塞。柱塞侧壁还具有与牙嵌元件102、104的轴向上相对而径向延伸的端面102a、104a滑动配合的表面，以便沿轴向夹持该柱塞。
如前所述，牙嵌元件102、104包含有内花键齿106、108，它们与固定到轴上的外花键齿29可滑动地配合。各外花键具有渐开线形的侧面29，与轴的轴线相平行，并且利用它与牙嵌元件花键的侧面相配合，以防止其间的相对旋转。H形元件112每一个都包括端部部分112a、112b和中心部分112c，端部112a、112b相对于牙嵌元件表面102b、104b起作用。中心部分112c连接各端部部分。该中心部分整齐地延伸通过在牙嵌元件中轴向延伸的槽102c、104c，并自由地通过具有径向延伸的止动表面110n、110m的开口110h，表面110n、110m与中心部分112c相配合，以便限制由于下文所述的原因所产生的、法兰相对于牙嵌元件和轴的旋转运动。
如在图1-3和7-10中所清楚表示的，轴的某些外齿29的部分，从图3和图8所示的法兰110的中间位置沿轴线的双方向被改进是通过提供一个或多个由反作用装置或外齿111所形成的相同数量的坡面相配合的坡面，该外齿111从法兰110沿径向向内延伸并进入在轴花键29之间的轴向延伸的间隔。坡面允许法兰相对于牙嵌元件102、104和轴28产生有限的旋转，并且反作用于在圆锥形离合器和轴28之间的同步扭矩，从而产生一个附加的轴向自加力，用来增加由于向法兰110提供一个换档移位的作用力使圆锥形离合器初始啮合的咬合力，以此增加由圆锥形离合器所提供的同步扭矩。如在向上和向下变速换档所遇到的，坡面可以提供用来对一个或两个齿轮增加同步作用力和/或沿任一个方向响应于扭矩而增加同步作用力。更具体地说，沿圆周方向介于在每一个H形止动中心部分112C之间的每一个齿29，具有轴向上隔开的第一和第二凹槽、轴向上相对的端面29b、29c以及最小外径29d，两个凹槽限定了环形槽，该环形槽具有由柱形部分29所限定的第一端部。该最小外径29d大于花键29的根部直径并大于牙嵌离合器花键106、108的内径106a、108a、此外，最小外径29d小于法兰110的内径，即内齿111的内径111e。柱形部分29a通过沿它的轴线的双方向每个齿除去一些部分而形成斜方形。轴向和径向延伸的除去部分是要选择的，以便于使在柱形部分29a上的各个增压坡面29e、29f、29g、29h的机加工简化，并且降低由于除去的部分对齿强度的影响。此外，花键齿29还具有足够的径向深度，以保证坡面具有足够的表面积，降低由于作用在其上的力所产生的磨损。在柱形部分29a的轴向端面29m、29n和齿29的轴向端面29b、29c之间的除去的部分的轴向范围或凹槽通过对在该齿中的环形槽简单地机加工就可形成。除去的部分的轴向长度要足够，以便于为了形成坡面时插入机加工的工具。坡面29e、29f分别相对于法兰齿111上的坡面111a、111b起反作用，以便提供附加的轴向力，得以响应于沿任一方向的扭矩，增加或有助于提高齿轮54的同步速度。坡面29g、29h分别相对于坡面111c、111d起反作用，以便响应于沿任一方向的同步扭矩提供用于齿轮52的轴向力。坡面的角度可以改变，以便对向上和向下变速换档和对于高和低变速比，提供不同大小的附加轴向力。此外，假如对一个或多个齿轮沿一个方向最好没有附加轴向力，该坡面可以平行于花键即不提供有效的坡面。如下文进一步介绍的，轴向附加力的数值或大小还是各摩擦离合器的平均半径比率和自加工斜坡的函数。因此，通过改变斜坡角度和/或平均半径比率利用换档又可以改变对于一个施加到换档法兰110的一给定的移动作用力所产生的附加力的大小。
通过参阅图1和图8，当法兰110处于中间位置时，销118的减少直径的部分118b在径向上与它们相应的法兰开孔110c对准，各圆锥形离合器的摩擦面被稍微隔开并利用柱塞124的成一定角度的预加力器表面124a、124b来维持这种间隔的相互关系，柱塞124利用弹簧122的弹力作用在销118的预加力器表面118e、118f，并利用弹簧122将中间位置的柱塞偏置进入凹槽128。当希望将任一个齿轮耦接到轴上时，如在US4920815美国专利中所公开的，结合本文可参考的一种适当的未予表示的换档机构以公知的方式连接到法兰110的外周，用于将法兰沿轴28的轴线轴向移动，或者向左到耦接齿轮52或者向右耦接齿轮54。可以由操作者手动通过一个联动系统移动换档机构，可以选择性地用一个传动装置来移动，或者利用能自动地起动换档机构使之移动的装置来移动，该装置还控制由换档机构施加的作用力的大小。当用手动方式移动换档机构时，该力与由操作者向换档操作杆施加的力成比例。无论是手动还是自动提供，加到法兰110上的沿轴线方向的作用力在图11上用箭头Fo的长度来表示。
相对于固定在齿轮52、54的摩擦面94a、96a和相对于在轴28的柱形部分29a的增压斜坡，中间位置凹槽在轴上都是固定的。因此，相对于环状的圆锥形摩擦面114a、 116a的表面94a、98a的中间位置的间隔被精确地控制。同样，在法兰的齿111的圆周上相对的两侧处的非增压表面或平面111f，相对于在柱状部分29a上的非增压表面29b被精确地定位。各摩擦面的精确间隔降低了摩擦表面的磨损和在摩擦面之间由于表面接触和/或表面之间的油的粘性剪力所产生的寄生热量。此外，非增压表面的精确定位防止了各自加力斜坡的反作用，即使在其它情况下在摩擦面之间的油的粘性剪力产生的扭矩能够使各斜坡起反作用。再者，在这种情况下，不采用非增压表面，各摩擦面的精确间隔应当防止足以使斜坡起反作用的粘性剪力扭矩。
由于操作机构的移动力Fo使法兰110向右的起始轴向移动，利用预加力器柱塞124传递到各销，利用预加力器表面118f进行圆锥形表面116a与圆锥形表面96a的初始摩擦接合。当然，圆锥形表面的起始接合力是弹簧122的弹力和预加力器表面的角度的函数。该初始的摩擦接合(倘若存在异步状态，忽略自加力斜坡的影响)产生一个起始的圆锥形离合器接合力和同步扭矩To，该扭矩保证在法兰110和被结合的摩擦环之间产生有限的相对旋转，并且因此，该减小直径的销部分118b运动到法兰开口110e的适当的侧面，以实现销阻滞台肩118c与法兰阻滞台肩110d的啮合。当各阻滞台肩啮合时，作用在法兰110上的全部的操作移动力Fo过各阻滞台肩传递到摩擦环116，借此，由于操作的移动力Fo的全部作用力的作用，圆锥形离合器实现结合，以便提供合成的操作的同步扭矩To。这个操作同步转矩To在图11中用箭头To表示。由于各阻滞台肩按相对于操作的轴向移动力Fo所成的某些角度配置，它们产生一个反作用力或反阻滞的扭矩，该扭矩与来自圆锥形离合器的同步扭矩相反，但是在异步状态下数值更小。当实际同步达到时，同步扭矩下降到反阻滞扭矩之下，借此，各阻滞台肩将各销移动到与开孔110c同心状态，使法兰能够继续轴向移动以及牙嵌元件104的外齿牙104d与牙嵌元件100的齿牙100a相啮合，如图7和图8所示。正如在本技术领域所公知的，如在图7中仅对牙嵌元件98的齿牙98用各参照数字所表示的，齿牙的前沿部分具有倾斜的前沿98b，以便在初始接触的过程中减少齿的损害，并具有斜切面或楔形面98c，以便将齿停在配对的对准位置。具有这种前沿部分的齿牙详细公开在美国专利US4246993号中，在此结合该专利以供参考，同时美国专利US3265173号提供了对于适当的斜切角的论述。楔形面可以是不对称的，由于齿的前沿的贴靠接触可以防止换档完成过程的滞后。为了易于平滑和相对容易地完成换档，齿牙在实际可能的情况下沿圆周方向最好做得细小，借此降低为了配对对准齿牙所需要的数目或旋转同步的程度。另外，齿牙最好在实际可行的情况下，围绕一个大直径部位配置。
还要忽略自加力斜坡的影响，由力Fo提供的圆锥形离合器扭矩由如下等式表示：
To=Fo·Rc·μc/sinα
其中Ro=圆锥形摩擦面的平均半径，
μc=圆锥形摩擦面的摩擦系数，
α=圆锥形摩擦面的角度。
现在具体涉及图9和图10，分析自加力斜坡的影响，由于操作机构施加的轴向移动力Fo所产生的同步扭矩To当然要由销10传递给法兰110，并对横过自加力坡面处的轴28起反作用。当啮合时，该自加力坡面限制了法兰相对于轴28和牙嵌元件102、104的旋转，并且降低了沿移动力Fo相同的方向作用在法兰上的轴向力分量或轴向附加力Fa，借此进一步增加了圆锥形离合器的接合力，以便提供一个叠加到扭矩To上的附加同步扭矩Ta。图9表示了自加力坡面的位置以及牙嵌元件花键106、108对轴花键29的位置，而同时法兰110处于与图3所示位置相对应的中间位置。图10表示斜坡和花键的位置，而同时齿轮54利用结合的圆锥面96a、 116a而被同步，接合的圆锥面沿着已使法兰元件坡面111d与轴坡面29f进行接合的方向提供同步扭矩。因此，如在图11中所示，用于使圆锥形离合器接合的轴向力的和是Fo加Fa，并且由圆锥形离合器所产生的同步扭矩的和是To+Ta。对于一个给定的传动的移动力Fo和传动的同步扭矩To，轴向附加力的幅值最好是接合的自加力坡面角度的函数。这个角度最好大到足以产生一个幅值能够足以明显增加同步扭矩的，并且对应于由操作者提供的适中的移动力而能降低同步时间的附加力Fa。然而，这个角度最好也足够低以便产生一个可控的轴向附加力Fa，即力Fa应当随着力Fo的增加或降低而增加或降低。假如斜坡角度太大，该斜坡是自锁而不是自加力，因此，一旦实现圆锥形离合器的初始接合，力Fa将独立于力Fo而快速、不可控地增加，借此，向锁住状态驱动圆锥形离合器。利用自锁而不是自加力降低了圆锥形离合器表面的过热和快速磨损，甚至还可以取代换档操纵杆的传动机构。
用于计算自加力斜坡角度θ和用于产生轴向附加力Fa的主要变量是：圆锥形离合器角度α、圆锥形离合器的摩擦系数μc，圆锥形离合器的平均半径Rc和自加力斜坡的平均半径Rr的比率，斜坡的摩擦系数μr，以及自加力斜坡的压力角Φ。该压力角Φ可以是零。这里，斜坡具有的压力角为20°。此外对于计算和控制自加力或增压力，通过参考US5092439号美国专利可以得到细节，在此结合该专利以供参考。
上面已经对具有自加力的和改进中间定位的同步器机构的一个优选实施例做了介绍。对该优选实施例进行很多变化和改进可以认为是在本发明构思的范围内。如下的权利要求试图覆盖所公开机构的发明部分以及被认为是在本发明构思范围内的各种变化和改进。

Claims (4)

1．一种用于轴向上间隔开的第一和第二齿轮(52、54)的销型同步器机构(64)，其安装在轴装置(28)上，以便旋转并可靠地防止轴向移动，该轴装置(28)具有一个轴线(28a)，围绕该轴线，两齿轮和轴装置旋转，该机构包括：
固定在每个齿轮上的齿轮摩擦装置(94、96)和齿轮牙嵌装置(98、100)，该齿轮摩擦装置可与轴向上相隔开的、轴向上可移动的第一和第二摩擦装置(114,116)相接合，用以分别使第一和第二齿轮(52、54)与轴装置(28)同步，该齿轮牙嵌装置(98、100)可与包含一法兰(110)和一装置(112)的组合装置的轴向可移动的牙嵌装置(102、104)相啮合，该法兰(110)在第一和第二摩擦装置(114、116)之间沿径向延伸，该装置(112)将法兰(110)轴向连接到轴向可移动牙嵌装置(102、104)上，法兰(110)用于响应加到法兰(110)上的一个双向的轴向移动力(Fo)，将轴向上可移动的第一和第二摩擦装置(114、116)和牙嵌装置(102、104)从一个中间位置轴向移动以实现所述啮合，该轴向可移动的牙嵌装置(102、104)包括轴向延伸的内花键齿(106,108)，该各内花键齿(106、108)具有连续地配置在一些间隔中的侧表面，该间隔介于固定在轴装置(28)上的外花键齿(29)的一般为面对的轴向延伸的成对侧表面(29′)之间；
当接合时可操作的阻滞装置(110d、118c和110e、118d)，用于在达到同步之前防止牙嵌装置的啮合，该阻滞装置包括若干沿圆周隔开的销(118)，该销从第一和第二摩擦装置(114、116)刚性轴向延伸到法兰(110)的销孔(110c)中，每一个销(118)都具有轴向上隔开的阻滞台肩(118c、118d)，两台肩(118c、118d)可与在法兰(110)的对置侧并环绕相关的开孔所限定的阻滞台肩(110d、110e)相啮合；
预加力器装置(124、122、118e、110f)，响应由于移动力(Fo)使法兰(110)从中间位置朝向其中一个齿轮的初始轴向移动，而与第一和第二摩擦装置(114、116)的其中之一相接合，用于随摩擦装置的接合，产生一个经过销(118)传递到法兰(110)的同步扭矩(To)，以便啮合阻滞装置，以及用于将移动力(Fo)经过啮合的阻滞装置传递到接合的摩擦装置，以便增加已接合的摩擦装置的接合力；
分别固定在轴装置(28)和法兰(110)上的第一和第二斜坡装置(29f、111b)，其响应来自相接合的摩擦装置(96、116)的一个方向的同步扭矩(To)而能够相接合，用于对轴装置(28)和相接合的摩擦装置(96、116)之间的同步扭矩起作用，并用于产生一个附加的轴向力(Fa)，以便进一步增加与第一摩擦装置的接合力；
其特征在于：
锁定装置(128、126、122)，在组合装置(110、102、104)和轴装置(28)之间弹性地起作用，用来将组合装置定位于相对于轴装置(28)的中间位置，该锁定装置包含一个相对第二斜坡装置(111b)轴向固定的柱塞(126)，该柱塞由一弹簧(122)沿径向向内，向着一个相对第一斜坡装置(29f)固定的朝径向向外的凹槽(128)偏压，由此定位在相对第一和第二斜坡装置(29f、111b)的中间位置上。
2．如权利要求1所述的同步器机构，其特征在于：
轴向可移动的牙嵌装置(102、104)是由第一和第二牙嵌元件(102、104)所限定的，该牙嵌元件具有轴向上相对而径向上延伸的端面(102a、104a)，它们将沿径向延伸的法兰(110)的一部分夹在其间；
装置(112)连接到法兰(110)上，能使法兰(110)相对于第一和第二牙嵌装置(102、104)和轴装置(28)作圆周运动；
在各外花键齿(29)之间的至少其中的一个间隔，有一个形成在其至少一对的侧表面中的第一坡面(29f)，该第一坡面(29f)相对于一个与轴装置(28)的轴线(28a)和侧表面(29′)相垂直的平面所成角度小于90°，并且
反作用装置(111)，从法兰(110)沿径向向内延伸进入一个空间间隔，该反作用装置(111)包括一个第二坡面(111b)，该第二坡面(111b)基本上平行于第一坡面(29f)。
3．如权利要求1所述同步器机构，其特征在于：
该轴向上可移动的牙嵌装置(102、104)是由第一和第二牙嵌元件(102、104)所限定的，该二元件具有轴向上相对而径向上延伸的端面(102a、104a)，该二端面(102a、104a)将沿径向延伸的法兰(110)的轴向上相反面向的两表面的部分夹在中间；
法兰(110)的一些沿径向延伸的槽(110f)，其数量等于法兰开孔(110c)的数量，每一个槽(110f)在其中配置有一个柱塞(126)和一个分别邻近中心和销开孔(111e、110c)的预加力柱塞(124)，并且每一槽(110f)其中配置有的一个弹簧(122)沿径向上相反的方向偏压两柱塞；
每一个预加力柱塞(124)具有一个前沿部分，该部分被销(118)的减小直径的部分(118b)所接纳，两销(118)配置在与处在中间位置的法兰(110)的有关开孔中。
4．如权利要求3所述的同步器机构，其特征在于：
装置(112)连接法兰(110)，使得法兰(110)可相对于第一和第二牙嵌装置(102、104)和轴装置(28)沿圆周运动；
在各外花键齿(29)之间的至少一个空间间隔内有第一坡面(29f)，该第一坡面形成在外花键齿上的至少一对侧表面(29′)中，该第一坡面(29f)相对于与轴装置(28)的轴线(28a)和侧面(29′)相垂直的一个平面所成的角度小于90°；以及
反作用装置(111)，它从法兰(110)沿径向向内延伸进入一个空间间隔，该反作用装置(111)包括一个第二坡面(111b)，该第二坡面基本上平行于第一坡面(29f)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9516492D0 (en) * 1995-08-11 1995-10-11 Eaton Corp Synchronizer with self-energizing
US6102180A (en) * 1996-09-16 2000-08-15 Eaton Corporation Pin-type synchronizer
US5769198A (en) * 1996-09-16 1998-06-23 Eaton Corporation Pin-type synchronizer
US5819900A (en) * 1997-01-13 1998-10-13 Eaton Corporation Pin-type synchronizer
US5901823A (en) * 1997-08-11 1999-05-11 Eaton Corporation Synchronizer including radially-moveable, resiliently-biased self-energizing member
US5924535A (en) * 1997-08-11 1999-07-20 Eaton Corporation Pin-type synchronizer with self-energizing ramp means providing force for maintaining engagement of jaw members
US5957257A (en) * 1997-08-11 1999-09-28 Eaton Corporation Self-energizing synchronizer including force limiting
US6419063B1 (en) * 2000-12-26 2002-07-16 Eaton Corporation Self-energizing synchronizer
WO2019080960A1 (de) * 2017-10-26 2019-05-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung und verfahren zum synchronisieren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1403678A (en) * 1972-12-27 1975-08-28 Ifa Getriebewerke Brandenburg Synchronising arrangement for a gear change mechanism
GB1531770A (en) * 1975-12-23 1978-11-08 Ifa Getriebewerke Brandenburg Syncromesh gear assemblies
CN1062783A (zh) * 1990-12-24 1992-07-15 易通公司 平衡多挡变速装置换挡时间及施力的自加力同步器
CN1062784A (zh) * 1990-12-24 1992-07-15 易通公司 带深花键和改良加力斜坡的同步器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1730362A (en) * 1927-09-15 1929-10-08 Gaylord John Fletcher Variable-speed clutch
GB380758A (en) * 1931-05-02 1932-09-22 Zahnradfabrik Friedrichshafen Improvements in or relating to change speed gears
US2198273A (en) * 1936-10-30 1940-04-23 Reggio Ferdinando Carlo Power transmission mechanism
US2229094A (en) * 1940-05-02 1941-01-21 Harry A Knox Synchronizing clutch
DE2538782A1 (de) * 1975-09-01 1977-03-10 Helmut Droeschel Zahnkupplung in zahnradwechselgetriebe fuer lamellen-synchronisierung mit indirekt verstaerkter wirkung
CA1210963A (en) * 1983-06-29 1986-09-09 Michael Essi Blocking pin for a transmission synchronizer assembly
US5086897A (en) * 1990-12-24 1992-02-11 Eaton Corporation Pre-energizer pins for a synchronizer
US5092439A (en) * 1990-12-24 1992-03-03 Eaton Corporation Synchronizer with deep splines & improved boost ramps

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1403678A (en) * 1972-12-27 1975-08-28 Ifa Getriebewerke Brandenburg Synchronising arrangement for a gear change mechanism
GB1531770A (en) * 1975-12-23 1978-11-08 Ifa Getriebewerke Brandenburg Syncromesh gear assemblies
CN1062783A (zh) * 1990-12-24 1992-07-15 易通公司 平衡多挡变速装置换挡时间及施力的自加力同步器
CN1062784A (zh) * 1990-12-24 1992-07-15 易通公司 带深花键和改良加力斜坡的同步器

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ATE157750T1 (de) 1997-09-15
DE69405348T2 (de) 1998-03-26

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