CN111692228B - 具有减小的轴向长度的提升同步器组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有减小的轴向长度的提升同步器组。其中，一种同步器包含具有提升器斜坡的轮毂、同步器锥、同步器环和滑动套管。所述滑动套管在能够与所述同步器锥和所述轮毂接合的内部表面上具有齿轮。所述滑动套管包含狭槽。内部锁含有所述同步器环，从而在施加轴向压力时致使所述同步器环在轴向方向上移动。插入件定位于所述狭槽内并具有朝内径向地延伸的销。当所述滑动套管在所述轴向方向上移位时，所述插入件轴向地移动且销沿着所述提升斜坡中的一个行进，从而致使所述同步器环与所述同步器锥接合，致使所述同步器环与所述同步器锥按相同速度旋转，使得所述滑动套管能够定位于所述轮毂的所述齿轮和所述同步器锥两者上方。

Description

具有减小的轴向长度的提升同步器组

本申请是申请日为2016年7月21日、申请号为201680052242.2、发明创造名称为“具有减小的轴向长度的提升同步器组”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月22日提交的第62/195,448号美国临时申请的优先权，所述申请的公开内容全文并入。同在申请中的第14/661,305号美国专利申请以全文引用的方式并入本文中，并公开为第2015/0192204号美国公开。

技术领域

技术领域大体上涉及手动复合变速器的多轨换挡机构，且确切地说，涉及一种用于手动复合变速器的改善型同步器。

背景技术

手动复合变速器用于各种车辆应用。此类复合变速器通常包括含有用于各种范围和负载传动配置的多个齿轮的多速度主区段。

手动复合变速器一般定位于邻近于具有至少一个旋转传动轴的主要传动单元的传动系统内。这些复合变速器通常包含从变速器延伸来与操作者交互的换挡器或齿轮选择器。复合变速器可包含配置成在操作者移动换挡器或齿轮选择器时与所期望齿轮组接合的旋转和滑动组合件。具体地说，在手动复合变速器中，通过齿轮选择器，操作者通过将换挡杆推动或拉动到所期望换挡门来选择适当的齿轮。固定到主变速轨的轨选择器配置成平移换挡杆到换挡叉的移动。轨选择器通过延伸穿过轨选择器的中心位置的滚销固定到主变速轨。换挡杆上的动作致使一组变速轨移动至少一个换挡叉，这会致使换挡轴环或滑块在适当的旋转齿轮上方滑动以同步并激活所期望的齿轮范围。

当选择所期望齿轮速比范围时，换挡质量是手动复合变速器的重要因素。当从一个齿轮换挡到下一齿轮时，离合器踏板的按压致使输出轴与副轴分离，在此处变速器的两半仍然但是单独地按相同速度转动。然而，下一齿轮小于前一齿轮，且第二齿轮齿因此比所述滑块的齿移动得更快。因此，在这个阶段处，在换挡中，下一齿轮、副轴和输入轴全部转动过快。因此，在不使用同步器的情况下，如果在下一齿轮上方移动滑块，那么所述齿轮将挤磨到一起，从而造成噪声、低效换挡和齿轮磨损。

因此，已开发出同步器来在换挡期间减少或消除齿轮的研磨。因此，当拉动换挡器(以从第一齿轮换挡到第二齿轮)时，滑块推进同步器键。键又推进锁环，这将锁环推动到齿轮的圆锥形状部分中。当圆锥形状接合时，锁环充当抓住齿轮并使组件转速相同的制动器。因此，变速器的两半通过圆锥形状表面的摩擦连结。摩擦力通常足以使自由浮动的组件速度相同，但不足以驱动车辆。

锁环中的键和凹口具有与齿轮的齿对准的齿。因此，在继续换挡的过程中，将换挡器推动到致使滑块在锁环上的齿行进的齿轮中，同时使用所述齿来使滑块上的齿与齿轮齿对准。这会防止未对准，以使得换挡器可易于滑动到齿轮中且不发生研磨。一旦组件对准，那么释放离合器且可通过变速器传输来自输入轴的动力。

然而，当在齿轮之间换挡时，滑动套管使锁环彼此单独地接合。也就是说，滑动套管定位于第一位置中以接合第一锁环与第一圆锥。在换挡期间，在接合第二锁环与第二齿轮的第二圆锥之前，滑动套管轴向地换挡以在第一位置处使第一锁环与第一圆锥脱离接合。为了这样做，滑动套管通过中立位置，中立位置是两个锁环都不与其相应齿轮圆锥接合的位置。此操作是低效的，这是因为此操作的每次换挡包含动力中断，在动力中断期间脱离接合在下一齿轮中的圆锥的接合发生之前发生。此设计还在空间上是低效的，这是因为使用额外的冲程来通过中间位置。

因此，需要提供一种允许紧密配合的组件的改善同步的手动复合变速器系统。

发明内容

本发明的第一方面涉及如下第(1)至(10)项所述的同步器：

(1)一种同步器，包括：圆柱形轮毂，所述圆柱形轮毂具有在轴向方向上延伸的中心轴线，所述圆柱形轮毂具有按给定间距围绕所述中心轴线在圆周方向上延伸的外齿轮齿，所述轮毂具有界定于所述轮毂的外部表面上并从所述外部表面朝内径向地延伸的相对的提升斜坡；两个同步器锥，所述两个同步器锥各自具有大体上L形横截面，每个L形横截面包含基底和支腿，每个支腿在自由外部边缘处且按所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿的所述给定间距包含齿轮齿，每个基底包含在所述圆周方向上且围绕所述中心轴线延伸的锥形的成角表面；两个同步器环，所述两个同步器环具有分别与所述两个同步器锥的所述成角表面配对的成角表面；滑动套管，所述滑动套管按所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿的所述给定间距且在其内部表面上具有齿轮齿，这些齿轮齿能够与所述两个同步器锥的所述齿轮齿接合并能够在所述圆柱形轮毂的外圆周上与所述外齿轮齿接合；插入件，所述插入件以机械方式与所述滑动套管接合，所述插入件具有被致使在所述滑动套管的轴向移动之后即刻沿着所述中心轴线移动的朝内径向地延伸的销；以及内部锁，所述内部锁具有相对的接合表面并具有在所述圆周方向上延伸的两个凹槽，每个凹槽轴向地含有所述两个同步器环中的一个。

(2)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述相对的提升斜坡彼此大致平行地延伸。

(3)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述滑动套管包含其中定位所述插入件的延伸部的轴向延伸的狭槽。

(4)根据上述第(3)项所述的同步器，其中所述轴向延伸的狭槽在圆周凹槽中且所述轴向延伸的狭槽在所述圆周方向上延伸。

(5)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述两个同步器锥的所述成角表面在每个基底的外圆周上。

(6)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述销是六边形。

(7)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述相对的提升斜坡相对于所述圆周方向和相对于所述轴向方向按倾斜角度延伸。

(8)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述销从所述插入件朝内径向地延伸。

(9)根据上述第(1)项所述的同步器，其中所述销中的一个配置成在所述插入件的所述轴向移动期间与所述相对的接合表面中的一个接合，且所述销中的另一个配置成在所述移动期间与所述相对的提升斜坡中的一个接合。

(10)根据上述第(1)项所述的同步器，其中当所述滑动套管在所述轴向方向上移位时，所述轮毂使其外齿轮齿与所述两个同步器锥中的一个脱离接合，所述插入件轴向地移动以将所述插入件的所述销中的一个与所述内部锁的所述相对的接合表面中的一个接合，所述销沿着所述轮毂的所述相对的提升斜坡中的一个接合，从而引起所述插入件的圆周移位，致使所述两个同步器环中的另一个的所述成角表面与所述两个同步器锥中的另一个的所述成角表面摩擦地接合，致使所述两个同步器环中的所述另一个与所述两个同步器锥中的所述另一个按相同速度旋转，使得所述滑动套管能够进一步轴向地定位于所述轮毂的所述外齿轮齿和所述两个同步器锥中的所述另一个的所述齿轮齿两者上方。

本发明的第二方面涉及如下第(11)至(20)项所述的同步器：

(11)一种同步器，包括：圆柱形轮毂，所述圆柱形轮毂具有在轴向方向上延伸的中心轴线，所述圆柱形轮毂具有围绕所述中心轴线在圆周方向上延伸的外齿轮齿，所述轮毂具有界定于所述轮毂的外部表面上并从所述外部表面朝内径向地延伸的相对的提升斜坡；一对相对的同步器锥，所述一对相对的同步器锥各自具有大体上L形横截面，所述L形横截面各自包含基底和支腿，每个支腿在自由外部边缘处包含齿轮齿，每个基底包含在所述圆周方向上且围绕所述中心轴线延伸的锥形的成角表面；两个同步器环，所述两个同步器环具有分别与所述相对的同步器锥的所述成角表面配对的成角表面；滑动套管，所述滑动套管具有被设计成与所述相对的同步器锥中的每一个的所述齿轮齿和与所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿紧密配合的径向内齿轮齿；插入件，所述插入件以机械方式与所述滑动套管接合，所述插入件具有朝内径向地延伸的销；以及内部锁，所述内部锁具有相对的接合表面并具有在所述圆周方向上延伸的两个凹槽，每个凹槽轴向地含有所述两个同步器环中的一个；其中：当所述滑动套管在第一轴向位置处时，所述径向内齿轮齿与所述相对的同步器锥中的一个的所述齿轮齿紧密配合；当所述滑动套管在第二轴向位置处时，所述滑动套管的所述径向内齿轮齿与所述相对的同步器锥两者的所述齿轮齿脱离接合，但与所述轮毂的所述外齿轮齿紧密配合，且所述滑动套管的轴向运动致使所述插入件的所述销中的一个与所述内部锁的所述相对的接合表面中的一个轴向地接合；所述滑动套管继续运动到第三轴向位置允许与所述内部锁的所述一个接合表面接合的所述销沿圆周移动，使得摩擦引起所述相对的同步器锥中的另一个的圆周移动；且在所述滑动套管的第四轴向位置处，所述滑动套管的所述径向内齿轮齿与所述相对的同步器锥中的另一个的所述齿轮齿紧密配合。

(12)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述相对的提升斜坡彼此大致平行地延伸。

(13)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述滑动套管包含其中定位所述插入件的延伸部的轴向延伸的狭槽。

(14)根据上述第(13)项所述的同步器，其中所述轴向延伸的狭槽在圆周凹槽中且所述轴向延伸的狭槽在所述圆周方向上延伸。

(15)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述相对的同步器锥的所述成角表面在每个基底的外圆周上。

(16)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述销是六边形。

(17)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述相对的提升斜坡相对于所述圆周方向和相对于所述轴向方向按倾斜角度延伸。

(18)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述销从所述插入件朝内径向地延伸。

(19)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述销中的一个配置成在所述插入件的所述轴向移动期间与所述相对的接合表面中的一个接合，且所述销中的另一个配置成在所述移动期间与所述相对的提升斜坡中的一个接合。

(20)根据上述第(11)项所述的同步器，其中所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿与所述相对的同步器锥中的每一个的所述齿轮齿具有相同间距，并与所述滑动套管的所述径向内齿轮齿具有相同间距。

附图说明

图1是部分地撕掉箱体的复合手动变速器的不按比例的透视图；

图2是用于复合手动变速器的示范性变速轨的透视图；

图3是示范性旋转组合件的部分截面视图；

图4说明用于示范性手动复合变速器的示范性同步器的分解视图；

图5是包含紧密型提升同步器的同步器组合件的横截面的透视图；

图6说明图5的紧密型提升同步器的横截面；

图7说明图5的紧密型提升同步器的平面图；且

图8A到8E说明同步器操作中的步骤，其具有示范性步骤的横截面图和平面图两者。

具体实施方式

现参考以下论述以及图式，详细展示了所公开系统和方法的说明性方法。虽然图式表示一些可能的方法，但是图式不一定按比例绘制，且可放大、移除或部分地切开某些特征来更好地说明并解释本公开。另外，在本文中所阐述的描述并不意图是详尽的或以其它方式将权利要求书限于图式中展示和以下详细描述中所公开的精确形式和配置。

在说明书中对“示范性说明”和“实例”或类似语言的参考意味着结合示范性方法所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个说明中。短语“在说明中”或类似类型语言在在说明书中各处的出现不一定全部是指同一说明或实例。

根据本文中所描述的各种示范性说明，公开了一种系统。具体地说，公开了一种用于复合手动变速器的示范性同步器。复合手动变速器包含输入轴和输出轴，输入轴可配置成与原动机(未展示)接合，而输出轴可包含用于与传动部件(未展示)接合的轭。复合手动变速器包含在变速器外壳中配置有的主轴、副轴和多个齿轮。主轴可配置于输入轴与端轭之间，端轭可配置于复合手动变速器的后方处。主轴可包含围绕主轴配置且与副轴上配置的第二多个齿轮旋转对准的第一多个齿轮。轴和齿轮通常被称作旋转组合件。

换挡杆可从换挡杆外壳上配置的控制塔延伸，控制塔可附接到复合变速器外壳的上部部分。换挡杆外壳可配置成接近旋转组合件而定位至少一个变速轨，由此以将换挡杆和至少一个换挡叉以可滑动方式连接到旋转组合件。至少一个变速轨可配置有至少一个减幅元件，减幅元件用于减少或消除可产生糟糕的换挡质量的凹口、耗尽或其它问题。减幅元件可呈弹簧、低摩擦衬套、线性滚珠轴承或可配置于至少一个变速轨上的其它已知减幅元件的形式。换挡杆与旋转组合件之间的连接允许操作者选择所期望齿轮组，这是因为杠杆可直接连接到复合变速器内的齿轮。至少一个变速轨可包含轨选择器和配置于至少一个变速轨中的主变速轨上的至少一个减幅元件。通过移动至少一个变速轨，换挡叉可与下文更详细地论述用于紧密配合所选齿轮组的至少一个同步器接合，这有助于延长复合变速器的寿命并最小化可与齿轮改变相关联的耗尽。

旋转组合件，其包含输入轴、主轴、副轴和同步器，可配置成通过所期望齿轮组将扭矩从原动机传输到输出轭。主轴可包含多个齿条齿，齿条齿可配置成与同步器的固定轮毂接合并最终与副轴上的多个齿轮接合，副轴可由输入轴传动。同步器可包含至少一个齿轮凸缘、至少一个阻断器或同步器环、固定轮毂、滑动套管和预激发器组件。凸缘、阻断器、环和轮毂全部包含各自切割成外径表面的齿或嵌齿，且这些齿配置成与切割成滑动套管的内径表面的对应齿或嵌齿接合和紧密配合。齿各自具有有助于与滑动套管齿上的对应斜面对准的接合斜面。因此，在操作中，当斜面分度/对准时，且同步阶段开始。此外，预激发器组件可包含支柱、滚轮、柱塞和弹簧中的至少一个。

通常，当滑动套管在旁边移动时，其通过支柱或预激发器对着目标齿轮推动阻断器环。当抵靠着所期望齿轮圆锥推动时，阻断器环旋转(由于摩擦)，直到碰到固定轮毂的壁为止。在此位置处，接合斜面可对准到配置于滑动套管的齿上的斜面。因此，在斜面分度/对准的情况下，同步开始。一旦完成同步，阻断器环与滑动套管紧密配合(通过斜面)，者释放用于朝向齿轮推进的滑动套管。滑动套管和齿轮圆锥齿条彼此碰撞，且齿条由于斜面之间的接合动作而再次紧密配合，由此完成接合。因此，在操作中，且操作者定位换挡杆以选择预定齿轮组。挡位选择通过操纵换挡杆以滑动主变速轨来进行，由此连接变速轨与同步器并最终连接变速轨与齿轮。轨选择器提供推动或拉动换挡叉的线性力，由此抵靠着滑动套管的外径上的外部接合凹槽滑动换挡叉的至少一部分，以同步并接合所期望齿轮组。

所公开系统使用包含提升斜坡的同步器和系统架构来提高换挡工作，系统架构使得紧接在相对齿轮脱离接合开始之后的同步成为可能。这消除来中间位置，从而结果减小了总体轴向长度。

参考图1，说明了示范性复合手动变速器100。变速器100可包括输入轴110和输出轴112，输入轴110可配置成与原动机(未展示)接合，而输出轴112可包含用于与传动部件(未展示)接合的轭114。复合手动变速器100包含输出轴主轴116、副轴118和围绕轴116、118配置的多个齿轮120、122。主轴116和副轴118配置于变速器外壳124内，变速器外壳124位于输入轴110与端轭114之间并与其接合，输入轴110配置成在变速器外壳124前延伸，端轭114配置成在变速器外壳124后延伸。主轴116可包含围绕主轴116配置且以可旋转方式与配置于副轴118上的多个齿轮122对准的多个齿轮120。输入轴110、输出轴112、主轴116和副轴118可由外壳124通过多个轴承支撑。主轴116可包含用于按预定输出速度接合的至少一个同步单元或同步器126。

继续参考图1，上部外壳部分128可配置成收纳换挡杆外壳130。此外，控制塔132从换挡杆外壳130延伸到换挡杆134。控制塔132可包含十字接头，十字接头具有轴向调整元件来增加换挡选择同时减少换挡杆134中的任何空转。换挡杆外壳130可配置成保持并对准换挡控制系统136。控制系统136可配置成平移换挡杆134到至少一个换挡叉138(138'、138”)的移动，以从多个齿轮120、122选择所期望齿轮组来确定输出。此外，换挡叉138可配置成接合同步器126的至少一部分来选择齿轮组。

图2说明控制系统136的细节视图，控制系统136可包含至少一个主变速轨210。主变速轨210可包含第一端部212、中间部分214和第二端部216。如所说明，控制系统136包含多个变速轨。具体地说，变速轨218、变速轨220和变速轨222。然而，此说明仅仅是实例，且可使用任何数目个变速轨。此外，每个变速轨218、220、222可包含如所展示的相应换挡叉138、138'、138”。主变速轨210可包含接合机构230和轨选择器减幅组合件260。

接合机构230可用于互连换挡杆134与主变速轨210。接合机构230可配置于主变速轨第一端212或主变速轨第二端216上，这取决于控制塔132的具体位置。接合机构230可配置成收纳换挡杆134的一段并可包含至少一个调整机构240。调整机构240可配置于接合机构230的至少一侧上，以有助于最小化或消除空转同时提高换挡质量。此外，控制塔132可包含十字接头来也有助于增加挡位选择同时减少或消除空转。调整机构240可包含配置成偏置接合机构230的行进来改善换挡定义并减少换挡杆134的空转的弹簧偏置部件或制动柱塞242，且调整机构240可包含偏置板246，偏置板246具有复制用于允许接合机构230维持已定义换挡模式的换挡杆行进的偏置图案的凹槽和通道。

现转而参看图3，说明示范性旋转组合件300且本公开并入到旋转组合件300。也就是说，出于说明的目的，关于图3的论述包含已知同步器操作，从而具有在空间上低效的操作，这是因为操作包含在与第二齿轮接合之前经过第一齿轮接合并通过中间位置。

旋转组合件300包含直接或通过副轴118间接地以操作方式连接到输出轴112的输入轴110。旋转组合件300可进一步包含第一多个齿轮120、第二多个齿轮122和至少一个同步器126、126'、126”。输入轴110包含用于与原动机(未说明)接合的第一端302和具有配置于端304上的输入齿轮306的第二中空端304，和定位于端304中的轴承腔308。轴承腔308配置成在前端310处支撑主轴116，且轴承312在后端314处支撑主轴116。输入齿轮306的外部配置成在副轴118上与前齿轮316接合。输入轴110可通过轴承318支撑于外壳124中，而输出轴112可通过轴承腔308和轴承312支撑于外壳124中。副轴118单独地可由配置于外壳124中的前轴承320和后轴承322支撑。轴承308、312、318、320和322不限于具体类型或大小，但可包含锥形轴承、推力轴承、滚轮轴承、滚珠轴承、滚针轴承或其它类型的已知轴承。

副轴118还可包含前中间齿轮324、后中间齿轮326和后齿轮328，所有所述齿轮可固定地连接到副轴118。因此，第二多个齿轮122可包含前齿轮316、前中间齿轮324、后中间齿轮326和后齿轮328。第二多个齿轮122可配置成将扭矩从输入轴110传输到第一多个齿轮120，齿轮120可包含以可旋转方式附接到主轴116的主前齿轮330、主中间齿轮332和主后齿轮334。齿轮330、332和334可包含配置于齿轮330、332和334与主轴116之间的滚轮轴承336。滚轮轴承336可以是允许齿轮330、332和334围绕主轴116旋转的滚针轴承。因此，第一多个齿轮120与副轴118和第二多个齿轮122旋转对准。所使用齿轮的数目不限于具体组，但由变速器的大小和设计决定。齿轮120、122可具有任何已知齿轮设计并说明为螺旋齿轮。

多个齿轮120、122将扭矩从输入轴110传输到配置于变速器100的后方的主轴110上的轭114。因此，扭矩流径可通过与前齿轮316紧密配合输入齿轮306之间的交互界定以通过副轴118传输或通过同步器126的齿轮凸缘338界定以通过主轴110直接传输。图3说明旋转组合件300不限于用以传输那个扭矩的同步器126的数目，这是因为可包含前同步器126'和后同步器126”以提供穿过副轴118和主轴116的额外扭矩路径。同步器126'、126”通过齿条连接与主轴116接合。具体地说，主轴116用于从同步器126'、126”和穿过主轴116传输扭矩以最终穿过轭114传输出旋转扭矩的向齿条和中间齿条342。仅仅出于演示性目的，将在下文更详细地论述同步器126的一般描述。

参考图3和4，现将更详细地论述示范性同步器126和其操作。可包含同步器126以在复合手动变速器100内提供不同换挡阶段与齿轮选择之间的平滑转换。同步器126可配置成消除在换挡时找到且可在换挡杆134中由操作者感觉到的“耗尽”效果。如图4中所说明，同步器126可包含定位于两个阻断器或同步环402之间的固定同步轮毂400。同步轮毂400和同步环402定位于两个单独的齿轮凸缘404之间。齿轮凸缘404和同步轮毂400都包含内部齿条406、408。具体地说，同步轮毂400包含内部齿条406，内部齿条406配置成在主轴116上与齿条340、332中的至少一个接合。齿轮凸缘404包含内部齿条408，内部齿条408与切割成多个齿轮120的边缘的对应齿条接合。齿条340、332在旋转组件之间提供正接合以传输扭矩，如先前论述。

此外，同步轮毂400、同步环402和齿轮凸缘404全部在每个的外部表面上包含外齿轮齿410或其它已知传动特征。外齿轮齿410可在滑动套管414的内部表面上与对应特征或内齿轮齿412接合。内齿轮齿412可设置于滑动套管414的内径416上，而圆周凹槽418可配置于滑动套管414的外部表面420中来收纳换挡叉138的部分。滑动套管内齿轮齿412可配置成与同步轮毂400、同步环402和齿轮凸缘404紧密配合并围绕同步轮毂400、同步环402和齿轮凸缘404径向地定位。齿轮齿410、412可配置有减小的径向间隙以在滑动套管414开始与齿轮凸缘404接合时改善凹口情况。

在操作中，当通过在圆周凹槽418内使用换挡叉138来轴向地换挡时，滑动套管414与同步环402中的一个接合。也就是说，在换挡期间，致使滑动套管414例如在第一方向420上移动，且滑动套管414的内齿轮齿412与同步轮毂400的外齿轮齿410接合。滑动套管414的继续运动通过同步环402的齿轮齿410引起同步环402的轻微圆周运动和对准，使得齿轮凸缘404的外齿轮齿410同样地对准。滑动套管414的继续运动由此锁定轮毂400与齿轮凸缘404，使得滑动套管414由此携载来自主轴116的扭矩、到同步轮毂400、穿过滑动套管414且到齿轮凸缘404。以此方式，同步环402用以对准同步轮毂400的外齿410与凸缘404，从而防止对其产生损坏。传统上，同步环402由例如黄铜等软性材料制成，这确保磨损将在同步环402中而不是在更昂贵的同步轮毂400或凸缘404中发生。

当换挡到另一齿轮，例如朝向变速器的后方的另一凸缘404时，以上描述反转，且致使滑动套管414在第二方向422上移动，从而致使凸缘404与同步轮毂400脱离接合、通过中间位置，其中滑动套管414相对于每个齿轮凸缘404定位于中心位置处，且接着滑动套管414的继续运动致使滑动套管420以相同方式且使用另一其它同步环402(为了清晰起见还标记为同步环426)来与另一凸缘404(为了清晰起见还标记为凸缘424)接合。

现参考图5，说明了包含所公开紧密型提升同步器的组合件500的横截面的透视图，组合件500可并入到例如复合手动变速器100等变速器中。组合件500包含轮毂502和滑动套管504。轮毂502的形状是大体上圆柱形，具有中心轴线或界定轴向方向558，轮毂在圆周方向544上延伸。组合件500还包含第一同步器锥506和第二同步器锥508。第一同步器锥506和第二同步器锥508还可在所属领域中被称作“狗体(dog body)”。组合件500包含第一同步器环510和第二同步器环512。组合件500在横截面中展示一群或一组组件514，如将在图6中进一步论述。可使用组件514来实现如将进一步说明的同步，且预期组件514可在两个、三个或更多个位置处分布于组合件500的圆周周围。

第一同步器环510和第二同步器环512包含如所展示的成角锥形表面554、556，成角锥形表面554、556与第一同步器锥第一同步器锥506和第二同步器锥508的成角表面550、552对应、配对和接合。成角表面是大体上平滑的，并在同步过程期间彼此接合。也就是说，第一同步器环510在压力施加到第一同步器环510和图中的右边时顶着第一同步器锥506，且第二同步器环512在压力施加到第二同步器环512和图中的右边时顶着第二同步器锥508。这个摩擦操作使得每个相应圆锥和环能够在操作期间达到相同的速度，如将进一步描述。

图6说明组件514的剖视图，且图7说明组件514的透视图。然而，图7展示也不包含滑动套管504(或一插入件)的视图，如将进一步论述，使得组件514的操作能够可视化。参考图6和7两者还有图5，扭矩从轮毂502通过滑动套管504转移到第一同步器锥506和第二同步器锥508中的一个，这取决于组件514的接合。在一个实例中，同步环510、512例如由例如黄铜等软性材料制成，这确保磨损将在同步环510、512中而不是在更昂贵的同步轮毂502或同步器锥506、508中发生。同步器锥506、508各自包含彼此相对的大体上L形横截面，同时各自具有相应基底511、513和支腿515、517。每个支腿515、517按给定间距且在其自由外部边缘处包含相应齿轮齿546、548。同步环510、512定位或轴向地含于内部锁530的狭槽519、521内。组件514包含弹簧支撑件516、定位在其中的偏置部件或弹簧518和支柱销520(在图7中未展示支柱销520)。滑动套管504包含圆周凹槽522，圆周凹槽522与圆周凹槽418对应来与换挡叉138接合。凹槽522包含狭槽524，插入件526配合到狭槽524中。插入件526包含一对轻微的凹槽或凹坑528，凹槽或凹坑528出于组件514的操作的各个阶段而与支柱销520接合。图6的横截面中展示而且在图7的剖视图/透视图中可见的内部锁530包含成角且相对的接合表面532。六边形头销534包含与内部锁530的表面接合的表面，包含内部锁530的成角接合表面532，且销534从插入件526朝内径向地延伸。轮毂502包含界定于轮毂502的外部表面上并从所述外部表面朝内径向地延伸的相对提升斜坡536和538，提升斜坡536和538配置成在操作期间与销接合，例如六边形头销534。如所展示，提升斜坡536和538相对于圆周方向558以及相对于轴向方向558处于倾斜角度。

在滑动套管504的操作和轴向移动期间，组件514如下接合。如图5、6和7中所展示，滑动套管504定位成使得扭矩转移从轮毂502以及齿轮齿542发生，通过齿轮齿540到滑动套管504，直到第一同步器锥506，齿轮齿540与齿轮齿546、548处于相同给定间距并在轮毂502的外部表面上，齿轮齿542在滑动套管504的内部表面上。第一同步器锥506和第二同步器锥508中的每一个的外部圆周上的齿轮齿546和548也可与滑动套管504的内部表面上的齿轮齿542接合。因此，应理解，齿轮齿542具有如下关系：所述关系具有可比的间隔和角定向，使得在所公开同步操作期间，齿轮齿542与轮毂502的齿轮齿540和与齿轮齿546、548接合。因此，滑动套管504在轴向方向558上的运动致使具有销534的插入件526也轴向移动558，从而迫使销534与提升斜坡536、538和与内部锁530的对应成角接合表面532接合，同时致使内部锁530与同步环510、512中的另一个接合。因此，每个同步环510、512具有有限的轴向自由度来轴向移动558，同时与同步环510、512中的一个接合并与其中另一个脱离接合。

同步在图8A到8E中所说明的数个步骤期间发生。图8A到8E中的每一个包含侧视图或剖视图和剖视图上方的对应平面图。图8A到8E的每个平面图是图7中可见的组件的平面图，其中未展示滑动套管504和插入件526以使得下方的组件可见。

图8A对应于如图5、6和7中所说明的组件的位置，并对应于轮毂502与第一同步器锥506的接合。也就是说，图8A中的扭矩转移是从轮毂502，穿过滑动套管504到第一同步器锥506。第二同步器锥508不接合，且因此在这两个之间存在相对速度，如所说明。

第一同步器锥506的脱离接合和第二同步器锥508的接合在图8B中开始。也就是说，滑动套管504在换挡杆134的接合期间通过操作者在图8B中向右移位，且如可看到，滑动套管504处于与第一同步器锥506脱离接合的轴向位置处。滑动套管504的移动同样地移动插入件526，这由此致使销534也轴向地移位。在所说明轴向位置中，支柱销520与凹坑528中的第一个接合。如图8B的俯视图中所见，系统被预激发，且在图8B中标记的销534开始沿着提升斜坡536行进，从而通过销534上的压力致使插入件526轴向地移动。

同步在图8C中继续。六边形销534与内部锁530的成角接合表面532接合，并还与提升斜坡536接合。内部锁530的轴向移动引起第一同步器环510与第一同步器锥506之间的减压。滑动套管504朝向图中的右边的继续移动引起插入件526在图6如中所见的狭槽524内的圆周移位，这是因为第二同步器环512通过顶着第二同步器锥508来阻止插入件526进行任何轴向运动。由于第二同步器环512与第二同步器锥508之间的压力，圆周移位由此还致使第二同步器锥508沿圆周移位，这使得第二同步器锥508上的齿轮齿548能够在进一步轴向移位之后即刻与齿轮齿542对准。

滑动套管504的继续轴向运动增大第二同步器环512与第二同步器锥508之间的压力，同时增大第二同步器环512与第二同步器锥508之间的额外压力。额外压力停滞或减少滑动套管504与第二同步器锥508之间的相对运动。因而，在滑动套管504与第二同步器锥508之间的相对运动停止且第二同步器锥508上的齿轮齿548与滑动套管504的齿轮齿542对准的情况下，滑动套管504可滑动其最终距离(图中未展示)以接合齿轮齿542与齿轮齿548。以此方式，同步(和换挡)完成，其中第二同步器锥508与滑动套管504接合，滑动套管504与轮毂502接合。

因此，公开了包含从输入轴110接收动力的轮毂502的复合变速器换挡机构或组合件500。轮毂502包含在圆周方向544上延伸的外齿轮齿540，轮毂502具有在轮毂502的外部表面上延伸的两个提升斜坡536、538。第一同步器锥506和第二同步器锥508各自具有外齿轮齿546、548。每个同步器锥506、508的支腿511、513包含成角外部表面550、552。第一同步器环510和第二同步器环512包含与第一同步器锥506和第二同步器锥508的成角表面550、552配对的成角表面554、556。滑动套管504包含其内部表面上的齿轮齿542，滑动套管504的齿轮齿542可与第一同步器锥506和第二同步器锥508的外齿轮齿546、548接合，且齿轮齿542可与轮毂502的外圆周上的齿轮齿540接合，滑动套管504在凹槽522中具有狭槽524。内部锁530含有第一同步器环510和第二同步器环512中的每一个，从而致使第一同步器环510和第二同步器环512在轴向压力施加到内部锁530时在轴向方向558上移动。插入件526定位于狭槽524内，插入件526具有从其延伸的销534。支柱弹簧518配置成对着插入件526施加支柱销520的力。

当滑动套管504在轴向方向558上移位时，轮毂502使其齿轮齿540与第一同步器锥506脱离接合，插入件526轴向地移动558以接合插入件526的销534中的一个与内部锁530的表面532中的一个，一个销534沿着轮毂502的两个提升斜坡536中的一个行进，从而引起插入件526的圆周544移位，致使第二同步器环512的成角表面556与第二同步器锥508的成角表面552摩擦地接合，致使第二同步器环512与第二同步器锥508按相同速度旋转，使得滑动套管504可进一步轴向地定位于轮毂502的齿轮齿540和第二同步器锥508的齿轮齿548两者上方。

关于本文中所描述的工艺、系统、方法、启发法等，应理解，虽然所述工艺等的步骤已经被描述为根据某一排序的顺序进行，但是所述工艺可以按所述步骤以除本文中所述的次序以外的次序进行的方式来实践。此外应理解，某些步骤可以同时进行，可以添加其它步骤，或可以省略本文所描述的某些步骤。换句话说，本文中的方法的描述是出于说明某些实施例的目的而提供，并且决不应该理解为限制所要求的发明。

因此，应理解，以上描述打算是说明性并且非限制性的。在阅读以上描述后，除所提供的实例以外的许多实施例和应用将显而易见。本发明的范围不应参考以上描述来确定，但实际上应参考所附权利要求书以及所述权利要求书所授权的等效物的全部范围来确定。预期并且打算，未来的开发将对于本文中所论述的技术进行，并且所公开的系统和方法将并入到所述未来的实施例中。总之，应理解，本发明能够进行修改和改变。

因而，所公开系统使用包含提升斜坡的同步器和系统架构来改善换挡工作，系统架构使得紧接在相对齿轮脱离接合开始之后的同步成为可能。这消除来中间位置，从而结果减小了总体轴向长度。

除非本文中相反地明确指示，否则权利要求书中所用的所有术语都旨在被给出如对于如本文中所述的技术博学的人员所理解的其最广泛的合理构造和其普通含义。具体地说，除非权利要求相反地叙述了明确限制，否则例如“一”、“所述(the)”、“所述(said)”等的单数冠词的使用应理解为列举一或多个所指示要素。

在本说明书中对“一个实例”、“实例”、“一个方法”或“应用”的参考是指结合实例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个实例中。说明书中各处中的短语“在一个实例中”不一定每次在其出现时都指同一实例。

已参考前述说明来具体展示并描述本公开，前述说明仅仅说明用于执行本公开的最好模式。所属领域的技术人员应理解，本文中所描述的本公开的说明的各种替代例可用来在不脱离如以下权利要求书界定的本公开的精神和范围的情况下实践本公开。希望以下权利要求界定本公开的范围，并因此涵盖这些权利要求和其等效物的范围内的方法和设备。本公开的本描述应被理解为包含本文中所描述的元件的所有新颖且非显而易见的组合，且可在本申请或以后的申请中要求这些元件的任何新颖且非显而易见的组合。

此外，前述说明是说明性的，且没有单个特征或元件对于可在本申请或以后的申请中要求的所有可能组合是必不可少的。因此，不希望本发明限于作为预期用于执行本发明的最佳模式来公开的具体实施方案，而是本发明将包含属于权利要求书的范围内的所有实施方案。本发明能够以除在不脱离其精神或范围的情况下具体解释和说明以外的方式加以实践。本发明的范围不仅仅受以下权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种同步器，包括：

圆柱形轮毂，所述圆柱形轮毂具有按给定间距围绕中心轴线在圆周方向上延伸的外齿轮齿，并具有从所述圆柱形轮毂的外部表面朝内径向地延伸的提升斜坡；

两个同步器锥，所述两个同步器锥各自具有大体上L形横截面，所述L形横截面包含基底和支腿，每个支腿按所述给定间距包含齿轮齿，每个基底包含在所述圆周方向上延伸的锥形的成角表面；

两个同步器环，所述两个同步器环具有分别与所述两个同步器锥的所述成角表面配对的成角表面；

滑动套管，所述滑动套管按所述给定间距且在其内部表面上具有齿轮齿，这些齿轮齿能够与所述两个同步器锥的所述齿轮齿接合并能够与所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿接合；

插入件，所述插入件以机械方式与所述滑动套管接合，所述插入件具有被致使在所述滑动套管的轴向移动之后即刻沿着所述中心轴线移动的朝内径向地延伸的销；以及

内部锁，所述内部锁具有在所述圆周方向上延伸的两个狭槽，每个狭槽轴向地含有所述两个同步器环中的一个。

2.根据权利要求1所述的同步器，其中所述提升斜坡彼此大致平行地延伸。

3.根据权利要求1所述的同步器，其中所述滑动套管包含凹槽，所述凹槽包含其中定位所述插入件的延伸部的轴向延伸的狭槽。

4.根据权利要求3所述的同步器，其中所述轴向延伸的狭槽在所述圆周方向上延伸。

5.根据权利要求1所述的同步器，其中所述两个同步器锥的所述成角表面在每个基底的外圆周上。

6.根据权利要求1所述的同步器，其中所述销是六边形。

7.根据权利要求1所述的同步器，其中所述提升斜坡是相对的并相对于所述圆周方向和相对于轴向方向按倾斜角度延伸。

8.根据权利要求1所述的同步器，其中所述销从所述插入件朝内径向地延伸。

9.根据权利要求1所述的同步器，其中所述销中的一个配置成在所述插入件的轴向移动期间与所述内部锁的相对的接合表面接合，且所述销中的另一个配置成在所述轴向移动期间与所述提升斜坡中的一个接合。

10.根据权利要求1所述的同步器，其中当所述滑动套管在轴向方向上移位时，所述圆柱形轮毂使其外齿轮齿与所述两个同步器锥中的一个脱离接合，所述插入件轴向地移动以将所述销中的一个与所述内部锁的相对的接合表面中的一个接合，所述销沿着所述圆柱形轮毂的所述提升斜坡中的一个接合，从而引起所述插入件的圆周移位，致使所述两个同步器环中的另一个的所述成角表面与所述两个同步器锥中的另一个的所述成角表面摩擦地接合，致使所述两个同步器环中的所述另一个与所述两个同步器锥中的所述另一个按相同速度旋转，使得所述滑动套管能够进一步轴向地定位于所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿和所述两个同步器锥中的所述另一个的所述齿轮齿两者上方。

11.一种同步器，包括：

圆柱形轮毂，所述圆柱形轮毂具有围绕中心轴线在圆周方向上延伸的外齿轮齿，并具有从所述圆柱形轮毂的外部表面朝内径向地延伸的提升斜坡；

一对相对的同步器锥，所述一对相对的同步器锥各自具有大体上L形横截面，所述L形横截面各自包含基底和支腿，每个支腿包含齿轮齿，每个基底包含在所述圆周方向上延伸的锥形的成角表面；

两个同步器环，所述两个同步器环具有分别与所述相对的同步器锥的所述锥形的成角表面配对的成角表面；

滑动套管，所述滑动套管具有与所述相对的同步器锥中的每一个的所述齿轮齿和与所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿紧密配合的齿轮齿；

插入件，所述插入件以机械方式与所述滑动套管接合，所述插入件具有朝内径向地延伸的销；以及

内部锁，所述内部锁具有相对的接合表面并具有在所述圆周方向上延伸的两个狭槽，每个狭槽轴向地含有所述两个同步器环中的一个；

其中：

当所述滑动套管在第一轴向位置处时，所述滑动套管的齿轮齿与所述相对的同步器锥中的一个的所述齿轮齿紧密配合；

当所述滑动套管在第二轴向位置处时，所述滑动套管的齿轮齿与所述相对的同步器锥两者的齿轮齿脱离接合，并与所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿紧密配合，且所述滑动套管的轴向运动致使所述插入件的所述销中的一个与所述内部锁的所述相对的接合表面中的一个轴向地接合；

所述滑动套管继续运动到第三轴向位置允许与所述内部锁的所述一个接合表面接合的所述销沿圆周移动，使得摩擦引起所述销中的另一个的圆周移动以与所述内部锁的所述相对的接合表面中的另一个接合；且

在所述滑动套管的第四轴向位置处，所述滑动套管的所述齿轮齿与所述相对的同步器锥中的另一个的所述齿轮齿紧密配合。

12.根据权利要求11所述的同步器，其中所述提升斜坡彼此大致平行地延伸。

13.根据权利要求11所述的同步器，其中所述滑动套管包含凹槽，所述凹槽包含其中定位所述插入件的延伸部的轴向延伸的狭槽。

14.根据权利要求13所述的同步器，其中所述轴向延伸的狭槽在所述圆周方向上延伸。

15.根据权利要求11所述的同步器，其中所述相对的同步器锥的所述成角表面在每个基底的外圆周上。

16.根据权利要求11所述的同步器，其中所述销是六边形。

17.根据权利要求11所述的同步器，其中所述提升斜坡彼此相对并相对于所述圆周方向和相对于轴向方向按倾斜角度延伸。

18.根据权利要求11所述的同步器，其中所述销从所述插入件朝内径向地延伸。

19.根据权利要求11所述的同步器，其中所述销中的一个配置成在所述插入件的轴向移动期间与所述内部锁的所述相对的接合表面接合，且所述销中的另一个配置成在所述轴向移动期间与所述提升斜坡中的一个接合。

20.根据权利要求11所述的同步器，其中所述圆柱形轮毂的所述外齿轮齿与所述相对的同步器锥中的每一个的所述齿轮齿具有相同间距，并与所述滑动套管的所述齿轮齿具有相同间距。

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