CN1181129A - 换档变速箱用的换档装置 - Google Patents

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Abstract

用于换档变速箱的换档装置,其中至少有一个变速档是通过同时操纵两个换档元件(同步联轴节)来挂档或松档的。该换档装置包括两个带有导轨的、在换档轴上导向的转子元件。两个转子元件中之一是旋转方向上固定但可轴向移动地同换档轴相连,并可相对于另一个转子元件移动。

Description

换档变速箱用的换档装置
本发明涉及一种用于主项权利要求中所述的类型换档变速箱的换档装置。
专利DE-4205671A1公开过一种变速箱，其各个变速档是通过多个齿轮对(组合换档)的共同作用来实现换档的。为了换档过程需要操纵两个同步过程。为了能够在尽可能短的时间内实现真正的换档过程，两个同步过程应尽可能地同时完成。
专利EP0547007A1公开过一种换档装置，其换档变速箱的换档元件(同步联轴节)是通过换档叉来移动的，而换档叉又是由一个旋转运动的换档辊来移动的。为此，换档叉的一个导臂在换档辊的一个导轨中运动。借助导臂和导轨的共同作用，换档辊的旋转运动被转换成换档叉的轴向移动。对这种换档装置，虽然换档变速箱的多个换档叉在换档辊的并列延伸的导轨中导向，并且由后者带动，但两个换档叉从而两个同步联轴节的同时移动并非轻而易举就可能的。因为由于部件公差及制造加工的误差，同步联轴节及换档叉的操纵行程是不完全相同的，从而会出现下述问题：一个同步联轴节已经完全被嵌入，而另一个同步联轴节却仍未走完全部的操纵行程。为了精确地操纵，需要导臂在导轨中实现紧密的导向，所以补偿公差是不可能的。
针对上述情况本发明的基本目的在于：为换档变速箱设计出一种换档操纵装置，至少在一个变速档换档时，必须同时使两个换档元件(同步联轴节)运动。这样，换档过程将可靠地完成，这时由于部件公差和制造加工误差产生的行程差别就可在操纵各个换档元件时得以补偿。
按照本发明，上述目的是用主权利要求中所述的特征加以解决的。把换档导轨设置在至少两个相互独立的转子元件上，而在转子元件之间又安置一个补偿元件，从而可以充分地分开两个单一的换档过程，这是因为取消了待移动换档元件的刚性联接。借助两个独立的转子元件之间的补偿元件，就可实现行程补偿，它就可补偿两个换档元件的不同的操纵行程。
当至少两个独立的转子元件在一个共用的轴上导向，并由该轴来带动，这种换档装置的制造特别简单，部件所费甚少。
同时要操纵的两个换档元件的不同操纵行程的补偿可用特别简单的方式实现，其时两个转子元件之一是在旋转方向固定的，但可轴向移动在换档轴上，而安置在两个转子元件之间的补偿元件是一个弹簧元件。这样，一方面当利用轴向移动的转子元件操纵的单个换档过程已经完成时，可使轴向固定的转子元件或者换档轴继续旋转。另一方面，当第二个换档过程已经执行时，由于转子元件的轴向可移动性便可使由其执行的单个换档过程结束。换档元件(同步联轴节)的对操纵过程所必需剩余行程，可以由轴向移动的换档元件来紧随移动完成。
两个方向中的公差补偿能够以特别有利的方式实现，其条件是：轴向移动的转子元件由彼此相反作用的弹簧元件加荷，其时该转子元件借助两个弹簧元件而保持在一个预紧的中性位置上，而且能克服弹簧的作用在两个轴向方向的每个方向上移动。
按照本发明提出的特别有利的设计，可以用简单的方式调整轴向移动的转子元件的中性位置，其条件是：至少是弹簧元件作成压力弹簧，其轴向延伸由限制件来限定。通过规定此轴向延伸的限定，便设置了一个精确的终点位置，这一终点位置对应于轴向移动的转子元件的中间位置或者中性位置。这样就不必费事地去调节共同作用的弹簧元件了，或者补偿不同的弹簧预紧力或弹簧特征曲线了。
本发明的其它优点及有利的改进设计见从属权利要求和说明书。
在和下面的说明和附图对本发明的一个实例做了较详细说明。附图是：
图1换档变速箱示意图，
图2换档装置的一个局部横断面图。
图1中示明的换档变速箱1有一个按空心轴设计的主动轴2、一个与之轴向平行并部分地在空心轴2中导向的从动轴3及一个与上述两个轴轴向平行导向的中间轴4。在中间轴4上旋转方向固定地安置了五个齿轮5至9。在从动轴3上有四个未固定齿轮10至13，未固定齿轮10与齿轮6、未固定齿轮11与齿轮7、未固定齿轮12与齿轮8相啮合。未固定齿轮13经过一个用于操纵倒车档的中间齿轮14而与固定的齿轮9相啮合。另一个未固定齿轮15支承在主动轴2上，并与固定的齿轮5相啮合。在从动轴3上旋转方向固定地支承着两个同步联轴节16和17，其中的同步联轴节16同未固定齿轮10(单独换档过程C)和未固定齿轮11(单独换档过程D)共同作用。同步联轴节17同未固定齿轮12(单独换档过程E)和未固定齿轮13(单独换档过程F)共同作用。第三个同步联轴节18旋转方向固定地被支承在主动轴2上，一方面同未固定齿轮15(单独换档过程A)共同作用，另一方面又同未固定齿轮10(单独换档过程B)协同动作。
同步联轴节16至18各自在旋转方向固定，但也可轴向移动地支承在主动轴2或者从动轴3上。借助这些同步联轴节的轴向移动，就可经过相应的各个换档过程将各自配置的未固定齿轮在旋转方向上固定同轴连接起来。例如，为了挂第一档，需要操纵同步联轴节18和同步联轴节17。这时，同步联轴节18与未固定齿轮15(单独换档过程A)相啮合，同步联轴节17则经过单独换档过程E与未固定齿轮12相啮合。换档变速箱1传力途经可以清楚地直接从图1所示的示意图中看出。对整个的换档示意图不做更详细说明，因为这不是本发明的本质问题。不过，从图1中所示的变速箱配置中仍可看得出来，而且例如在开头提及的专利DE4205671A1中也做了较详细的描述。另外，还可利用下面详细描述的换档装置来操纵其它的换档变速箱，在这些换档变速箱上，至少一个变速档要通过同时操纵两个单独换档过程(同步过程)来挂档。
如前所述，同步联轴节16至18是在旋转方向上固定，但可轴向移动，支承在所配置的轴2、3上。单个换档过程的操纵是按已知方式通过和同步联轴节共同作用的换档叉19的轴向移动来实现的，为了简明之故，在图2中只对换档叉中的一个做了图示表明。上述换档叉19被固定在一个换档杆20上，该换档杆经过换档指形件21即可轴向移动，此指形件在一中间件23的导槽22中导引。中间件23是设计成套筒状的，被支承在一导杆24上，并可在该导杆上轴向移动。中间件23经过一导向销25与换档装置26相连。
换档装置26主要由一个换档轴27和两个转子元件28与29组成。换档轴27在端侧用两个轴承30、31支承在未详细示明的换档变速箱的箱体外壳中。借助一个众所熟知的步进式换档机构，换档轴27可以步进式地旋转，关于该步进式换档机构，在图中只示出与换档轴旋转方向固定相连的拨块部件32。换档轴的旋转也可采用电动机来实现，以代替机械步进式换档机构。第一个转子元件28固定在换档轴27上。该转子元件在其外圆周上有两个环绕延伸的导轨33和34，这两个导轨要么直接同一个换档指形件21协同动作，要么间接地经过一个中间件23各自同一个换档叉19协同动作。这时，经过导轨33来操纵同步联轴节18，而导轨34则与同步联轴节16协同动作。第二个转子元件29旋转方向固定在换档轴27上，但可轴向移动。在它的外圆周上设计了一个环绕延伸的导轨35，中间件23的导向销25便是在该导轨中导引的。在第一个转子元件28和第二个转子元件29之间安置了一个被限动的弹簧元件36，该弹簧元件的轴向伸展由一个带有园周凸肩38的环形件37加以限制。弹簧元件36在两个凸肩38之一的中间位置下方，紧靠在第一个转子元件28上。在对面一侧，弹簧元件36经过安全环39一方面紧靠在凸肩38上，另一方面紧靠在第二个转子元件的环状突出部40上。通过第二个转子元件29上突出部40的轴向延伸，该转子元件的沿轴向移动被限制在第一个转子元件28上，方式是转子元件29以它的内端面41紧靠在环形件37上。
在相对着的端面上安置了一个具有相似结构的补偿元件42，该补偿元件同样是由一个弹簧元件36、一个带有凸肩38的环形件37以及一个安全环39组成。弹簧元件36经过环形件37的凸肩38一方面紧靠在一个嵌置在换档轴27中的安全环43上。在相对一侧，弹簧元件36经安全环39一方面紧靠在第二个转子元件29的凸肩44上，另一方面，经过上述安全环39紧靠在该安全环的凸肩38上。环形件37的朝向第二个转子元件29的凸肩38可以嵌入在转子元件29的环形缺口45中。与环形突出部40相似，然后使得该转子元件紧靠在右边的环形件37上之后，上述缺口45的轴向延伸限制着转子元件29的移动。
通过夹紧轴向移动的转子元件29获得了一个弹簧定心的中间位置。由于弹簧元件按照被束缚弹簧设计，所以轴向移动的转子元件29的中间位置是很容易调节的，而元须考虑什么不同的弹簧特征曲线或者弹簧预紧。借助转子元件29的轴向移动性，在同时进行单个换档过程时可对不同的操纵行程实现补偿。以前面述及的第一档为例，如果与导轨33协同动作的单个换档过程A首先停断，则单个换档过程E肯定地由于本身已知的同步联轴节的拉引作用而完成。相反地，如果单个换档过程E首先停断，则换档轴27可继续旋转，这时由于导轨35和导向销25的协同动作，转子元件29就沿轴向被推动，与此同时，单个换档过程A的剩余换档行程就可借助转子元件28的继续旋转而延续下去。
与这里述及的实例相反，可将一个、多个或全部换档叉直接与转子元件之一联结。此外，也可以不用换档叉，例如经过摆动叉来进行换档操纵，这时摆动叉同样直接或间接地同转子元件中之一的导轨相联结。
为了能使任一换档过程中不同换档操纵行程实现补偿，应将各导轨配置给各个转子元件，以使在每一换档过程中同时操纵两个换档元件时，两个转子元件或者安置在其上的导轨之一是起作用的。如同在实施例中所示明的，若在一个转子元件上安置几个导轨，应确保，不再需要这样的换档过程，即其中配置给单个换档过程的两个换档元件必须通过安置在一个转子元件上的导轨来移动。

Claims (7)

1.操纵换档变速箱(1)的换档元件(16至18)用的换档装置，这些换档元件可相对于所配置的主动轴(2，3)轴向平行地移动，以实现变速档的转换，其中至少一个变速档是借助同时操纵两个换档元件来挂档或松档的，该装置配备有至少一个可旋转的换档转子(28，29)，转子上至少具有两个换档轨道(33至35)，这些换档轨道与传力机构(19，23)协同动作，以便将旋转运动转变成换档元件的平动，该装置的特征在于：换档轨道(33至35)是设置在相互独立的转子元件(28，29)上；而在两个转子元件之间安置了一个补偿元件(42)。
2.按照权利要求1中所述的换档装置，其特征在于：两个转子元件(28，29)安置在一个共用的换档轴(27)上；而一个转子元件(28)则与该换档轴固定地相连。
3.按照权利要求1或2中所述的换档装置，其特征在于：两个转子元件(28，29)旋转方向固定，但可轴向移动地彼此相连；补偿元件(42)是一个弹簧元件(36)。
4.按照以上权利要求的一项中所述的换档装置，其特征在于：可轴向移动的转子元件(29)在轴向由相反方向作用的弹簧元件(36)加荷。
5.按照以上权利要求的一项中所述的换档装置，其特征在于：两个转子元件(36)中至少一个是作为压力弹簧设计的，它的轴向延伸是由限制件(37)来加以限制的。
6.按照以上权利要求的一项中所述的换档装置，其特征在于：可移动的转子元件(29)的轴向移动是由止挡件(40，45)来加以限定的。
7.按照以上权利要求的一项中所述的换档装置，其特征在于：两个转子元件(28，29)是设计成套筒形的，它们在其延伸段至少部分地重叠。
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