CN1182177A - 同步器 - Google Patents

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Abstract

一种双作用、阻止型同步器(20),它将第一和第二齿轮(14,16)和轴(12)摩擦性同步且刚性联接。本同步器包括一个使齿轮(14)和轴(12)摩擦性同步的第一锥形离合器,带有摩擦件(22,46)的第二锥形离合器它用于使齿轮(16)和轴(12)同步,该同步器还包括带有摩擦件的第三锥形离合器,随着第一锥形离合器和第一齿轮轴向结合而结合。

Description

同步器
本发明涉及一种应用于多级变速传动装置的同步器。
同步器在多级变速传动装置中的应用已是众所周知的了。这种同步器一般包括：几对摩擦式和爪式部件，它们分别使齿轮与轴实现同步和刚性离合；预加力组件，在一个和轴相对转动的换档套或凸缘移动啮合时相应地使摩擦部件结合；锁止面，用来阻止换档套或凸缘的移动啮合直到实现同步为止，还用来传递套或凸缘的换档力给摩擦部件以增加摩擦部件的作用力。
同样众所周知的是在多传速比传动装置中，同步器在所有或部分档位中，利用多锥同步器以减少换档时间和换档力。还有，换档时间和换档力的减少可以通过自加力型的同步器来实现，这种同步器也可以采用多锥面结合。由于换档力一般随车体和车重的增加而增加，用来减少换档力的同步器对卡车尤其是中载和重载卡车来说更加重要。一种有多锥且自增加力的同步器在德国2214852和美国5135087号专利公告中出现。在此引用它们作为参考。这两种文献中的同步器就是所谓的阻止型的。然而多锥也可以用于锁销型同步器中，这里提供的美国5092439号专利所述的就是这种。这种同步器包含多锥并可带有自加力。
本发明在于提出一种对第二锥面的作用进行改进的多锥型同步器。
本发明的一个特征在于：一种同步器，将以相对转动的方式安装在公共轴上的第一和第二驱动件摩擦式和爪式连接。这种同步器包括：一个第一爪件，它和第一驱动件一起转动，并从空档位置轴移动到作用位置而与第二爪件啮合，以便根据换档力产生的第一爪件啮合动作而连接驱动件；第一摩擦件，随第一爪件的移动而轴向移动和第二摩擦件结合以产生初步同步扭矩；锁止面，随着扭矩初步同步而进入到啮合状态以防止爪件啮合作用的反同步，并将换档力传递到第一摩擦件，在达到同步时产生一个与同步扭矩反向的扭矩以使锁止面脱离啮合。
本发明的改进之处在于：借助第二驱动件的装配方式使其相对第二驱动件转动或轴向移动；第三摩擦件用来阻止相对于第一驱动件的轴向移动和转动；随着由第一和第二摩擦件结合作用引起的第二驱动件的轴向移动，第四摩擦件和第二驱动件旋转并轴向移动以和第三摩擦件结合。
改进之处还在于对用来使齿轮同步的第二锥形离合器的啮合作用的简化；使用了带有标准的或基本标准的同步器的第二锥形离合器的装置；第二锥形离合器的使用只需对传动装置本身进行很小的改动，并且不会消弱锥形离合器的冷却功能，因为它们是轴向间隔的。
图1为本发明的同步目的纵向剖面图。其中它包括一个在空档位置处的往复式同步器和与该同步器的一侧配合的第二锥形。
术语“同步器”是指一种用于将一个选定传动比齿轮利用刚性离合器不可转动地联结到轴上的离合器机构，在与刚性离合器联合的同步摩擦离合器使刚性离合器的部件进入大体上同步的转动之前，(避免了离合器的刚性啮合)术语“自加力”表示同步离合器机构包括斜面或凸轮或类似机构以按摩擦离合器的同步作用转矩的比例增大同步离合器的啮合力。
现在看图1，图1是一个多级变速箱10的一部分，它包括：第一个驱动件，即轴12即只画出轴12的一部分，轴12安装得可绕中心轴线12a旋转；还有轴向隔开安装的第二和第三驱动件即向前的驱动齿轮14、16，齿轮14、16支承在轴上而绕该轴转动；一零件18通过花键固定在轴上使其不能绕轴转动；还有一个双作用同步器20。
同步器20包括；环形部件22、24，以公知方式沿轴向安装在齿轮14、16上，并可绕其转动；在这里有和环形部件22、24一起构成齿轮摩擦件的锥形摩擦面26、28；在这里还有和零件20、22一起构成为齿轮爪件的爪齿30、32；毂件34沿轴向被固定并以可转动方式以其中心孔34a安装在轴12上；一个换档套36，在换档套36中心孔有内键齿38固定地与在毂件34外周的外键齿40啮合；还有摩擦部件42、44及与其一体的阻断齿面46、48和摩擦面50、52；一个预加力组件54。同步器的右边有一个第二锥形离合器，包括一个摩擦部件56，它有和固定在齿轮14上的摩擦面58，还有一个带有摩擦面60摩擦件即零件18，零件18可以是没有画出的变速箱齿轮组件的一部分。这里零件18是一个装配换向传动齿轮的爪形离合器，用来将一个没有画出的反向齿轮同轴12联结，以和没有画出的反向齿轮以公知方式轴向移动。
齿轮16和毂件34通过卡环62、64安装在一起以防止相互轴向移动以及沿轴12轴向移动。零件18分别通过卡环66和轴肩67固定在轴12上以防止左右移动。齿轮14和16通过轴承15和17可对彼此相转动地安装在轴12上。正如前面看到，摩擦面26、50一起形成摩擦离合器，在爪形离合部件30和形成爪形离合部件的内键齿38相互作用之前，使齿轮14和轴12同步。摩擦面28、52一起形成一个摩擦离合器，在爪形离合器部件32和形成爪形离合部件的内键齿38相互作用之前使齿轮16和轴12同步。最好使用锥形离合器，然而其它形状的离合器也可以使用。可以使用多种锥度，这里列出了七个级别的锥度。摩擦面可以采用公知的摩擦材料的任何一种，贴附在每个锥形离合器的一个或两个摩擦件上。锥面可以开有沟槽，以填充喷钼钢质材料或热分解碳材料。美国4700823，4844218和4778548号专利公开了这些材料。在这里引用这些专利作为参考。
换档套键齿38的相对的尾部带有倒角的锁止面38a、38b通过和带有倒角的阻面42、44的阻断齿46、48相互啮合以防止爪件的作用不同步，并将换档力传递到锥形离合器的摩擦面而使其产生啮合，以产生和换档力成比例的同步扭矩，而且产生一个与同步扭矩反向的扭矩，在达到同步时使阻断齿脱离啮合，并由此将键齿38定义为与齿轮爪件的齿30或32啮合轴向移动的爪式部件。
键齿38和40有轴向伸展的齿侧面，以紧密的滑动联结平滑地装配在一起，以使换档套36和轴12之间不能相对运动。键齿38的齿侧面和齿爪牙30、32可以带有退出角或锁定角特征以防止不留心造成的齿牙不匹配。本特征的细节可以在美国4727968号专利文献中看到，在这里引用该文献作参考。
在现有技术领域中的每个预加力组件54，包括一个螺旋压缩的弹簧68和柱塞70，它装在一个沿径向伸展的盲孔中，一个滚子或珠72(在这里是滚子)压在键齿38的环形掣子沟38C中，预加力组件54将换档套36以弹性方式固定于如图1所示的空档位置。滚子72沿轴向安装在阻面42、44和接头部分支承面42A、44A一起形成的空间中。以己知的方式间隙放在毂件34的凹沟中。当要结合齿轮和轴时，如美国专利4920815所述，一个没画出的适当的换档装置，通过画出部分的换档拨叉74使换档套沿着轴12轴向移动，或向左结合齿轮16或向右结合齿轮14，换档装置可以由操作者通过连接系统手动操作，也可以有选择地通过一个执行机构操作，也可以通过自动启动换档装置来操作，这样一可以控制换档操作力的大小。当换档手工操作时，作用力与操作者给操纵杆的力成正比。无论手动还是自动，给换档套36的力都是轴向的。
由操作者的换档力引起的换档套36由空档位置向右初始轴向移动，由预加力滚子72通过支承面42a传到阻面42以产生转动着的锥面50和圆锥齿面26的初始摩擦性结合。当然，锥面的初始结合力是弹簧58的弹力和环形掣子沟38C壁的角度的函数，初始结合力使齿轮14和摩擦部件56向右移动，因此与锥面58、60啮合。初始摩擦方式的结合产生(在反同步条件下)一个初始的锥形离合器结合力和同步扭矩，以保证换档套36和阻面42之间有限的相对运动，从而使阻断齿46移动某个位置，在这个位置上，一个46正确的斜阻断面与键齿38正确的斜阻断面相结合。当阻断面结合时，作用在换档套36上的全部作用力通过斜阻断面38a、46传递到摩擦面26、50和摩擦面58、60。这样锥离合器由于操作换档力的全部作用而产生完全同步扭矩，因为阻断面被安置得相对于操作者换档力的轴向成一角度，产生一个反力即开启扭矩。这个反力同锥形离合器的同步扭矩反方向，但在同步条件下，反力比较小。当达到基本同步时，同步扭矩降到小于开启扭矩，这样阻断齿被移动而脱开，从而允许换档套继续作轴向移动，使键齿38和齿牙30进行结合。
换档套从空档位置开始向左轴向初始移动，它使锥面28、52和阻断面38b、48结合。齿轮16的同步扭矩总是小于齿轮14，因为它只用了一个锥形离合器，然而可以和齿轮14那样，给齿轮16安装第二个或更多的锥形离合器。
这里描述了一个完美的同步器的整体。其它类似的同步器都被认为属于本发明的构思，以下的权利要求包括了所描述的装置的创造性部分，还包括了会被认为属于本发明构思范围之内的其它装置。

Claims (6)

1、一种同步器(20)，它将以相对转动的方式安装在公共轴(12a)上的第一和第二驱动件(12，14)摩擦式和爪式进行摩擦与刚性连接。这种同步器包括：
一个第一爪件(38)，它和第一驱动件(12)一起转动，并由空档位置轴向移动到作用位置而与第二爪件(30)啮合，以便根据第一换档力产生的第一爪件啮合动作而连接驱动件；
第一摩擦件(42)，它随第一爪件的移动而轴向移动和第二摩擦件(22)结合以产生初步同步扭矩；
锁止面(38a，46)随着扭矩初步同步而进入到啮合状态以防止爪件啮合作用的反同步，并将换档力传递到第一摩擦件，在达到同步时产生一个与同步扭矩反向的扭矩以使锁止面脱离啮合；其特征在于：
旋转地组件(15)装在第二驱动件(14)上并且其相对第一驱动(12)件轴向移动；
第三摩擦件(18)用来阻止相对于第一驱动件(12)的轴向移动和转动；
随着由第一和第二摩擦件(42，22)结合作用引起的第二驱动件(14)的轴向移动，第四摩擦件(56)用来和第二驱动件(14)旋转并轴向移动以和第三摩擦件(18)结合。
2、一种如权利要求1所述的同步器，还包括一个第三驱动件(16)，它安装在相对第一、第二驱动件(12、14)绕公共轴线(12a)转动并且和第二驱动件(14)轴向间隔；
一个第三爪件(38)，它与第一驱动件(12)一起转动并且从空档位置轴向移动而和第四爪件(32)啮合，随着由第二换档力和第一换档力而产生的第三爪件的啮合，而将第一和第三驱动件(12，16)刚性联结；
第五摩擦件(44)随着第三爪件(38)的啮合而轴向移动以和第六摩擦件(24)结合，从而产生同步扭矩；
阻面(38b，48)随着扭矩的初步同步而移动啮合以防止第三和第四爪件的反同步，且将换档力传递给第五摩擦件，同时产生一个同步扭矩的反扭矩，以在达到同步时使阻面的啮合脱开。
3、一种如权利要求1或2所述的同步器，其特征是：
同步器(20)安装在一个多级传动装置(10)中；并且第三摩擦件(18)和传动装置(10)的齿轮为一体且不和同步器(20)连接。
4、一种如权利要求3所述的同步器，其特征是：第三摩擦件(18)和和驱动齿轮的爪式离合器一体，第二驱动件(14)就是一个向前驱动的齿轮。
5、一种如权利要求1-5所述的同步器，其特征是：第二驱动件(14)轴向置于第一、第二(42，22)和第三、第四摩擦件之间。
6、一种如权利要求5所述的同步器，其特征是：驱动齿轮的爪离合器是反向驱动齿轮爪式离合器。
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PB01 Publication
C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication