CN87101717A - 阻挡式牙嵌式离合器组件 - Google Patents

Abstract

一种有传感器非阻挡斜面(176、178、180、182)的阻挡式牙嵌式离合器组件(156)，其结构能使阻挡环(124)的阻挡扭力摩擦面(188)借助一个圆周上不对称的轴向力与第一牙嵌式离合器构件(108、164、188)摩擦啮合。

Description

本发明涉及阻挡式牙嵌式离合器组件和使用该组件的变速器，特别涉及到用于复合式变速器中的改进的阻挡式牙嵌式离合器组件。该复合式变速器中至少有一个变速器段采用阻挡弹性换档牙嵌式离合器组件，其副变速器段中的阻挡件和相连的离合器构件的阻挡构件上有互补斜面，当一个牙嵌式离合器部件的惯量超过预定极限时，例如其它变速器段中的一个已啮合时，这种形状的斜面能防止相连的牙嵌式离合器构件不同步啮合。但是当一个离合器构件上的惯量较低时，例如其余的一段或几段处在空档或分离状态时，它将起定位器作用，使阻挡件和离合器构件处于不阻挡状态。

小速比副变速器式或换档式或二者相结合的复合式变速器在先有技术中是大家都熟悉的，可参阅美国专利№.3，105，395;3，648，546;3，799，002;2，932，988和3，229，551。本文将引述其披露的内容供参考。

先有技术中的单一式和复合式阻挡齿轮换档变速器也是众所周知的，可参阅美国专利№3，799，002;3，921，469;3，924，484;3，983，979;4，132，122;4，192，196和4，194，410。本文将引述其披露的内容供参考。

半阻挡复合式齿轮换档变速器，其主变速器段用手动接合的不同步的不阻挡牙嵌式离合器有选择地接合所选择的一个主变速段的变速齿轮，其副变速段用阻挡式弹性换档牙嵌式离合器有选择地接合所选择的一个副变速齿轮，其副变速器段中的阻挡件（也叫传感器）和相连离合器构件阻挡构件上有互补斜面（也叫作“传感器非阻挡斜面”）当主变速段已啮合时，这种形状的斜面能防止相连的牙嵌式离合器构件不同步啮合，但是当速主变段处在空档或分离状态时，它将起定位器作用，使阻挡件和离合器构件处在不阻挡状态。这些是先有技术中大家都知道的，可参阅美国专利№.4，440，037和1983年2月9日公开的，欧洲公开号为№.0071353的欧洲专利申请№.82303585.2（对应于申请人的代理人在1981年7月27日申请的美国专利申请S.N.287470）。

自动和（或）半自动阻挡或半阻挡式齿轮换档变速器这种先有技术是众所周知的，可参阅美国专利№.4，527，447。本文将引述其披露的内容供参考。

先有技术中的半阻挡复合式变速器，特别是小速比副变速器式的，其主变速器段中装有大家都熟悉的不同步、不阻挡的牙嵌式离合器组件，副变速器段中装有弹性换档阻挡牙嵌式离合器组件。这种牙嵌式离合器组件在相连的阻挡件和离合器构件上最好装有互补斜面构件。当主变速器段接合时它可以使阻挡件能防止相连牙嵌式离合器组件不同步接合，但当主变速器段处在空档时，在弹簧偏压作用下它可以使阻挡件移到一个不阻挡的位置，构成了一个不太复杂而可靠的复合式变速器，其变速相当容易简单，并且可以在车辆处在静止状态下换档。

要求在这种变速器中使用的阻挡牙嵌式离合器组件能完成两种不同任务：在某种不同步和惯量较高情况下保持阻挡状态;无论离合器构件的初始相对转速多大，能在某种相对低惯量状态下产生同步状态以便解除阻挡先有技术的斜面阻挡牙嵌式离合器组件在某种不利情况下会不阻挡，致使阻挡件不能防止不同步或冲击式牙嵌离合器的接合，这种状况是所不希望的。

本发明已将先有技术中的这些缺点排除或减少。其方法是采用了一种改进的阻挡离合器组件，它利用传感器非阻挡斜面使阻挡件或传感器在不利（即不同步和惯量较高）条件下移至非阻挡状态的可能性减小或消除，同时使斜面保持在适当（即惯量较低）条件下能使阻挡件移至脱开状态。

上述功能在本发明的一个实施例中完成，它配备了几组阻挡凸台或凸齿，其齿型能使阻挡件和离合器构件在初始啮合时在阻挡件和其所接触的牙嵌式离合器构件之间产生的轴向力，与其旋转轴园周不对称，足以导致在阻挡件与牙嵌式离合器之间产生初始相对倾斜和（或）阻挡环与离合器构件的相对径向位移和（或）将阻挡扭力摩擦表面之间的接触限制在局部范围内。

上述功能通过许多结构上的改进来完成。例如，齿轮的排放位置可以在圆周上与阻挡件或离合器轴线不对称，或预施力环可以不对称安装在阻挡环中，或采用不对称预施力环或使一组或几组阻挡凸齿轴向偏移或取消。

上述改进结构在试车中被证明非常令人满意，并确信能防止非正常的阻挡解除，因为阻挡扭力摩擦面不对称接触和（或）构件的相对倾斜和（或）径向位移产生一个无动液支撑面，造成阻挡扭矩摩擦面上的油膜初始分解，可以提早产生阻挡扭矩。还有，由于径向不平衡部件在锥形摩擦面上所受的不对称力的作用下，而在构件间产生的较小径向摩擦力能作用在与非阻挡斜面所产生的任何过早非阻挡力相反的方向上。简言之，本发明具有明显的优点，它可以保证阻挡件和第一离合器构件的锥面摩擦啮合产生的阻挡扭矩（该扭矩促使阻挡件与第一离合器构件一起转动从而转到与第二离合器构件相对合适的位置）产生在离合器开始啮合时斜面接触的同时或接触之前。

因此，本发明的目的是提供一种利用传感器非阻挡斜面的改进的阻挡式牙嵌式离合器组件。

本发明的其它方面及其优点，通过对实施例的详细介绍并参看附图即可一目了然。

图1为成功地采用了本发明的改进的阻挡式牙嵌式离合器组件的“4×3”十二速半阻挡变速器示意图。

图2为图1中变速器的局部剖视图。

图2A为本发明的另一实施例的部分断面图。

图3为图1中变速器的换档示意图。

图4为图1所示变速器的副变速器内采用的牙嵌式离合器-阻挡件组件局部放大剖视图。

图5所示为阻挡件和牙嵌式离合器部件处在同步可以换档状态的局部视图。

图6为图4中阻挡件的局部视图。

图7为图6中的箭头7-7方向视图。

图8为图1中的变速杆手把、变速器和主控制器上视图。

图9A，9B和9C分别示出本发明的阻挡式牙嵌式离合器组件处于空档、预选和齿轮啮合位置时。

图10为本发明的一个阻挡式牙嵌式离合器组件实施例的剖视图。

图11为本发明的另一个实施例的局部剖视图。

图12为本发明的另一实施例的预施力环平面图。

图13为本发明的另一个实施例中采用的阻挡件示意图。

图14为本发明的又一实施例中采用的阻挡件示意图。

现在详细观察本发明的装置可以知道，在上述专利中对阻挡件和采用阻挡件的阻挡式或半阻挡式变速器的构造和工作已做了详细报导并申请了专利，所以，细节均参照该专利。

为了参照方便起见，在下列介绍中将采用一些术语，但不只限于这些术语。词句“向上”、“向下”、“向右”、“向左”将表示所参照的图纸上的方向。词句“前部”和“后部”将分别指变速器通常安装在车辆上时其前端和后端，分别为图1中所示变速器的左侧和右侧。词句“向内”和“向外”将分别指由设备的几何中心和其指定部分向内和向外。所说的术语将包括上面特别提到的词句和它的派生词句以及相类的引进词句。

“复合式变速器”一词用来表示有一个主变速器部分和一个副变速器部分二者互相串联的变速器，其主变速器部分所选择的齿轮减速可以进一步与副变速部分所选择的齿轮减速相组合。此处采用的“小速比副变速器式组合变速器”一词表示一个复合变速器，其副变速器用来提供比主变速器所选的速比更小的、可供选择的各种细分档次。小速比副变速器式复合变速器的主变速器段的变速档次较宽。这种宽档次在副变速段中再进一步细分。这里所用的“挂高挡”一语将表示由低传动比换档到高传动比。所用的“挂低档”一语表示由高传动比换档到低传动比。所用的“低速档”、“低档”和（或）“一档”等术语均表示传动比。

术语“阻挡式变速器”或“阻挡式变速器段”表示一种齿轮换档变速器或变速器段，其所选择的齿轮借助一个非摩擦离合器不旋转地联接到一根轴上，一个阻挡件被用来防止其啮合直至非摩擦离合器构件基本上同步为止，这种同步状态通过手控和（或）自动控制变速器输入轴和（或）输出轴来达到。使两个轴间产生一个跨越同步状态，而不是靠选择的离合器构件的摩擦接触来使一个离合器构件及其相连装置与另一个离合器构件一起转动的办法来达到。

术语“同步变速器”表示一种齿轮换档变速器，其所选择的齿轮借助一个非摩擦离合器不旋转地联接到一根轴上。在离合器构件达到同步以前以及当离合器开始啮合而与离合器构件相连的摩擦构件足以使离合器构件及其全部旋转构件基本上能同步旋转以前，能防止该离合器啮合。

图1～3示出一个“4×3”十二个前进档、半阻挡、小速比副变速器式复合变速器10。变速器10由主变速器段12和与其串联的副变速器段14组成，每个变速器段都有许多可选择速度档次或操作途径。主副变速器段均适当地装在常规的箱体16中。同时，本发明中带传感器非阻挡斜面的阻挡式牙嵌式离合器组件特别适用于如图中所示的半阻挡式变速器10。这种组件还能很好地用于其它型的复合式变速器。

变速器10有一个输入轴18，在靠近其末端支撑在一个轴承20上，并配有一个输入齿轮，用花键不可转动地连接在轴上。输入齿轮22同时等速驱动几个主变速器段的中间轴。在示出的实施例中，变速器有两根主变速器段中间轴24和26，设在与主轴28相对的两侧。该主轴与输入轴18同轴对准，并在其前端有一个导向件30，可转动地装入并支撑在输入轴18的末端上。

输入轴18通常只能由原动机单方向驱动，例如用节气门操纵的柴油发动机E，通过选择操纵的常闭式主离合器C驱动。如先有技术中所知道的那样，离合器C可以用踏板P有选择地松开。离合器C可以有一个与其相连的离合器制动器。

主变速器段的每根中间轴24和26各有一个尺寸和齿数均相同的齿轮组，如齿轮对36，并装在与主轴28相对的两侧。由图2可以看出，中间轴齿轮42和44可以被直接在主变速器段中间轴上形成的渐开线花键所限定。

主变速器段主轴的许多传动齿轮46、48、50和52套在主轴28上，并且可以用大家都熟悉的滑动离合器套环有选择地一次将一个齿轮与主轴啮合。

套在主轴28上的主变速器段的主轴齿轮46、48和50，分别支撑在与中间轴相对两侧的齿轮对38、40和42上，并与其连续啮合，该安装方法及其优点在美国专利№.3，105，395和3，335，616中作了较详细的介绍，本文将引述其披露的内容供参考。主轴齿轮52是倒档齿轮，并通过常规的中间惰齿轮（未示出）与中间轴齿轮对44连续啮合。最前面的中间轴齿轮36与输入齿轮22连续啮合并由其驱动，并每当输入轴被驱动旋转时都会使中间轴24和26同时旋转。

主变速器段的主轴齿轮46、48、50、52和主变速器段中间轴齿轮36、38、40、42、44以及惰齿轮均与输入齿轮22常啮合，并由该齿轮驱动。这样，所有齿轮组合在一起就形成了变速器的齿轮传动装置10。

可以看到，有各种支承环54使主变速器段的主轴齿轮与主轴28相对轴向固定。

滑动离合器套环56、58和60用花键与主轴28连接，可以对轴作轴向运动，并与轴一起转动，这方面技术是众所周知的。

滑动离合器套环56可以借助换档拨叉62轴向滑动，使齿轮52与主轴啮合。滑动离合器套环58可以借助换档拨叉64轴向滑动，使齿轮50或48与主轴啮合。滑动离合器60套环可以借助换档拨叉66轴向滑动，使齿轮46与主轴啮合，或使输入齿轮22（从而使输入轴18）与主轴啮合。换档拨叉62、64和66与一已知的换档拨杆壳体组件70的换档拨杆或换档滑杆（仅示出一个68）连接。组件70由常规的变速杆72操纵。本发明也适用于用远距机械换档、电气或液压换档机构代替换档拨杆壳体组件70和变速杆72的变速器，还适用于全自动或半自动的变速器和变速系统，如美国专利№.4，361，060中所示。本文将引述其披露的内容供参考。

现在分析一下小速比副变速器段14。主轴28伸入其中，与输出轴74同轴安装，并导入输出轴中。然后，输出轴用通常在76处示出的适当轴承支撑在壳体16内。该副变速器段还包括一些副变速器段中间轴78和80。中间轴上有相同的中间轴齿轮组84、86和88。

正如先有技术中已知和美国专利№.3，105，395中所示的那样，为了缩小双列中间轴式组合变速器的轴向和横向尺寸，主轴段的中间轴24和26与副变速器段中的中间轴错开约90°。主变速器段中间轴用轴承90和92支撑在壳体16内，同时副变速器段中间轴78和80则用轴承94和96支撑在壳体16内。

副变速器段内主轴的两个齿轮108和110套在主轴28上，并分别用副中间轴齿轮对84和86浮动支撑并与其常啮合。输出齿轮112与输出轴74花键连接，可对轴进行轴向移动和与其一起转动。输出齿轮112与副中间轴齿轮副88常啮合。

弹性斜面离合器构件116、118和120与主轴花键连接，并分别与阻挡件124、126和128（示于图2）相结合，构成上述美国专利№.3，799，002、3，921，469和3，924，484中所述形式的弹性阻挡式离合器装置，并有有选择地分别将齿轮108、110和112（一次一个）与主轴28啮合。离合器116由弹簧130加轴向偏压，并用刚性止动134件限制其轴向移动。离合器构件118和120用套在主轴上的弹簧136加偏压使其轴向分开，并用止动件138和140限制其轴向移动。

齿轮112可以用换档拨叉142使其轴向移动。换档拨叉可以用换档工作缸组件144来移动。主轴齿轮108和110相连接，可以联合进行轴向移动和用环146单独转动，并可用换档拨叉148作轴向移动。拨叉可用换档工作缸组件150移动。换档工作组件144和150限定远距伺服机构152，该伺服机构使齿轮108、110或112（一次一个齿轮）分别与主轴28啮合。当然，齿轮112与主轴28啮合能使主轴28直接与输出轴74连接。

伺服机构152的控制最好用主控装置，例如用与变速杆72连接的换档手柄154（见图8）。典型的主控变速杆手柄154将包括一个活动件，如按钮156，或有三个特定位置（“1”、“2”、“3”）的肘节杆，可以用它来选择副变速器段操作途径或速度。

典型的副变速段主控装置154和伺服机构152是液压的和（或）电动的，并没有适当的主动-从动阀门和（或）线路。

本发明的阻挡式弹性偏压离合器-阻挡件组件的细节可参见图4～7。

弹性阻挡式牙嵌式离合器构件设在主轴换档齿轮和副变速器段之间，并有弹簧促使其啮合，如上述美国专利№.3，799，002;3，924，484和3，983，979中所详细规定的那样。而采用先有技术中不大能变形的阻挡件的离合器装置彼此互不相同，但一般都相似，所以有关本发明部分只详细介绍其中一种就足够了，因为考虑到任何熟悉这方面技术的人都不难将其用于其它离合器装置上。所以可以参看设在副变速器段14内的主轴齿轮108与主轴28之间的非摩擦牙嵌式离合器装置，该牙嵌式离合器装置通常指156，并包括一个环形离合器套环或套在主轴28的离合器构件116上。把离合器套环116安装在主轴28上使其可以相对轴向移动而二者之间不能相对转动的其它方法也可以采用。离合器套环116带有内花键158，套在主轴28的花键160上，以使离合器套环116与主轴28相连接并一起转动，但协同运转的花键158和160可以使离合器套环116与主轴28作相对轴向自由滑动。一个止动圈134设在轴28外面上的适当环槽内，用来与离合器套环116相接触，并限制其向右轴向移动。套环116通常用弹簧130与档圈134弹性对接。

离合器套环116上带有外齿162，用来与主轴108上的内齿164相啮合。内齿164形成离合器组件156的另一个牙嵌式离合器构件。离合器116上的齿162在166处有斜面。同样，在主轴齿轮108的齿164的前缘168处也有一个相同的斜面。每个斜锥面与主轴28纵轴的夹角最好在30°到40°之间，其确切斜度及其优点在美国专利№.3，265，173中已详细介绍。弹簧130的另一端弹性压在固定于主轴28上的弹簧座169上。

由齿162中选择几个齿（此处为三个）局部切除以便容纳阻挡环，后面详细介绍。这样局部切除形成了一个轴向缩短的或局部被切除的齿170，以便与阻挡环相匹配。

现在分析一下不易变形的阻挡件，也叫阻挡环和传感器，如图6和图7所示，其中一个示于124。它有一个套环套在离合器构件116上，并有适当数量的（此处为三对）径向向内伸出的凸齿172和174。当位置合适时，将与上述外齿相啮合。向内伸出的凸齿172和174的侧面修整成型面，以便与齿162的相邻面靠合，该凸齿伸入其两侧局部切除的齿170与齿162之间的空间内。每对凸齿172和174的圆周尺寸都小于局部切除齿170所形成的圆周空间，这样，阻挡环就可以由图5中所示位置对离合器构件作有限的顺时针或逆时针方向转动。该图中齿172与174之间的空间对准局部切除的齿170。阻挡件的齿172或174中任何一个与离合器162相接触都会限制这种相对转动，并使阻挡件124与离合器构件116一起转动。向内伸出的齿172与174之间的间距宽于齿170的相应周边尺寸，所以当同步正确对准时（或更确切地说，当离合器组件相对速度达到同步时），齿172和174将跨在齿170上，而离合器构件116将可以轴向通过，但不越过阻挡环124，以便能与其相应的齿轮啮合。

参照图6和图7可以看出，阻挡件的齿172和174在176和178处为斜面。局部切除的齿70的端面最好也有与阻挡环的阻挡齿172和174上斜面176和178互补的斜面180和182。斜面176、178、180和182的角度183应这样选择，即当主变速器段12接合时能使阻挡齿和局部切除的齿保持在正确阻挡位置上，但是如果主变速器段分开时，即处在空档位置时以及已选好副变速器的档时，在弹簧130和（或）作动器150的压力作用下能使阻挡件和离合器处在一个非阻挡位置（离合器116、阻挡件124和（或）主轴28产生相对旋转运动）。斜面183与主轴28旋转轴线垂直平面P间的夹角约15°～25°，最好是20°。此角度被证实对多数已知的半阻挡式变速器结构是非常合适的。

正如上述美国专利№.3，921，469和3，924，484中比较详细介绍的那样，套环124的内侧可以沿径向做一个凹槽184，以便放环形弹簧圈186。弹簧圈的内径通常稍小于齿162的外径，以便当零件装好时弹簧圈186能稍向外弯曲，而对齿162的外表面产生一个轻的但很明显的压力。因为弹簧圈186是松配合，并且与槽184的壁只是轻摩擦接触，这就能在阻挡环124和离合器套环116之间产生一个很大的轴向移动阻力，但其相对旋转运动之间的阻力则很小。

由阻挡环124径向向外伸出一个适当的锥面188，以便与齿轮108径向内壁上的相同锥面190相啮合。上述轴向阻力相当大，从而使阻挡件124的表面190上的旋转传动力比阻挡件124与离合器116之间可能存在的任何旋转阻力都大得多。这样，表面188和190就给阻挡式牙嵌式离合器组件提供一个阻挡扭矩。当离合器套环116移开（图4向左）而不啮合时，止动圈192就能限制阻挡件124由锥面190向外移动。

参看图5～7，假定轴28、离合器构件116和齿轮108通常顺时针方向转动，显然，齿轮108比轴28和离合器116旋转快，这种不同步状态可以通过齿170与凸齿174相啮合来测到。而相反的情况则可通过齿170与凸齿172相啮合来测到。因此，凸齿对172～174中的凸齿174可以被认为是超速或挂高档凸齿，而凸齿172则被认为是速度不足或挂低档凸齿。

本发明中改进的阻挡式牙嵌式离合器组件包括一个限制离合器构件116由止动件134向外轴向移动的凸出件，图4中示出的该外加止动件是一个止动圈200。限制离合器构件116、118或120轴向移动的其它装置当然也可以采用，止动件是这样安排的，即当阻挡凸齿组170、172和174处在阻挡或未对准位置时，离合器部件和轴向固定在其上面的齿轮108在这种情况下即受到限制或停止在小于作动器150向左全位移的位置上。

本发明的阻挡离合器组件的操作及其特殊优点由图9A～9C中可以看到，该图示出了其结构和操作功能。

简言之，图9A示出离合器组件156的空档位置，图9B示出预选位置，图9C示出齿轮啮合位置。

齿轮108用换档拨叉148和作动器150向左逆着弹簧130偏压方向移动。如果希望齿轮108主轴28啮合，则齿轮108将轴向向左移动到图9B中所示的预选位置上。

在此预选位置上，在阻挡件124阻挡在相对于离合器构件116旋转的位置时，凸齿组107、172和174的阻挡动作将使离合器构件116的离合齿162保持与齿轮108中的离合齿164轴向分离状态。由于与齿轮108一起旋转的阻挡件124相对离合器116旋转，使齿轮108和轴28跨越同步，从而使齿组对准，牙嵌式离合器将松开，并在弹簧130偏压的作用下与齿轮108相啮合，如图9C所示。

如图9B所示，在预选位置上重要的是要使阻挡件124保持阻挡在对牙嵌式离合器116相对阻挡位置上，并只在齿轮与离合器跨越同步后才能对离合器116相对旋转到对准的松开位置。在主轴惯量小的情况下，即主变速器段12未啮合时，摩擦面188和190将首先使轴28基本上与齿轮108同步旋转，然后传感器非阻挡斜面176、178、180和182将促使阻挡件124对离合器116相对旋转到一个松开位置上。要求作为跨越同步用的斜面有定位功能不仅仅是为了达到同步，而且是为了使阻挡件能由一个阻挡位置转换到另一个不阻挡位置上。

为了保证传感器非阻挡斜面的动作不致错误地施加到传感器上，传感器必须承受阻挡扭矩，即传感器第二牙嵌式离合器组件（108和164）的阻挡扭矩锥形摩擦面188和190必须正确摩擦啮合，以保证阻挡件承受摩擦力，而与第二牙嵌式离合器构件一起转动。如果未能正确产生并保持摩擦接触，则传感器非阻挡斜面有可能错误地使传感器124旋转到与离合器构件116不阻挡的位置上。

图10示出一个采用传感器非阻挡面的阻挡式牙嵌式离合器组件210。除下述结构改型外，牙嵌式离合器组件210在结构上和功能上与阻挡式牙嵌式离合器组件156基本相同。组件210以及这里介绍的其它改型装置的构件，其结构和功能与上述组件156的构件相同或基本上相同者将用相同编号表示。组件210包括一个阻挡件或传感器环124，环上向内伸出多组或多对阻挡齿或凸齿。三组阻挡斜齿172和174;172A和174A;172B和174B，基本上围绕着阻挡环124的旋转轴212沿圆布均布。先有技术中数量相等的、局部切除的阻挡齿170、170A和170B是由牙嵌式离合器构件116径向向外伸出，与阻挡件124的阻挡齿互相阻挡，以限定基本上沿圆布均布的三组阻挡凸齿214、214A和214B。

已发现，先有技术中带有传感器非阻挡斜面的阻挡式牙嵌式离合器组件，在某些不利条件下有错误地解除阻挡倾向。在实验中还发现，将以前的结构改成图10所示结构可以减小或消除该倾向，即在凸齿组开始接触时，阻挡件124产生倾斜和（或）相对齿轮108的摩擦锥径向偏移，或者至少可以分别在阻挡件124的摩擦锥188和190和齿轮108之间产生不同步摩擦接触。阻挡件的这种倾斜和（或）径向偏移和（或）锥面之间的不对称摩擦啮合据信可以减小或消除所不希望的阻挡解除。由于阻挡扭矩摩擦面的不对称接触和（或）构件相对倾斜可导致阻挡扭矩摩擦面之间的油膜初始分解，因而可以在阻挡件124上提早产生阻挡扭矩。还有，构件中的一个较小的径向摩擦力可以反方向作用在由非阻挡斜面产生的任何过早出现的解除阻挡的力。确信，在任何情况下本发明都具有明显的优点，它可以保证由摩擦锥面188和190摩擦啮合引起的阻挡扭矩（它使阻挡件与第一离合器构件164一起旋转）在传感器非阻挡斜面处在轴向接触的全部时间内都能产生并保持。

本发明的优点可以通过许多结构上的改型来取得。一些改型之处示于图中，下面仅举例加以介绍。

由图10可以看到，如虚线所示，去掉通常有的、由离合器构件116上伸出的阻挡齿170A和（或）去掉阻挡件的齿或由阻挡件124伸出的齿对172A和174A，就构成一个阻挡式牙嵌式离合器组件。当其余的齿组，即214和214B接触时所产生的力将倾斜作用在阻挡件124及其摩擦锥面188上，并使锥形摩擦面188和190之间产生不对称摩擦接触。当然，能使齿组周边与旋转轴213不对称啮合的任何一种齿组排列方式都会产生类似的好效果。

图11示出本发明的另一实施例。放置预施力环186的凹槽220是个斜槽，而不垂直于旋转轴212。因此，预施力环186将给传感器124及其摩擦面188施加一个与旋转轴212和齿轮108的锥形摩擦面相倾斜的力。

图12所示为改型的、带一个径向不对称向内伸出部分218的预施力环216。简言之，预施力环216将放入传感器124的预施力槽内，以代替旧式预施力环186。径向不对称向内伸出部分218作用在牙嵌式离合器构件116的齿162的径向外周边上，使阻挡件124倾斜于齿轮108的轴线和其锥形摩擦面190，并在锥形摩擦面188和190之间产生一个不对称的圆周啮合力。

图13所示为本发明装置采用改型传感器环222的另一实施例。可以看出，齿172，即齿组214的挂低速档的传感齿象挂高速档的传感齿174A那样被去掉了。因此，在挂低速档时，齿组214A和214B将起作用，而在挂高速档时，齿组214和214B将起作用。这样做与去掉齿组214、214A或214B中的一组来测定挂高速档和挂低速档的相对旋转方向相比，其优点是可以使由于操作产生的磨损更为均匀。

图14所示为与图13所示相似的另一实施例，它采用了改型的阻挡件230。阻挡件230中，挂高速档传感阻挡齿的前导斜面178或齿组214的凸齿174被切短，即比齿174A和174B轴向向右伸出短，同时，齿组214A挂高速档传感阻挡齿172A被切短。齿组214B的阻挡齿172B和174B的斜面176B和178B没有改动。最好将斜面切去约千分之十（10/1000）吋，以保证阻挡件230倾斜，并保证在齿组初始啮合时离合器锥面间周边不对称啮合。

由以上可以看出，对上述美国专利№.3，983，797和3，924，484中所述的先有技术设备进行一系列的结构上改型，即可得到按本发明改进的、带传感器非阻挡斜面的阻挡式牙嵌式离合器组件。因此，对以前技术设备进行简单的改型即可得到有传感器非阻挡斜面的、改进的阻挡式牙嵌式离合器组件和采用该组件的阻挡或半阻挡的变速器。

虽然本发明已按其最好的形式加以介绍并具有一定的特点，但是可以理解，这种最好形式的报导只是为了描述，而零件的构造细节上和布置上的各种改型和变更则可以按照而不脱离本发明所要求的基本精神和范围来进行。

Claims (19)

1、一种使齿轮(108)与轴(28)连接的、阻挡式牙嵌式离合器组件(156)，该阻挡式弹性牙嵌式离合器组件包括固定在该齿轮上并限定第一组离合器齿的第一牙嵌式离合器构件(164)和第二牙嵌式离合器构件(116)，第二牙嵌式离合器构件(116)旋转固定在所述轴上，但可相对所述轴进行轴向滑动，并限定第二组离合器齿(162)以便与第一组离合器齿相啮合，所述第二牙嵌式离合器构件弹性压在第一牙嵌式离合器构件上，一个止动件(134)固定在所述轴上，当齿轮处在第一轴向位置，而且第一组和第二组离合器齿分离开时，弹簧(130)将第二牙嵌式离合器构件弹性常压在所述止动件上，一个基本上不变形的阻挡环(124)装在第二牙嵌式离合器上，以便一起转动，二者之间可作预定的有限的相对转动，阻挡环可以相对第二牙嵌式离合器构件作轴向移动，至少向一个轴向方向移动，摩擦件有摩擦面(188、190)，设在阻挡环和第一离合器构件上，当离合器初始啮合时，该摩擦面能轴向啮合，阻挡环是可以控制的，在离合器初始啮合时，它能与第一牙嵌式离合器构件一起转动，阻挡环和第二牙嵌式离合器构件各有凸齿(170，172，174)伸出，构成一其互相作用的凸齿组(214)，该互相作用的凸齿组在未对准时能阻止第二牙嵌式离合器构件向第一牙嵌式离合器构件作相对轴向移动，阻挡环与第二牙嵌倾离合器构件至少有一个旋转位置是凸齿组对准的，并且与第二牙嵌式离合器至少有一个旋转位置是凸齿组不对准的，阻挡环能测出离合器构件的不同步旋转，它相当于阻挡环对第二牙嵌式离合器构件的相对旋转，并能使凸齿组不对准以阻止离合器构件轴向啮合，所述齿轮向第二牙嵌式离合器构件轴向移动，使凸齿组接触并将第二牙嵌式离合器构件由止动件向弹簧相反方向移开，弹簧使第二牙嵌式离合器构件再向相反方向轴向移动，当转速基本达到同步时，使第一组齿啮合，所述凸齿组上有互补斜面(176，178，180，182)，它在使凸齿组轴向接触的偏压作用下能使凸齿组对准，该组件特征如下：

组件(图14中174、172A)与离合器组件连接，产生一个与第一离合器构件旋转轴圆周上不对称的轴向力，当所述离合器组件初始啮合时，该力使摩擦面相接触。

2、根据权利要求1的组件，其中所述的斜面与主轴轴线相垂直的平面的夹角限定为15°～25°。

3、根据权利要求1的组件，其中产生一个轴向力的构件在所述摩擦面初始啮合时使阻挡环相对于第一离合器构件旋转轴线倾斜。

4、根据权利要求1的组件，其中，产生一个轴向力的构件在所述摩擦面初始啮合时使用阻挡环的旋转轴相对第一离合器构件旋转轴作径向移动。

5、根据权利要求1的组件，其中产生一个轴向力的构件包括一些相对第一离合器构件旋转轴线圆周上非均匀布置的凸齿组。

6、根据权利要求3的组件包括一些相对第一离合器构件旋转轴线圆周上非均匀布置的凸齿组。

7、根据权利要求4的组件包括一些相对第一离合器构件旋转轴线圆周上非均匀布置的凸齿组（图10中214、214B）。

8、根据权利要求1，3或4的组件，包括一些凸齿组（214，214A，214B），每个凸齿组包括一对相隔开的第一阻挡件凸齿（172，174），它由一个阻挡环和第一离合器构件中伸出，而第二个阻挡件凸齿（172）由另一个阻挡环和第一离合器构件中伸出，第一阻挡件每对凸齿包括一个超速凸齿（172）和一个速度不足凸齿（174），当阻挡件将与第一牙嵌式离合器构件一起旋转时和第一牙嵌式离合器构件旋转速度比第二牙嵌式离合器构件快时，凸齿（172）将与第二阻挡件的凸齿啮合，当阻挡件将与第一牙嵌式离合器构件一起旋转时和第一牙嵌式离合器构件旋转速度比第二牙嵌式离合器构件慢时，凸齿（174）将与第二阻挡件的凸齿啮合，凸齿组的齿型（见图13）是这样的，即一个凸齿组（214A）的第二阻挡件凸齿（170A）将与相关的超速第一阻挡件凸齿（172A）相接触，而另一组（214）的第二阻挡件凸齿（170）与超速第一凸齿（172）不接触，另一凸齿（214）（不是所说的凸齿组214A）的第二阻挡件凸齿（170）将与其相关的速度不足第一阻挡件凸齿（172）相接触，而另一凸齿组（214A）的第二阻挡件凸齿（170A）与速度不足第一阻挡凸齿（174A）不接触。

9、根据权利要求8的组件，其中所述斜面与主轴轴线相垂直的平面间的夹角限定为15°～25°。

10、根据权利要求8的组件，其中许多凸齿组是在对应于第二牙嵌式离合器构件和阻挡环旋转轴线的圆周上基本上均匀分布的。

11、根据权利要求1的组件，其中所述阻挡环套在第一离合器构件的外缘上，包括一个在阻挡环和第二牙嵌式离合器构件之间产生轴向摩擦阻力的第二摩擦件（220），第二摩擦件的阻挡环内有一个内凹槽，槽中有一摩擦环，并圆周上不对称地靠在牙嵌式离合器构件的一部分齿上。

12、根据权利要求11的组件，其中的凹槽不垂直于阻挡环的旋转轴线。

13、根据权利要求11的组件，其中的摩擦环有一个向内径向伸出的凸出面（218），至少有一部分比其直径相对的面向内凸出大些。

14、根据权利要求3的组件，其中阻挡环套在第一离合器构件的外缘上，它包括一个第二摩擦件，用来在阻挡环与第二牙嵌式离合器构件之间产生轴向摩擦阻力，第二摩擦件的阻挡环内有一内凹槽，槽中有一摩擦环，并圆周上不对称地靠在牙嵌式离合器构件的一部分齿上。

15、半阻挡小速比副变速器式组合变速器包括以下部件：

一个输入部件，它包括一个输入轴、一个旋转固定在输入轴上的输入齿轮和至少一个第一中间轴，第一中间轴上装有许多与输入轴常啮合的第一中间轴齿轮和许多与其它第一中间轴啮合的第一主轴齿轮，

一个连接部件，它包括一个主轴和许多旋转固定在主轴上的第一和第二主轴离合器构件，该连接部件可以不受输入部件限制自由转动，

一个输出部件，它包括一个输出轴，一个旋转固定在输出轴上的输出齿轮，至少一个装有许多第二中间轴齿轮的第二中间轴（第二中间轴齿轮之一与输出齿轮常啮合），至少一个与另一个第二中间轴齿轮常啮合的第二主轴，该输出部件可以不受连接部件限制自由转动，

输入齿轮和第一主轴齿轮可以通过不阻挡不同步离合器组件，一次一个有选择地与主轴啮合，

输出轴齿轮和第二主轴齿轮可以借助阻挡式弹性偏压的牙嵌式离合器组件，一次一个有选择地与主轴啮合，两个齿轮各有一个第一牙嵌式离合器构件和一个第二牙嵌式离合器构件，前者固定在输出齿轮和副主轴齿轮中的一个齿轮上，并限定第一组离合器齿，第二牙嵌式离合器部件与主轴花键连接，并限定与第一组离合器齿相啮合的第二组离合器齿，第二牙嵌式离合器构件弹性压向第一牙嵌式离合器组件一个止动件固定在主轴上，当一个齿轮处在第一轴向位置，并且第一和第二组离合器齿开时，弹簧垂直压在第一牙嵌式离合器构件上，使其靠在止动件上，第二牙嵌式离合器带一个基本上不变形的阻挡环与其一起旋转，其彼此间可以在预先限定范围内相对转动，阻挡环至少可以相对第二牙嵌式离合器构件向一个轴线方向移动，摩擦件包括由阻挡环和第一离合器构件带的摩擦面，在离合器开始啮合时摩擦面能轴向啮合，从而可以操纵阻挡环使其能在离合器开始啮合时与第一牙嵌式离合器构件一起旋转，阻挡环和第二牙嵌式离合器构件各有凸齿伸出，以限定一个与其互相作用的凸齿组，该互相作用的凸齿组在未对准时能有效地阻止第二牙嵌式离合器构件向第一牙嵌式离合器方向作相对轴向移动，阻挡环与第二牙嵌式离合器构件至少有一个相对旋转位置，在该位置上凸齿组相对准，阻挡环与第二牙嵌式离合器构件至少有一个相对旋转位置，在该位置上凸齿不对准，阻挡环能测出离合器构件的不同步旋转，它相当于闭锁环对第二牙嵌式离合器构件的相对旋转，并能使凸齿组不对准，以阻止离合器构件轴向啮合，齿轮向第二牙嵌式离合器构件轴向移动使齿组接触并将第二牙嵌式离合器构件由止动件向弹簧相反方向移开，弹簧使第二牙嵌式离合器构件再向相反方向轴向移动，当转速基本达到同步时，使第一组齿啮合，凸齿组上有互补的斜面，当主变速器段未啮合时，该斜面在使齿组轴向接触的偏压作用下能使齿组对准，该变速器特征如下：

组件与阻挡牙嵌式离合器组件连接，产生一个与第一离合器构件旋转轴圆周上不对称的轴向力，当离合器初始啮合时，该力使摩擦面相接触。

16、根据权利要求15的变速器，其中所述斜面与主轴轴线相垂直平面的夹角限定为15°～25°。

17、根据权利要求15的变速器，其中的构件产生一个轴向力，该力在摩擦面初始啮合时使阻挡件倾斜于第一离合器构件的旋转轴线。

18、根据权利要求15的变速器，包括许多相对第一离合器构件旋转轴线圆周上非均匀分布的凸齿组。

19、根据权利要求15的变速器，包括许多凸齿组，每个凸齿组包括一对相隔开的第一阻挡件凸齿，它由一个阻挡环和第一离合器构件中伸出，而第二个阻挡件凸齿由另一个阻挡环和第一离合器构件中伸出，第一阻挡件每对凸齿包括一个超速凸齿和一个速度不足凸齿，当阻挡件将与第一牙嵌式离合器构件一起旋转时和第一牙嵌式离合器构件旋转速度比第二牙嵌式离合器构件快时，超速凸齿将与第二阻挡件的凸齿啮合，当阻挡件将与第一牙嵌式离合器构件一起旋转和第一牙嵌式离合器构件旋转速度比第二牙嵌式离合器构件慢时，速度不足凸齿将与第二阻挡件的凸齿啮合，凸齿组的齿型是这样的，即当一个凸齿组中的第二阻挡件凸齿与有关的速度不足第一阻挡件凸齿接触时，另一组的第二阻挡环凸齿不与速度不足第一阻挡件凸齿接触。

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