PL200475B1 - Samowspomagany synchronizator - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest stosowany w prze- k ladniach samowspomagany synchronizator (10) typu sworzniowego o dwustronnym dzia laniu z ciernymi pier scieniami (22, 36 i 24, 38), ko lowymi sprz eg lami (26, 28) sprz eganymi z k lowymi sprz e- g lami (30b, 30c) utworzonymi przez pier scieniowy cz lon (30), z trzema rozmieszczonymi w odst epach na obwodzie sworzniami (40) zawieraj acymi odsa- dzenia blokuj ace do uniemo zliwiania asynchronicz- nego sprz egania sprz egie l k lowych, z zespo lami samowspomagania (42), zapewniaj acymi pocz atko- we sprz eganie pier scieni ciernych i odsadze n bloku- j acych na skutek pocz atkowego sprz egaj acego ru- chu zmianowego ko lnierza (32), przy czym samo- wspomaganie wytwarza dodatkow a osiow a si le pod dzia laniem krzywek i ze skosami w celu oddzia lywa- nia na synchronizuj acy moment obrotowy. Skosy s a utworzone przez lacznik (48) w kszta lcie litery H, a ko lnierz jest przymocowany osiowo do zderzaków pier scieniowego cz lonu. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest samowspomagany synchronizator do przekładni.

Znane są samowspomagające synchronizatory typu sworzniowego stosowane w przekładniach zmianowych w celu zmniejszania siły potrzebnej do przeprowadzenia zmiany biegów i/lub skrócenia czasu zmiany biegów. Jeden taki synchronizator, przedstawiony w patencie USA nr 5.901.824 (R. Nellums) zawiera usytuowany promieniowo kołnierz zmianowy wsparty z możliwością ograniczonego obrotu i bez możliwości ruchu osiowego na członie pierścieniowym i względem niego. Ten człon pierścieniowy jest zamontowany na wale bez możliwości obrotu i ruchu osiowego względem niego i zawiera sprzę g ł a kł owe, które współ pracują ze sprzę g ł ami kł owymi przymocowanymi do zmianowych kół zębatych. Mechanizm samowspomagania zawiera ruchomy promieniowo łącznik, który działa pomiędzy krzywkami przymocowanymi do kołnierza i do wału.

Synchronizator według wynalazku stanowi ulepszenie kilku cech powyższego synchronizatora. Ulepszenia te obejmują uproszczenie zespołu synchronizatora, wyeliminowanie ustalaczy kołnierza względem członu pierścieniowego, które trzeba instalować podczas montażu, zwiększenie sztywności części składowych związanych z mechanizmem samowspomagania, zmniejszenie naprężeń jednostkowych pomiędzy członem pierścieniowym a łącznikiem i polepszenie kontaktu sprzęgła kłowego, by zmniejszyć naprężenie kłów przy obciążeniu dużym momentem obrotowym.

Celem wynalazku jest opracowanie samo wspomagającego synchronizatora o ulepszonej konstrukcji i o lepszym montażu oraz z ulepszonymi właściwościami samowspomagania.

Przedmiotem wynalazku jest synchronizator ze samowspomaganiem do ciernego i wymuszonego łączenia pierwszego i drugiego członu napędzającego, które są umieszczone z możliwością względnego obrotu wokół wspólnej osi, zawierający: pierścieniowy człon zawierający pierwsze sprzęgło kłowe nieobrotowe względem pierwszego członu napędzającego, a ruchome osiowo względem członów napędzających z położenia neutralnego do położenia sprzężonego z drugim sprzęgłem kłowym do wymuszonego łączenia członów napędzających na skutek sprzęgającego ruchu pierwszego sprzęgła kłowego, spowodowanego przez osiowo skierowaną siłę (F0) zmiany biegów, przemieszczającą promieniowo przebiegający kołnierz w kierunku do drugiego sprzęgła kłowego, przy czym kołnierz ten ma zwrócone przeciwległe osiowo boki i promieniowo wewnętrzną część, która przyjmuje pierścieniową, zwróconą na zewnątrz powierzchnię członu pierścieniowego; ustalacz, który łączy kołnierz z pierwszym sprzę g ł em kłowym z moż liwoś cią ruchu osiowego; pierwszy czł on cierny ruchomy osiowo do sprzężenia z drugim członem ciernym pod działaniem początkowej części ruchu sprzęgającego pierwszego sprzęgła kłowego, by wytwarzać początkowy synchronizujący moment obrotowy; pierwszą i drugą powierzchnię blokującą ruchome do sprzężenia pod działaniem początkowego synchronizującego momentu obrotowego, by uniemożliwić asynchroniczne sprzężenie sprzęgieł kłowych, przekazywać siłę zmiany biegów w celu spowodowania siły sprzęgania członów ciernych i w celu wytwarzania momentu obrotowego przeciwnego wobec synchronizującego momentu obrotowego, by poruszać powierzchnie blokujące ze sprzężenia po uzyskaniu synchronizacji, przy czym pierwsze powierzchnie blokujące są utworzone przez wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie sworzni przebiegających sztywno osiowo od pierwszego członu ciernego i w otwory w kołnierzu, a drugie powierzchnie blokujące są utworzone wokół otworów, zaś sworznie służą do przekazywania synchronizującego momentu obrotowego na kołnierz; mechanizm samowspomagania zawierający wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie pierwszych elementów krzywkowych przymocowanych do kołnierza, taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach na obwodzie drugich elementów krzywkowych, przymocowanych do pierwszego członu napędowego, taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach obwodowych i przebiegających promieniowo otworów w członie pierścieniowym oraz ruchomy promieniowo łącznik umieszczony w każdym otworze, przy czym każdy łącznik ma koniec promieniowo zewnętrzny i koniec promieniowo wewnętrzny przeznaczone do sprzężenia z pierwszymi i drugimi elementami krzywkowymi, aby po sprzężeniu pod działaniem synchronizującego momentu obrotowego pomiędzy nimi wytwarzać dodatkową siłę osiową w kierunku siły zmiany biegów w celu zwiększania siły sprzęgania członów ciernych, znamienny tym, że ma ustalacze, które zawierają usytuowane w odstępie osiowym od siebie pierwszy i drugi zderzak, odchodzące promieniowo na zewną trz od przeciwległych osiowych końców zwróconej na zewnątrz powierzchni pierścieniowego członu, by ścisnąć boki kołnierza, a pierwszy zderzak ma wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie występów przestawionych obwodowo względem otworów i przyjmujących szczelin w promieniowo wePL 200 475 B1 wnętrznej części kołnierza, aby umożliwić ustawianie boków kołnierza pomiędzy zderzakami podczas montażu synchronizatora.

Korzystnie, gdy przebiegająca obwodowo część każdej szczeliny stanowi pierwszy element krzywkowy, a szczeliny są usytuowane zgodnie z otworami, kiedy synchronizator jest zmontowany.

Korzystnie, gdy każdy pierwszy element krzywkowy zawiera pierwszą parę krzywkowych powierzchni, zwróconych promieniowo do wewnątrz i usytuowanych w osiowym odstępie od siebie, a każdy łącznik ma osiowo usytuowane w odstępie od siebie pierwszą i drugą kołnierzową część połączone ze sobą na kształt litery H przez środnik, przy czym powierzchnie kołnierzy i środnika są dokładnie dopasowane ślizgowo do współpracujących powierzchni otworu, a promieniowo zewnętrzne części pierwszego i drugiego kołnierza tworzą pierwszą parę pochyłych powierzchni sprzęganych z pierwszą parą krzywkowych powierzchni, zaś promieniowo wewnę trzna część ś rodnika tworzy drugą pochyloną powierzchnię sprzęganą z drugą krzywką.

Korzystnie, gdy przebiegająca obwodowo część każdej szczeliny stanowi pierwszą parę powierzchni krzywkowych, a szczeliny są usytuowane zgodnie z otworami, kiedy synchronizator jest zmontowany.

Korzystnie, gdy zawiera ponadto trzeci napędzający człon usytuowany w odstępie osiowym od drugiego napędzającego członu i zabezpieczony przed ruchem osiowym, a mający możliwość ruchu obrotowego wokół wspólnej osi; przy czym pierścieniowy człon zawiera trzecie sprzęgło kłowe nieobrotowe względem pierwszego członu napędzającego, a ruchome osiowo względem członów napędzających z położenia neutralnego do położenia sprzężonego z czwartym sprzęgłem kłowym do wymuszonego łączenia pierwszego i trzeciego członu napędzającego na skutek sprzęgającego ruchu trzeciego sprzęgła kłowego, spowodowanego przez drugą osiowo skierowaną siłę (F0) zmiany biegów, przemieszczającą kołnierz w kierunku do czwartego sprzęgła kłowego, trzecią i czwartą powierzchnię blokującą, ruchome do sprzężenia pod działaniem początkowego synchronizującego momentu obrotowego, by uniemożliwić asynchroniczne sprzężenie sprzęgieł kłowych, trzeciego i czwartego, i przekazywać drugą siłę (F0) zmiany biegów w celu spowodowania siły sprzęgania trzeciego i czwartego członów ciernych i w celu wytwarzania momentu obrotowego przeciwnego wobec drugiego synchronizującego momentu obrotowego, by poruszać powierzchnie blokujące trzecią i czwartą ze sprzężenia po uzyskaniu synchronizacji, przy czym trzecie powierzchnie blokujące są utworzone przez sworznie przebiegające sztywno osiowo od trzeciego członu ciernego i w otwory w kołnierzu, a czwarte powierzchnie blokujące są utworzone wokół otworów, zaś sworznie służą do przekazywania synchronizującego momentu obrotowego na kołnierz; mechanizm samowspomagania zawierający wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie trzecich krzywek przymocowanych do kołnierza, taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach na obwodzie czwartych krzywek, przymocowanych do pierwszego członu napędowego, ruchomy promieniowo łącznik umieszczony w każdym otworze, przy czym każdy łącznik ma koniec promieniowo zewnętrzny i koniec promieniowo wewnętrzny przeznaczone do sprzężenia z trzecimi i czwartymi krzywkami, aby po sprzężeniu pod działaniem synchronizującego momentu obrotowego pomiędzy nimi wytwarzać drugą dodatkową siłę osiową w kierunku siły zmiany biegów w celu zwiększania siły sprzęgania członów ciernych.

Korzystnie, gdy część każdej szczeliny przebiegająca obwodowo naprzeciw pierwszego elementu krzywkowego stanowi trzecią krzywkę.

Korzystnie, gdy każdy trzeci element krzywkowy zawiera trzecią parę krzywkowych powierzchni zwróconych promieniowo do wewnątrz i usytuowanych w odstępie osiowym od siebie, a każdy łącznik ma promieniowo zewnętrzne końce pierwszej i drugiej części kołnierzowej, tworzące trzecią parę pochyłych powierzchni przebiegających obwodowo naprzeciw pierwszej pary pochyłych powierzchni i sprzęganych z trzecią parą krzywkowych powierzchni, zaś promieniowo wewnętrzny koniec środnika stanowi czwartą pochyłą powierzchnię sprzęganą z czwartą krzywką.

Korzystnie, gdy część każdej szczeliny przebiegająca obwodowo naprzeciw pierwszego elementu krzywkowego stanowi trzecią krzywkę.

Wynalazek charakteryzuje się tym, że każda pierwsza krzywka zawiera pierwszą parę powierzchni krzywkowych, zwróconych promieniowo do wewnątrz i usytuowanych w odstępie osiowym od siebie, a każdy łącznik ma usytuowane w odstępie osiowym od siebie pierwszą i drugą część kołnierzową połączone razem na kształt litery H przez środnik, przy czym powierzchnie tych kołnierzy i środnika ściśle współpracują suwliwie z dopasowanymi powierzchniami otworu. Promieniowo zewnętrzne części pierwszego i drugiego kołnierza tworzą pierwszą parę pochyłych powierzchni sprzę4

PL 200 475 B1 ganych z pierwszą parą powierzchni krzywkowych, a promieniowo wewnętrzna część środnika tworzy drugą pochyłą powierzchnię sprzęganą z drugą krzywką.

Wynalazek jest dokładniej opisany na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia synchronizator podwójnego działania w położeniu neutralnym w przekroju wzdłuż linii 1-1 z fig. 2, fig. 2 - synchronizator z fig. 1 w częściowym przekroju i w widoku w kierunku oznaczonym strzałką 2 na fig. 1, przy czym niektóre części z fig. 1 usunięto, fig. 3 - części synchronizatora otoczone kółkiem na fig. 2 w powiększeniu, fig. 4, 5 i 6 - niektóre części z fig. 1 i 2 w widoku perspektywicznym, przy czym część na fig. 1 powiększono, fig. 7 - część synchronizatora z fig. 1, przy czym jego składniki pokazano w położeniu samowspomagania lub w położeniu sprzężonym, a fig. 8 przedstawia widok z fig. 3, gdzie części skł adowe są w poło ż eniu samowspomagania.

Stosowane tu określenie -synchronizator- oznacza mechanizm sprzęgłowy stosowany do nieobrotowego włączania koła zębatego wybranego biegu na wale za pomocą sprzęgieł kłowych, przy czym usiłowanie włączenia tych sprzęgieł kłowych jest uniemożliwione, aż do chwili uzyskania synchroniczności obrotu tych sprzęgieł kłowych za pomocą synchronizujących sprzęgieł ciernych związanych z tymi sprzęgłami kłowymi. Określenie - samowspomagający - oznacza synchronizator, który zawiera skosy lub krzywki itp. do zwiększania siły sprzęgającej synchronizujących sprzęgieł ciernych w stosunku do synchronizującego momentu obrotowego tych sprzęgieł ciernych.

Na rysunku pokazano zespół 10 złożony z koła zębatego i synchronizatora, który stanowi część wielobiegowej przekładni zmianowej. Ten zespół 10 zawiera częściowo pokazany napędowy wał 12 zamontowany obrotowo wokół środkowej osi 12a, usytuowane w osiowych odstępach napędzające koła zębate 14, 16, wsparte na tym wale obrotowo względem niego i zabezpieczone przed ruchem osiowym względem wału w znany sposób oraz podwójnego działania mechanizm sprzęgłowy 18 synchronizatora. Wynalazek może zapewniać samowspomaganie dla obu kół zębatych, jak opisano tu, albo tylko dla jednego z tych kół i dla zmiany podwyższającej i/lub obniżającej przełożenie. Ponadto wynalazek ten łatwo można zastosować w synchronizatorze pojedynczego działania.

Wał 12 ma cylindryczne powierzchnie 12b, 12c wspierające obrotowo koła zębate za pośrednictwem niepokazanych łożysk i pierścieniowej piasty 20 o obwodzie zewnętrznym mającym średnicę większą niż średnice tych powierzchni cylindrycznych. Piasta ta ma osiową długość oddzielającą koła zębate przez osiowo przeciwległe zwrócone odsadzenia 20a, 20b, które ograniczaj ą ruch osiowy kół zębatych ku sobie. Osiowy ruch kół zębatych od siebie jest ograniczony jednym z kilku znanych sposobów. Piasta ta może być utworzona z pierścienia przymocowanego do wału lub jak tu pokazano wykonanego integralnie wraz z wałem. Zewnętrzny obwód piasty zawiera wykonany w nim zewnętrzny wielowypust 20c i trzy wgłębienia 20d rozmieszczone na obwodzie (pokazano tylko jedno) o długości osiowej równej osiowej długości piasty, jak również samo wspomagające krzywki 20e, 20f w każdym wgłębieniu, które zostaną objaśnione dalej.

Mechanizm 18 synchronizatora zawiera cierne pierścienie 22, 24 i kłowe sprzęgła 26, 28 wykonane integralnie z kołami zębatymi 14, 16, osiowo ruchomy pierścieniowy człon 30, posiadający zęby 30a wewnętrznego wielowypustu suwliwie współpracujące ciągle z zębami 20c zewnętrznego wielowypustu wykonanego w zewnętrznej powierzchni piasty 20, kłowe sprzęgła 30b, 30c utworzone przez końce wielowypustu 30a, promieniowo przebiegający kołnierz 32, posiadający osiowo przeciwległe zwrócone boki 32a, 32b, umieszczone pomiędzy osiowo zwróconymi bokami oddalonych od siebie osiowo ustalaczy 34, odchodzących promieniowo na zewnątrz od przeciwległych osiowych końców zwróconej na zewnątrz pierścieniowej powierzchni członu 30, osiowo ruchome cierne pierścienie 36, 38 sztywno połączone ze sobą poprzez trzy rozmieszczone na obwodzie sworznie 40 przebiegające sztywno osiowo od każdego z pierścieni ciernych i poprzez otwory 32c w kołnierzu oraz trzy zespoły 42 pobudzania wstępnego, z których jeden pokazano częściowo na fig. 1. Ustalacze, które są objaśnione dalej, uniemożliwiają osiowe przemieszczenie pomiędzy pierścieniowym członem 30 a kołnierzem 32, a pozwalają na względny obrót pomiędzy nimi. Boki 32a, 32b kołnierza są utworzone przez zwrócone przeciwległe osiowo powierzchnie pierścieni usztywniających, odchodzących osiowo od zewnętrznych boków kołnierza 32, jak w patencie USA nr 5.738.195.

Pierścienie cierne mają stożkowe cierne powierzchnie 22a, 36a i 24a, 38a, które sprzęgają się, by synchronizować ciernie koła zębate z wałem przed włączeniem sprzęgieł kłowych. Te cierne powierzchnie 36a, 38a i/lub 22a, 24a mogą być utworzone przez dowolny z kilku znanych materiałów ciernych, przymocowany do członu podłoża, przy czym są tu korzystne materiały cierne z pirolitycznego węgla, takie jak opisano w patentach USA nr 4.700.823; 4.844.218 i 4.778.548.

PL 200 475 B1

Każdy ze sworzni 40 ma części 40a o większej średnicy, która jest nieco mniejsza od średnicy kołnierzowych otworów 32c, rowkową część 40b o zmniejszonej średnicy usytuowaną w odstępie pomiędzy ciernymi pierścieniami 36, 38 (tu pośrodku), stożkowe blokujące odsadzenia lub powierzchnie 40c, 40d, odchodzące promieniowo na zewnątrz od osi sworznia i osiowo od siebie pod kątem względem płaszczyzny prostopadłej do osi sworznia. Rowkowane części, gdy są usytuowane w swych odpowiednich kołnierzowych otworach, umożliwiają ograniczony obrót zespołu złożonego ze sztywnego pierścienia ciernego i sworznia względem kołnierza, by spowodować sprzężenie odsadzeń blokujących sworznia ze skośnie ściętymi blokującymi odsadzeniami 32e, wykonanymi wokół kołnierzowych otworów 32c. Sworznie te mogą być sztywno mocowane do ciernych pierścieni 36, 38 w dowolny znany sposób.

Zespoły 42 wstępnego pobudzania mogą być jednego z kilku rodzajów, przy czym tu są typu zawleczek, które są lepiej przedstawione i opisane w patencie USA nr 5.339.936. Każdy zespół pobudzania wstępnego przebiega osiowo pomiędzy ciernymi pierścieniami 36, 38 i poprzez jeden z otworów 32d w kołnierzu zmianowym. Otwory 32d są na przemian usytuowane w odstępach pomiędzy otworami 32c. Wystarczy tu wspomnieć, że każdy zespół pobudzania wstępnego zawiera dwie panewki 44 (pokazano tylko jedną), posiadające końce 44a i co najmniej dwie płytkowe sprężyny 46 umieszczone warstwowo pomiędzy tymi panewkami i odpychające je od siebie. Każda para panewek 44 ma większą średnicę, która jest mniejsza niż średnica przyporządkowanego otworu 32d, gdy są ściśnięte razem, pierścieniowy rowek 44b z ukośnie ściętymi końcowymi powierzchniami 44c oraz końce 44a. Jak wiadomo, końce 44a działają na cierne pierścienie 36, 38, a skosy 44c działają na skosy wokół otworów 32d w kołnierzu 32 na skutek początkowego ruchu sprzęgania kołnierza 32, przez co powodowany jest początkowy ruch sprzęgający powierzchni ciernych i początkowy moment obrotowy dla obracających się sworzni 40 względem kołnierza 32 i dla ustawiania odsadzeń blokujących do sprzęgania.

Jak wspomniano poprzednio, pierścieniowy człon 30 zawiera zęby 30a wewnętrznego wielowypustu, które suwliwie współpracują z zębami 20c zewnętrznego wielowypustu piasty 30 przymocowanej do wału. Zęby zewnętrznego wielowypustu mają powierzchnie boków przebiegające równolegle do osi wału, a ich współdziałanie z powierzchniami boków zębów 30a wewnętrznego wielowypustu uniemożliwia względny obrót pomiędzy nimi. Pierścieniowy człon 30 zawiera ponadto trzy przebiegające promieniowo otwory 30d, z których każdy ma przechodzący przez niego suwliwie łącznik 48 samowspomagania. Łączniki 48 są pokazane w przekroju na fig. 1, 2, 3, 7 i 8 oraz w widoku perspektywicznym na fig. 4 i 5. Każdy łącznik zawiera usytuowane w osiowym odstępie kołnierze 48a, 48b połączone ze sobą na kształt litery H środnikiem 48c. Powierzchnie kołnierzy i środnika są dokładnie spasowane obrotowo z promieniowym przesunięciem z mającymi kształt litery H powierzchniami każdego otworu. Promieniowo zewnętrzny koniec każdego łącznika zawiera płaską wierzchołkową powierzchnię 48d i dwie pary skośnych powierzchni 48e, 48f utworzonych przez kołnierze i przebiegających obwodowo w przeciwnym kierunku od wierzchołkowych powierzchni 48d. Promieniowo wewnętrzny koniec każdego łącznika zawiera skośne powierzchnie 48g, 48h.

Kołnierz 32 zawiera ponadto trzy szczeliny 50 lub wgłębienia samowspomagania w swej wewnętrznej powierzchni. Każde wgłębienie ma powierzchnię 50a niezapewniającą samowspomagania, usytuowaną równo z wierzchołkową powierzchnią 48d, kiedy synchronizator jest w położeniu neutralnym z fig. 1-3 oraz samowspomagające pary krzywkowych powierzchni 50b, 50c przebiegające obwodowo w przeciwnych kierunkach od powierzchni 50a. Pary krzywek 50b, 50c odpowiednio działają na pary skosów 48e, 48f i przemieszczają skosy 48h, 48g łącznika promieniowo do wewnątrz ku krzywkowej powierzchni 20e, 20f, by działać na synchronizujący moment obrotowy pomiędzy sprzęgłami stożkowymi a wałem w celu zapewnienia dodatkowej osiowej samo wspomagającej siły Fa w celu zwiększenia siły sprzęgającej sprzęgieł stożkowych początkowo włączanych przez siłę przesunięcia przyłożoną do kołnierza 32, przez co zwiększa się synchronizujący moment obrotowy, wytwarzany przez sprzęgła stożkowe. Skośne powierzchnie 48h, 48g na łączniku 48 odpowiednio działają na krzywkowe powierzchnie 20e, 20f, aby zapewnić dodatkową siłę osiową w celu odpowiedniego zwiększenia synchronizującego momentu obrotowego kół zębatych 14, 16 dla zwiększenia i zmniejszenia przełożenia w odpowiedzi na względny obrót kołnierza sprzęgającego odpowiednio pary krzywkowych powierzchni 50b, 50c z parami skośnych powierzchni 48e, 48f łącznika 48. Pokazane tu powierzchnie krzywkowe i skośne zapewniają zwiększanie siły synchronizującej dla obu kół zębatych i dla zwiększania siły synchronizacji przy zwiększaniu i zmniejszaniu przełożenia.

PL 200 475 B1

Jak wspomniano powyżej, ustalacze 34 zawierają trzy rozmieszczone w odstępach na obwodzie oporowe występy 52, z których każdy ma powierzchnię 52a zwróconą osiowo i usytuowaną w odstępie od powierzchni 54a pierścieniowego zderzaka 54. Zderzak 54 może być utworzony przez usytuowane w odstępach występy zderzakowe, podobne do występów zderzakowych 52, ale korzystnie tworzy kołnierz na pełnym okręgu, co zwiększa wytrzymałość pierścieniowego członu 30. Podczas montażu synchronizatora kołnierz 32 montuje się na pierścieniowym członie 30 przez nasunięcie kołnierzowych szczelin 50 na występy zderzakowe 52, a następnie kołnierz ten obraca się, by ustawić go promieniowo zgodnie z otworami 30d w członie pierścieniowym. Następnie łączniki 48 wprowadza się do góry poprzez otwór, zanim człon pierścieniowy zostanie spasowany z wielowypustem 20c piasty.

Kiedy kołnierz 32 jest w położeniu neutralnym z fig. 1-3, mające zmniejszoną średnicę części 40b sworzni 40 są usytuowane zgodnie z otworami 32c kołnierza, powierzchnie cierne sprzęgieł stożkowych są nieco oddalone i są utrzymywane w pewnym oddaleniu przez skośnie ścięte powierzchnie 44c wstępnego pobudzania zespołów 42 wstępnego pobudzania działających na te skośne powierzchnie wstępnego pobudzania wokół otworów 32d kołnierza siłą sprężyn 46, a łączniki 48 są usytuowane w poł o ż eniu do styku z osiowo przebiegają cymi spł aszczeniami 20g pomiędzy krzywkami 20e, 20f. Te spłaszczenia 20g i siła osiowa zapewniana przez powierzchnie wstępnego pobudzania zabezpieczają przed niezamierzonym wstępnym pobudzeniem i sprzężeniem synchronizatora na skutek lepkościowego ścinania oleju pomiędzy powierzchniami sprzęgła stożkowego. Kiedy trzeba spowodować sprzężenie któregokolwiek koła zębatego z wałem, odpowiedni, niepokazany mechanizm zmianowy, taki jak opisano w patencie USA nr 4.920.815, jest dołączany do zewnętrznego obwodu kołnierza 32 w znany sposób, by przemieścić kołnierz osiowo wzdłuż osi wału 12 w lewo w celu sprzężenia koła zębatego 14 lub w prawo w celu sprzężenia koła zębatego 16. Mechanizm zmianowy może być przemieszczany ręcznie przez operatora za pomocą układu dźwigniowego, może być selektywnie przemieszczany przez serwomotor, albo może być przemieszczany środkami, które samoczynnie inicjują ruch mechanizmu zmianowego i kontrolują również wartość siły wywieranej przez mechanizm zmianowy. Kiedy mechanizm zmianowy jest poruszany ręcznie, siła jest proporcjonalna do siły wywieranej przez operatora na dźwignię zmiany biegów. Niezależnie od tego, czy siła jest wywierana ręcznie, czy automatycznie, jest ona przykładana do kołnierza 32 w kierunku osiowym.

Początkowy osiowy ruch kołnierza 32 w lewo powodowany przez wywieraną przez operatora siłę Fo w celu dokonania zmiany biegu jest przekazywany do powierzchni 44c wstępnego pobudzania, aby spowodować początkowe cierne sprzężenie stożkowej powierzchni 36a ze stożkową powierzchnią 22a. Siła początkowego sprzężenia na stożkowych powierzchniach jest oczywiście funkcją siły sprężyn 46 i kątów powierzchni wstępnego pobudzania. Początkowe sprzężenie cierne (pod warunkiem, że istnieje stan asynchroniczny i ignorując chwilowo wpływ krzywek samowspomagania) wytwarza początkową siłę sprzężenia sprzęgła stożkowego i początkowy moment obrotowy synchronizacji, który zapewnia ograniczony względny obrót pomiędzy kołnierzem 32 a sprzężonym pierścieniem ciernym, a przez to ruch mających zmniejszoną średnicę części 40b sworznia do odpowiednich stron otworów 32c kołnierza, by zapewnić sprzężenie blokujących odsadzeń 40c sworznia z blokującymi odsadzeniami 32e usytuowanymi wokół otworów 32c. Kiedy odsadzenia blokujące są sprzężone, cała wywierana przez operatora siła F0 zmiany biegów na kołnierzu 32, jest przenoszona na cierny pierścień 36 poprzez blokujące odsadzenia, na skutek czego sprzęgło stożkowe jest włączane przez pełną siłę F0 wywieraną przez operatora w celu dokonania zmiany biegów, by zapewnić wynikowy synchronizujący moment obrotowy T0. Ponieważ odsadzenia blokujące są usytuowane pod pewnymi kątami względem kierunku osiowego wywieranej przez operatora siły F0 zmiany biegów, powodują one przeciwnie skierowaną siłę reakcji lub odblokowujący moment obrotowy, który jest przeciwny wobec momentu synchronizującego ze sprzęgła stożkowego, ale ma mniejszą wartość w warunkach asynchronicznych. Gdy zostanie zasadniczo osiągnięty synchronizm, synchronizujący moment obrotowy maleje poniżej momentu odblokowującego, na skutek czego odsadzenia blokujące przemieszczają sworznie 40 do położenia koncentrycznego z otworami 32c, by umożliwić dalszy osiowy ruch kołnierza i sprzężenie zębów 30b wewnętrznego wielowypustu pierścieniowego członu 30 z zębami zewnętrznego wielowypustu kłowego sprzęgła 26 zębatego koła 14. Zęby kłowe mogą mieć kształt pokazany w patentach USA nr 3.265.173 i 4.246.993.

Patrząc teraz na oddziaływania krzywek samowspomagania, synchronizujący moment obrotowy T0 spowodowany przez wywieraną przez operatora osiową siłę F0 zmiany biegów, jest oczywiście przekazywany na kołnierz 32 przez sworznie 40 i działa na wał 12 poprzez powierzchnie samo wspomaPL 200 475 B1 gających krzywek i skosów. Powierzchnie samowspomagających krzywek i skosów, gdy są sprzężone, wytwarzają dodatkową osiową siłę Fa, działającą na kołnierz w tym samym kierunku co siła F0 zmiany biegów. Ta dodatkowa osiowa siła Fa jest przykładana do sprzężonych powierzchni ciernych poprzez powierzchnie blokujące na drodze siły zawierającej łącznik 48, działający osiowo na otwory 30d członu pierścieniowego, ustalacze 34 i kołnierz 32. Siły F0 i Fa są przykładane do zmianowego kołnierza 32 równolegle i sumująco, by utworzyć całkowitą siłę Ft zwiększając przez to dodatkowo siłę sprzęgającą stożkowego sprzęgła, by zapewnić dodatkowy synchronizujący moment obrotowy Ta, który dodaje się do momentu obrotowego T0 i utworzyć całkowity moment obrotowy Tt. Suma osiowych sił do włączenia sprzęgła stożkowego wynosi F0 plus Fa, a suma momentów synchronizujących wytwarzanych przez sprzę g ło stoż kowe wynosi T0 plus Ta. Przy danej wywieranej przez operatora sile F0 zmiany biegów i powodowanym przez operatora momencie synchronizują cym T0 wartość dodatkowej siły osiowej jest korzystnie funkcją kątów sprzęganych skośnych powierzchni samowspomagania. Kąty te są korzystnie wystarczająco duże, by wytwarzać dodatkową siłę Fa o wartości wystarczającej do znacznego zwiększenia synchronizującego momentu obrotowego i zmniejszenia czasu synchronizacji w odpowiedzi na określoną umiarkowaną wywieraną przez operatora siłę zmiany biegów. Jednakże kąty te są również korzystnie wystarczająco małe, by powodować kontrolowaną osiową dodatkową siłę Fa, to znaczy siła Fa powinna korzystnie rosnąć lub maleć w odpowiedzi na zwiększenie lub zmniejszenie siły F0. Główne zmienne i równania do obliczania kątów skosów samowspomagania podano w wymienionym powyżej patencie USA nr 5.092.439.

Claims (8)

1. Synchronizator (18) ze samowspomaganiem do ciernego i wymuszonego łączenia pierwszego i drugiego członu napędzającego (12, 14), które są umieszczone z możliwością względnego obrotu wokół wspólnej osi (12a), zawierający: pierścieniowy człon (30) zawierający pierwsze sprzęgło kłowe (30b) nieobrotowe względem pierwszego członu napędzającego (12), a ruchome osiowo względem członów napędzających (12, 14) z położenia neutralnego do położenia sprzężonego z drugim sprzęgłem kłowym (26) do wymuszonego łączenia członów napędzających na skutek sprzęgającego ruchu pierwszego sprzęgła kłowego, spowodowanego przez osiowo skierowaną siłę (F0) zmiany biegów, przemieszczającą promieniowo przebiegający kołnierz (32) w kierunku do drugiego sprzęgła kłowego, przy czym kołnierz ten ma zwrócone przeciwległe osiowo boki (32a, 32b) i promieniowo wewnętrzną część, która przyjmuje pierścieniową, zwróconą na zewnątrz powierzchnię członu pierścieniowego; ustalacz (34), który łączy kołnierz (32) z pierwszym sprzęgłem kłowym (30b) z możliwością ruchu osiowego; pierwszy człon cierny (36) ruchomy osiowo do sprzężenia z drugim członem ciernym (22) pod działaniem początkowej części ruchu sprzęgającego pierwszego sprzęgła kłowego (30b), by wytwarzać początkowy synchronizujący moment obrotowy; pierwszą i drugą powierzchnię blokującą (40d, 32e) ruchome do sprzężenia pod działaniem początkowego synchronizującego momentu obrotowego, by uniemożliwić asynchroniczne sprzężenie sprzęgieł kłowych (30b, 26), przekazywać siłę (F0) zmiany biegów w celu spowodowania siły sprzęgania członów ciernych (36, 22) i w celu wytwarzania momentu obrotowego przeciwnego wobec synchronizującego momentu obrotowego, by poruszać powierzchnie blokujące ze sprzężenia po uzyskaniu synchronizacji, przy czym pierwsze powierzchnie blokujące są utworzone przez wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie sworzni (40) przebiegających sztywno osiowo od pierwszego członu ciernego (36) i w otwory (32c) w kołnierzu (22), a drugie powierzchnie blokujące (32e) są utworzone wokół otworów, zaś sworznie służą do przekazywania synchronizującego momentu obrotowego na kołnierz; mechanizm samowspomagania zawierający wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie pierwszych elementów krzywkowych (50c) przymocowanych do kołnierza (32), taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach na obwodzie drugich elementów krzywkowych (20e), przymocowanych do pierwszego członu napędowego (12), taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach obwodowych i przebiegających promieniowo otworów (30d) w członie pierścieniowym (30) oraz ruchomy promieniowo łącznik (48) umieszczony w każdym otworze, przy czym każdy łącznik ma koniec promieniowo zewnętrzny i koniec promieniowo wewnętrzny przeznaczone do sprzężenia z pierwszymi i drugimi elementami krzywkowymi (50c, 20e), aby po sprzężeniu pod działaniem synchronizującego momentu obrotowego pomiędzy nimi wytwarzać dodatkową siłę osiową w kierunku siły zmiany biegów w celu zwiększania siły sprzęgania członów

PL 200 475 B1 ciernych (36, 22), znamienny tym, że ma ustalacze (34), które zawierają usytuowane w odstępie osiowym od siebie pierwszy i drugi zderzak (52, 54), odchodzące promieniowo na zewnątrz od przeciwległych osiowych końców zwróconej na zewnątrz powierzchni pierścieniowego członu, by ścisnąć boki (32a, 32b) kołnierza, a pierwszy zderzak ma wiele rozmieszczonych w odstępach na obwodzie występów (50a) przestawionych obwodowo względem otworów (30d) i przyjmujących szczelin (50) w promieniowo wewnętrznej części kołnierza (32), aby umożliwić ustawianie boków kołnierza pomiędzy zderzakami podczas montażu synchronizatora.

2. Synchronizator według zastrz. 1, znamienny tym, że przebiegająca obwodowo część każdej szczeliny (50) stanowi pierwszy element krzywkowy (50c), a szczeliny są usytuowane zgodnie z otworami (30d), kiedy synchronizator jest zmontowany.

3. Synchronizator według zastrz. 3, znamienny tym, że każdy pierwszy element krzywkowy zawiera pierwszą parę krzywkowych powierzchni (50c), zwróconych promieniowo do wewnątrz i usytuowanych w osiowym odstępie od siebie, a każdy łącznik (48) ma osiowo usytuowane w odstępie od siebie pierwszą i drugą kołnierzową część 48a, 48b) połączone ze sobą na kształt litery H przez środnik (48c), przy czym powierzchnie kołnierzy i środnika są dokładnie dopasowane ślizgowo do współpracujących powierzchni otworu (30d), a promieniowo zewnętrzne części pierwszego i drugiego kołnierza tworzą pierwszą parę pochyłych powierzchni (48f) sprzęganych z pierwszą parą krzywkowych powierzchni (50c), zaś promieniowo wewnętrzna część środnika tworzy drugą pochyloną powierzchnię (48h) sprzęganą z drugą krzywką (20e).

4. Synchronizator według zastrz. 1, znamienny tym, że przebiegająca obwodowo część każdej szczeliny (50) stanowi pierwszą parę powierzchni krzywkowych (50c), a szczeliny są usytuowane zgodnie z otworami (30d), kiedy synchronizator jest zmontowany.

5. Synchronizator według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiera ponadto trzeci napędzający człon (16) usytuowany w odstępie osiowym od drugiego napędzającego członu (14) i zabezpieczony przed ruchem osiowym, a mający możliwość ruchu obrotowego wokół wspólnej osi (12a); przy czym pierścieniowy człon zawiera trzecie sprzęgło kłowe (30c) nieobrotowe względem pierwszego członu napędzającego (12), a ruchome osiowo względem członów napędzających (12, 14, 16) z położenia neutralnego do położenia sprzężonego z czwartym sprzęgłem kłowym (28) do wymuszonego łączenia pierwszego i trzeciego członu napędzającego na skutek sprzęgającego ruchu trzeciego sprzęgła kłowego, spowodowanego przez drugą osiowo skierowaną siłę (F0) zmiany biegów, przemieszczającą kołnierz (32) w kierunku do czwartego sprzęgła kłowego, trzecią i czwartą powierzchnię blokującą (40c, 32e), ruchome do sprzężenia pod działaniem początkowego synchronizującego momentu obrotowego, by uniemożliwić asynchroniczne sprzężenie sprzęgieł kłowych (30c, 28), trzeciego i czwartego, i przekazywać drugą siłę (F0) zmiany biegów w celu spowodowania siły sprzęgania trzeciego i czwartego członów ciernych (38, 24) i w celu wytwarzania momentu obrotowego przeciwnego wobec drugiego synchronizującego momentu obrotowego, by poruszać powierzchnie blokujące trzecią i czwartą ze sprzężenia po uzyskaniu synchronizacji, przy czym trzecie powierzchnie blokujące są utworzone przez sworznie (40) przebiegające sztywno osiowo od trzeciego członu ciernego (38) i w otwory (32c) w kołnierzu (32), a czwarte powierzchnie blokujące (32e) są utworzone wokół otworów, zaś sworznie służą do przekazywania synchronizującego momentu obrotowego na kołnierz; mechanizm samowspomagania zawierający wiele rozmieszczonych w odstę pach na obwodzie trzecich krzywek (50b) przymocowanych do kołnierza (32), taką samą liczbę rozmieszczonych w odstępach na obwodzie czwartych krzywek (20f), przymocowanych do pierwszego członu napędowego (12), ruchomy promieniowo łącznik (48) umieszczony w każdym otworze, przy czym każdy łącznik ma koniec promieniowo zewnętrzny i koniec promieniowo wewnętrzny przeznaczone do sprzężenia z trzecimi i czwartymi krzywkami (50b, 20f), aby po sprzężeniu pod działaniem synchronizującego momentu obrotowego pomiędzy nimi wytwarzać drugą dodatkową siłę osiową w kierunku siły zmiany biegów w celu zwiększania siły sprzęgania członów ciernych (38, 24).

6. Synchronizator według zastrz. 5, znamienny tym, że część każdej szczeliny (50) przebiegająca obwodowo naprzeciw pierwszego elementu krzywkowego (50c) stanowi trzecią krzywkę (50b).

7. Synchronizator według zastrz. 5, znamienny tym, że każdy trzeci element krzywkowy (50b) zawiera trzecią parę krzywkowych powierzchni (50b) zwróconych promieniowo do wewnątrz i usytuowanych w odstępie osiowym od siebie, a każ dy łącznik (48) ma promieniowo zewnę trzne końce pierwszej i drugiej części kołnierzowej, tworzące trzecią parę pochyłych powierzchni (48g) przebiegających obwodowo naprzeciw pierwszej pary pochyłych powierzchni (48f) i sprzęganych

PL 200 475 B1 z trzecią parą krzywkowych powierzchni (50b), zaś promieniowo wewnętrzny koniec środnika stanowi czwartą pochyłą powierzchnię (48g) sprzęganą z czwartą krzywką (20f).

8. Synchronizator według zastrz. 7, znamienny tym, że część każdej szczeliny (50) przebiegająca obwodowo naprzeciw pierwszego elementu krzywkowego (50c) stanowi trzecią krzywkę (50b).