專利名稱：同步器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于多級變速傳動裝置的同步器。
同步器在多級變速傳動裝置中的應用已是眾所周知的了。這種同步器一般包括幾對摩擦式和爪式部件，它們分別使齒輪與軸實現同步和剛性離合；預加力組件，在一個和軸相對轉動的換檔套或凸緣移動嚙合時相應地使摩擦部件結合；鎖止面，用來阻止換檔套或凸緣的移動嚙合直到實現同步為止，還用來傳遞套或凸緣的換檔力給摩擦部件以增加摩擦部件的作用力。
同樣眾所周知的是在多傳速比傳動裝置中，同步器在所有或部分檔位中，利用多錐同步器以減少換檔時間和換檔力。還有，換檔時間和換檔力的減少可以通過自加力型的同步器來實現，這種同步器也可以采用多錐面結合。由于換檔力一般隨車體和車重的增加而增加，用來減少換檔力的同步器對卡車尤其是中載和重載卡車來說更加重要。一種有多錐且自增加力的同步器在德國2214852和美國5135087號專利公告中出現。在此引用它們作為參考。這兩種文獻中的同步器就是所謂的阻止型的。然而多錐也可以用于鎖銷型同步器中，這里提供的美國5092439號專利所述的就是這種。這種同步器包含多錐并可帶有自加力。
本發(fā)明在于提出一種對第二錐面的作用進行改進的多錐型同步器。
本發(fā)明的一個特征在于一種同步器，將以相對轉動的方式安裝在公共軸上的第一和第二驅動件摩擦式和爪式連接。這種同步器包括一個第一爪件，它和第一驅動件一起轉動，并從空檔位置軸移動到作用位置而與第二爪件嚙合，以便根據換檔力產生的第一爪件嚙合動作而連接驅動件；第一摩擦件，隨第一爪件的移動而軸向移動和第二摩擦件結合以產生初步同步扭矩；鎖止面，隨著扭矩初步同步而進入到嚙合狀態(tài)以防止爪件嚙合作用的反同步，并將換檔力傳遞到第一摩擦件，在達到同步時產生一個與同步扭矩反向的扭矩以使鎖止面脫離嚙合。
本發(fā)明的改進之處在于借助第二驅動件的裝配方式使其相對第二驅動件轉動或軸向移動；第三摩擦件用來阻止相對于第一驅動件的軸向移動和轉動；隨著由第一和第二摩擦件結合作用引起的第二驅動件的軸向移動，第四摩擦件和第二驅動件旋轉并軸向移動以和第三摩擦件結合。
改進之處還在于對用來使齒輪同步的第二錐形離合器的嚙合作用的簡化；使用了帶有標準的或基本標準的同步器的第二錐形離合器的裝置；第二錐形離合器的使用只需對傳動裝置本身進行很小的改動，并且不會消弱錐形離合器的冷卻功能，因為它們是軸向間隔的。


圖1為本發(fā)明的同步目的縱向剖面圖。其中它包括一個在空檔位置處的往復式同步器和與該同步器的一側配合的第二錐形。
術語“同步器”是指一種用于將一個選定傳動比齒輪利用剛性離合器不可轉動地聯結到軸上的離合器機構，在與剛性離合器聯合的同步摩擦離合器使剛性離合器的部件進入大體上同步的轉動之前，(避免了離合器的剛性嚙合)術語“自加力”表示同步離合器機構包括斜面或凸輪或類似機構以按摩擦離合器的同步作用轉矩的比例增大同步離合器的嚙合力。
現在看圖1，圖1是一個多級變速箱10的一部分，它包括第一個驅動件，即軸12即只畫出軸12的一部分，軸12安裝得可繞中心軸線12a旋轉；還有軸向隔開安裝的第二和第三驅動件即向前的驅動齒輪14、16，齒輪14、16支承在軸上而繞該軸轉動；一零件18通過花鍵固定在軸上使其不能繞軸轉動；還有一個雙作用同步器20。
同步器20包括；環(huán)形部件22、24，以公知方式沿軸向安裝在齒輪14、16上，并可繞其轉動；在這里有和環(huán)形部件22、24一起構成齒輪摩擦件的錐形摩擦面26、28；在這里還有和零件20、22一起構成為齒輪爪件的爪齒30、32；轂件34沿軸向被固定并以可轉動方式以其中心孔34a安裝在軸12上；一個換檔套36，在換檔套36中心孔有內鍵齒38固定地與在轂件34外周的外鍵齒40嚙合；還有摩擦部件42、44及與其一體的阻斷齒面46、48和摩擦面50、52；一個預加力組件54。同步器的右邊有一個第二錐形離合器，包括一個摩擦部件56，它有和固定在齒輪14上的摩擦面58，還有一個帶有摩擦面60摩擦件即零件18，零件18可以是沒有畫出的變速箱齒輪組件的一部分。這里零件18是一個裝配換向傳動齒輪的爪形離合器，用來將一個沒有畫出的反向齒輪同軸12聯結，以和沒有畫出的反向齒輪以公知方式軸向移動。
齒輪16和轂件34通過卡環(huán)62、64安裝在一起以防止相互軸向移動以及沿軸12軸向移動。零件18分別通過卡環(huán)66和軸肩67固定在軸12上以防止左右移動。齒輪14和16通過軸承15和17可對彼此相轉動地安裝在軸12上。正如前面看到，摩擦面26、50一起形成摩擦離合器，在爪形離合部件30和形成爪形離合部件的內鍵齒38相互作用之前，使齒輪14和軸12同步。摩擦面28、52一起形成一個摩擦離合器，在爪形離合器部件32和形成爪形離合部件的內鍵齒38相互作用之前使齒輪16和軸12同步。最好使用錐形離合器，然而其它形狀的離合器也可以使用?？梢允褂枚喾N錐度，這里列出了七個級別的錐度。摩擦面可以采用公知的摩擦材料的任何一種，貼附在每個錐形離合器的一個或兩個摩擦件上。錐面可以開有溝槽，以填充噴鉬鋼質材料或熱分解碳材料。美國4700823，4844218和4778548號專利公開了這些材料。在這里引用這些專利作為參考。
換檔套鍵齒38的相對的尾部帶有倒角的鎖止面38a、38b通過和帶有倒角的阻面42、44的阻斷齒46、48相互嚙合以防止爪件的作用不同步，并將換檔力傳遞到錐形離合器的摩擦面而使其產生嚙合，以產生和換檔力成比例的同步扭矩，而且產生一個與同步扭矩反向的扭矩，在達到同步時使阻斷齒脫離嚙合，并由此將鍵齒38定義為與齒輪爪件的齒30或32嚙合軸向移動的爪式部件。
鍵齒38和40有軸向伸展的齒側面，以緊密的滑動聯結平滑地裝配在一起，以使換檔套36和軸12之間不能相對運動。鍵齒38的齒側面和齒爪牙30、32可以帶有退出角或鎖定角特征以防止不留心造成的齒牙不匹配。本特征的細節(jié)可以在美國4727968號專利文獻中看到，在這里引用該文獻作參考。
在現有技術領域中的每個預加力組件54，包括一個螺旋壓縮的彈簧68和柱塞70，它裝在一個沿徑向伸展的盲孔中，一個滾子或珠72(在這里是滾子)壓在鍵齒38的環(huán)形掣子溝38C中，預加力組件54將換檔套36以彈性方式固定于如圖1所示的空檔位置。滾子72沿軸向安裝在阻面42、44和接頭部分支承面42A、44A一起形成的空間中。以己知的方式間隙放在轂件34的凹溝中。當要結合齒輪和軸時，如美國專利4920815所述，一個沒畫出的適當的換檔裝置，通過畫出部分的換檔撥叉74使換檔套沿著軸12軸向移動，或向左結合齒輪16或向右結合齒輪14，換檔裝置可以由操作者通過連接系統(tǒng)手動操作，也可以有選擇地通過一個執(zhí)行機構操作，也可以通過自動啟動換檔裝置來操作，這樣一可以控制換檔操作力的大小。當換檔手工操作時，作用力與操作者給操縱桿的力成正比。無論手動還是自動，給換檔套36的力都是軸向的。
由操作者的換檔力引起的換檔套36由空檔位置向右初始軸向移動，由預加力滾子72通過支承面42a傳到阻面42以產生轉動著的錐面50和圓錐齒面26的初始摩擦性結合。當然，錐面的初始結合力是彈簧58的彈力和環(huán)形掣子溝38C壁的角度的函數，初始結合力使齒輪14和摩擦部件56向右移動，因此與錐面58、60嚙合。初始摩擦方式的結合產生(在反同步條件下)一個初始的錐形離合器結合力和同步扭矩，以保證換檔套36和阻面42之間有限的相對運動，從而使阻斷齒46移動某個位置，在這個位置上，一個46正確的斜阻斷面與鍵齒38正確的斜阻斷面相結合。當阻斷面結合時，作用在換檔套36上的全部作用力通過斜阻斷面38a、46傳遞到摩擦面26、50和摩擦面58、60。這樣錐離合器由于操作換檔力的全部作用而產生完全同步扭矩，因為阻斷面被安置得相對于操作者換檔力的軸向成一角度，產生一個反力即開啟扭矩。這個反力同錐形離合器的同步扭矩反方向，但在同步條件下，反力比較小。當達到基本同步時，同步扭矩降到小于開啟扭矩，這樣阻斷齒被移動而脫開，從而允許換檔套繼續(xù)作軸向移動，使鍵齒38和齒牙30進行結合。
換檔套從空檔位置開始向左軸向初始移動，它使錐面28、52和阻斷面38b、48結合。齒輪16的同步扭矩總是小于齒輪14，因為它只用了一個錐形離合器，然而可以和齒輪14那樣，給齒輪16安裝第二個或更多的錐形離合器。
這里描述了一個完美的同步器的整體。其它類似的同步器都被認為屬于本發(fā)明的構思，以下的權利要求包括了所描述的裝置的創(chuàng)造性部分，還包括了會被認為屬于本發(fā)明構思范圍之內的其它裝置。
權利要求
1.一種同步器(20)，它將以相對轉動的方式安裝在公共軸(12a)上的第一和第二驅動件(12，14)摩擦式和爪式進行摩擦與剛性連接。這種同步器包括一個第一爪件(38)，它和第一驅動件(12)一起轉動，并由空檔位置軸向移動到作用位置而與第二爪件(30)嚙合，以便根據第一換檔力產生的第一爪件嚙合動作而連接驅動件；第一摩擦件(42)，它隨第一爪件的移動而軸向移動和第二摩擦件(22)結合以產生初步同步扭矩；鎖止面(38a，46)隨著扭矩初步同步而進入到嚙合狀態(tài)以防止爪件嚙合作用的反同步，并將換檔力傳遞到第一摩擦件，在達到同步時產生一個與同步扭矩反向的扭矩以使鎖止面脫離嚙合；其特征在于旋轉地組件(15)裝在第二驅動件(14)上并且其相對第一驅動(12)件軸向移動；第三摩擦件(18)用來阻止相對于第一驅動件(12)的軸向移動和轉動；隨著由第一和第二摩擦件(42，22)結合作用引起的第二驅動件(14)的軸向移動，第四摩擦件(56)用來和第二驅動件(14)旋轉并軸向移動以和第三摩擦件(18)結合。
2.一種如權利要求1所述的同步器，還包括一個第三驅動件(16)，它安裝在相對第一、第二驅動件(12、14)繞公共軸線(12a)轉動并且和第二驅動件(14)軸向間隔；一個第三爪件(38)，它與第一驅動件(12)一起轉動并且從空檔位置軸向移動而和第四爪件(32)嚙合，隨著由第二換檔力和第一換檔力而產生的第三爪件的嚙合，而將第一和第三驅動件(12，16)剛性聯結；第五摩擦件(44)隨著第三爪件(38)的嚙合而軸向移動以和第六摩擦件(24)結合，從而產生同步扭矩；阻面(38b，48)隨著扭矩的初步同步而移動嚙合以防止第三和第四爪件的反同步，且將換檔力傳遞給第五摩擦件，同時產生一個同步扭矩的反扭矩，以在達到同步時使阻面的嚙合脫開。
3.一種如權利要求1或2所述的同步器，其特征是同步器(20)安裝在一個多級傳動裝置(10)中；并且第三摩擦件(18)和傳動裝置(10)的齒輪為一體且不和同步器(20)連接。
4.一種如權利要求3所述的同步器，其特征是第三摩擦件(18)和和驅動齒輪的爪式離合器一體，第二驅動件(14)就是一個向前驅動的齒輪。
5.一種如權利要求1-5所述的同步器，其特征是第二驅動件(14)軸向置于第一、第二(42，22)和第三、第四摩擦件之間。
6.一種如權利要求5所述的同步器，其特征是驅動齒輪的爪離合器是反向驅動齒輪爪式離合器。
全文摘要
一種雙作用、阻止型同步器(20),它將第一和第二齒輪(14,16)和軸(12)摩擦性同步且剛性聯接。本同步器包括一個使齒輪(14)和軸(12)摩擦性同步的第一錐形離合器,帶有摩擦件(22,46)的第二錐形離合器它用于使齒輪(16)和軸(12)同步,該同步器還包括帶有摩擦件的第三錐形離合器,隨著第一錐形離合器和第一齒輪軸向結合而結合。
文檔編號F16D23/06GK1182177SQ97121488
公開日1998年5月20日 申請日期1997年9月20日 優(yōu)先權日1996年9月20日
發(fā)明者D·A·胡赫斯 申請人:易通公司