專利名稱：用于變速箱的帶兩個換檔爪的撥叉的制作方法
技術領域：
該申請涉及到一種促動客車手動變速器的倒檔和前進檔的促動機構。期望的是提 供一種機械和/或機電手段，來確保檔位，尤其是倒檔，在錯誤的時間無法接合。H型設計 的換檔配置，以這樣一種方式設計，使得檔位不能夠接合除非駕駛員選擇相應的換檔槽。因 此，它提供了一定的安全性，以將倒檔安裝在獨立的換檔門(shift gate)上。在H換檔模 式中，換檔門的選擇是通過沿著選擇通道移動換檔桿而實現的，其中該選擇通道垂直于換 檔門取向。
背景技術：
此外，一些機構是眾所周知的用來預防在錯誤的時間和倒檔接合。一個已知的機 構，以在檔把處提供一個拉環(huán)用以避免倒檔接合合。倒檔不能被接合除非司機拉動拉環(huán)。此外，從DE 102006007248A1可知，提供一種特殊形式的阻檔筒(blocking cylinder)，使得該阻檔筒阻礙接合倒檔。不過，司機可以用足夠的力量克服該阻礙。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的是提供一種改良的撥叉，該拔叉能夠促動前進檔以及促動倒檔。根據本申請的改進后的撥叉適于提供對前進檔和倒檔使用不同換檔門的配置。本申請公開了一種用于機動車變速箱的撥叉。該撥叉包括第一換檔爪和第二換檔 爪。第一換檔爪和第二換檔爪分別包括第一換檔凹部和第二換檔凹部。第一換檔凹部和第 二換檔凹部分別包括用于阻止第一換檔爪沿第一方向移動的第一止動部分和用于阻止第 二換檔爪沿第二方向移動的第二止動部分。第二方向與第一方向相反。第一止動部分和第二止動部分位于空檔面(neutral plane)的不同側，該空檔面垂直于撥叉的移動方向。該拔叉的移動方向是指撥叉在兩個接 合位置之間的移動所限定，其中在該接合位置，變速箱的檔位被接合。阻檔換檔爪的移動是 通過阻檔部分和阻擋筒的機械接觸實現的。在本申請的上下文中，換檔凹部也被稱為“凹形輪廓”，止動部分也被稱為“阻檔部 分”。該止動部分的位置是在空檔面的不同側，如果兩個檔位的相應齒輪被定位在雙側 同步裝置的相對側上，這有助于阻檔兩個檔位中的一個(在沒有被選中時)的接合。該申請還公開了一種撥叉，其中，第一止動部分和第二止動部分還形成為圓形部 分。圓形部分的半徑略大于阻擋筒的半徑。而且，本申請公開了一種撥叉，其中，第一換檔凹部包括用于接合換檔指的第一開 口，第二換檔凹部包括用于接合換檔指的第二開口。有利地，第一開口和第二開口是對準 的，使得第一開口和第二開口沿一垂直于撥叉移動方向的軸線排列。通過開口的沿軸線對準，換檔軸的換檔指可以通過換檔軸的上下移動到選定檔位 的相應的選定位置而與開口接合。有利的是，變速箱被構建為，使得相鄰換檔門的選擇通過一個選擇步驟向上或向下移動換檔軸，該一個選擇步驟還被稱為“單位選擇行程”。第一開口和第二開口可以布置為與第一止動部分的端部相對和與第二止動部分 端部相對?！岸瞬俊笔侵秆刂鴵懿嬉苿臃较虻牟糠值膬蓚€端部中的一個，“相反”是指相對于 換檔軸的軸線的相對側。此外，本申請還公開了具有根據本申請的撥叉的變速箱，具有上述變速箱的傳動 系和機動車，比如具有上述傳動系的客車或者卡車。


本申請的具體細節(jié)以及相關修改將相對于附圖公開，在附圖中圖1是根據第一實施例的撥叉的局部視圖；圖2示出了圖1的撥叉的第一換檔爪；圖3示出了圖1的撥叉的第二換檔爪；圖4示出了用于圖1的撥叉的第一換檔軸配置的視圖；圖5示出了用于圖1的撥叉的第二換檔軸配置的視圖；圖6示出了穿過圖1的撥叉和阻擋筒的第一截面圖，關于阻擋筒的第一位置；圖7示出了穿過圖1的撥叉和阻擋筒的第二截面圖，關于阻擋筒的第一位置；圖8示出了穿過圖1的撥叉和阻擋筒的第一截面圖，關于阻擋筒的第二位置；圖9示出了穿過圖1的撥叉和阻擋筒的第二截面圖，關于阻擋筒的第二位置；圖10示出了根據第二實施例的撥叉；圖11示出了穿過圖10撥叉和阻擋筒的第一截面圖；圖12示出了穿過圖1撥叉和阻擋筒的第二截面圖；圖13示出了用于根據圖1或圖10的換檔模式；圖14示出了用于根據圖1或圖10的撥叉的變速箱布局圖。參考標號
10撥叉
10'撥叉
11第一換檔爪
11'第一換檔爪
12第二換檔爪
12'第二換檔爪
13凹形輪廓
13'凹形輪廓
14凹形輪廓
14'凹形輪廓
16接頭部分
16'接頭部分
18連接部分
18'連接部分
20圓形部分
20'圓形部分
21矩形凹部
21'開口
22內側部分
22'內側部分
24外側部分
24'外側部分
25矩形凹部
25'開口
26圓形部分
26'圓形部分
28換檔軸配置
28'換檔軸配置
30檔蓋
32換檔軸
32'換檔軸
33第一阻擋筒
33'第一阻擋筒
34第二阻擋筒
34'第二阻擋筒
36用于選擇拉索的開口
39第一開口
39'第一開口
40第一換檔指
41中間部分
41'中間部分
42第二開口
43第二換檔指
43'第二換檔指
44底部部分
44'底部部分
46支撐筒
47底板
48垂直移動
48'垂直移動
49旋轉移動
49'旋轉移動
50換檔質量塊
51換檔拉索
53導向槽
56常規(guī)撥叉
58直線球軸承
59叉
60換檔布局
61換檔門
62換檔門
63換檔門
64換檔門
65換檔門
66空檔點
70齒輪箱
71倒檔齒輪
72第七檔齒輪
73雙側同步裝置
具體實施例方式圖1示出了撥叉10的第一實施例。圖10僅僅示出了撥叉10的爪部分。撥叉10 的其余部分通過像圖5那樣公知的方式實現。撥叉10包含第一換檔爪11和第二換檔爪 12。第一換檔爪11形成為撥叉10的平面部分并包括第一凹形輪廓13。凹形輪廓13位于 第一換檔爪11端部部分的底部(詳見圖2、。相似地，第二換檔爪形成為撥叉10的平面部 分并包括第二凹形輪廓14。第二凹形輪廓14位于第二換檔爪端部部分的底部。第一換檔爪11和第二換檔爪12相互平行地取向，并且還取向為平行于撥叉10的 移動方向。撥叉10的接頭部分16 (取向垂直于第一換檔爪11和第二換檔爪1 將第一換 檔爪11和第二換檔爪12保持在選定距離處。第一換檔爪11，接頭部分16和第二換檔爪 12三者形成U形，其中U形的臂的長短不同，然而，它們也可以具有相同的長度。撥叉10的 連接部分18的第一端部附接到接頭部分16，并相對于接頭部分16成直角。連接部分18的 第二端部(圖1中未顯示)連接到直線球軸承(linear ball bearing)，詳見圖5。撥叉10可沿與換檔爪11，12平行的X方向運動。0表示撥叉10的空檔位置，F表 示撥叉10前進檔位置，R表示倒檔位置。圖2示出了圖1的撥叉10的第一換檔爪11的側視圖。第一換檔爪11的凹形輪 廓13包含外側圓形部分20，用于換檔指(shift finger)的矩形槽21和內側部分22。外 側圓形部分20為大致90°的圓形部分的形式。圓形部分20的半徑略大于阻擋筒的半徑。 換檔指和阻擋筒沒有在圖2中示出但是可以在圖4和5中看到。內側部分22包含直線部 分和倒圓部分。圖3示出了用于撥叉10的第二換檔爪12的側視圖。第二換檔爪12的凹形輪廓 14包括直的外側部分M，用于換檔指的矩形槽25和內側圓形部分26。內側圓形部分沈為 大致90°的圓形部分的形式，且內側圓形部分沈的半徑略大于前述阻擋筒的半徑。圖4示出了用于撥叉10的第一換檔軸配置28。從上往下，第一換檔軸配置28包含檔蓋(gear cap) 30，換檔軸32 (具有阻擋筒33，34)，蓋35。檔蓋30包括用于選擇拉索 (select cable)的開口 36。選擇拉索與選擇桿37相連。選擇桿安裝在導向槽(圖4未顯 示)中。該導向槽與圖5的導向槽53相似。從上往下，圖4的換檔軸32包括頂部部分38，第一阻擋筒33 (該筒帶有第一開口 39和第一換檔指40)，中間部分41，第二阻擋筒34 (該筒帶有第二開口 42和第二換檔指43) 和底部部分44 (其支撐在蓋35中)。蓋35包括軸支撐筒46，該軸支撐筒46通過容座安裝 在底板47上。容座47安裝到變速箱外殼，圖4未顯示變速箱外殼。在H換檔模式下，換檔軸32通過向上和向下移動的方式選擇換檔門。雙箭頭48 表示換檔軸32的垂直移動。此外，在H換檔模式下，換檔軸32通過繞其軸線旋轉來選擇或 取消換檔門的兩個檔位中的一個。雙箭頭49表示換檔軸32的旋轉。圖4未顯示換檔軸32的頂部部分38上方的部件。這些部件包括換檔質量塊以及 與它相連的換檔拉索，用于旋轉換檔軸32。換檔質量塊和換檔拉索在圖5中示出。此外，頂 部部分38被支撐在軸承中，該軸承未在圖4中顯示。圖5示出了第二換檔軸配置觀’，該配置與第一換檔軸配置觀相似。為了簡潔起 見，只有在圖4中沒有顯示部件或者說與圖4不同的部件才被說明。換檔質量塊50安裝在 換檔軸32’的頂部，而換檔拉索51固定在換檔質量塊50上。為了可以清楚地看到換檔軸 32’的上部部分和第一阻擋筒33’的上部部分，檔蓋未被圖5示出。換檔軸32’的上部部分 設置有導向槽53。該導向槽和選擇桿相匹配，其中選擇拉索連接到該選擇桿。可沿垂直方 向移動的該選擇桿在圖5中未顯示。圖5還示出了傳統(tǒng)撥叉56。換檔軸32’處在垂直位置上，使得傳統(tǒng)撥叉的換檔爪 57與阻擋筒33，的開口 39’高度一致，并且配合在第一開口 39’中。傳統(tǒng)撥叉56通過直 線球軸承支撐著在軸上。該軸在圖5中未顯示，且與變速箱的齒輪軸平行，該齒輪軸承載齒 輪，齒輪通過撥叉10的移動而被接合。傳統(tǒng)撥叉的叉59設置在直線球軸承58旁。叉59 的尺寸設置為使得換檔軸套(圖5未顯示)安裝在傳統(tǒng)撥叉的叉59里。圖6-圖9解釋了根據本申請的撥叉的作用。圖6和圖7示出了分別通過阻擋筒 34’和換檔爪11，12的橫截面，其中換檔軸32’處于下部位置I。圖8和圖9示出了分別通 過阻擋筒34’和換檔爪11，12的橫截面，其中換檔軸32’處于上部位置II。在下文中，由撥叉10促動的前進檔的換檔門叫做”高換檔門”以及由撥叉10促動 的倒檔的換檔門叫做”倒檔換檔門”。根據H模式的換檔門布局的例子見圖13。撥叉10布置在特定的前進檔和倒檔之間，當駕駛員選擇高換檔門時，換檔軸32’ 移動到下部位置I。另一方面，如果駕駛員選擇倒檔換檔門，換檔軸32’就移動到上部位置 II。如果駕駛員選擇的換檔門不是高換檔門或倒檔換檔門，那么換檔軸就會移動到幾 個其他位置中的一個。在所述其他位置中，撥叉10的前向選擇和后向選擇都會被阻檔，這 與圖6和9所示的情況相同。圖6示出了當換檔軸32’接合下部位置I時，撥叉10到倒檔位置的運動被阻檔。 當換檔軸32’接合下部位置I，阻擋筒34’的開口 42’不在換檔爪的平面上。如果施加外力 到換檔爪12來將換檔爪12移動到倒檔位置，那么第二換檔爪12的圓形部分沈就會壓靠 阻擋筒34’的外側，這樣第二換檔爪12的進一步移動就會被阻擋筒34’阻擋。
7
圖7顯示了當換檔軸接合下部位置I時，撥叉10到前進檔位置的移動。當換檔軸 32’接合下部位置I時，開口 42’和連接阻擋筒34’的換檔指43’與第一換檔爪11處于同 一平面上。當駕駛員選擇前進檔時，負值轉矩被施加到換檔軸32’與連接到換檔軸32’的 阻擋筒43’，換檔指43’將第一換檔爪11推向前進檔位置。開口 42布置為使得開口 42’釋 放出第一換檔爪11。第一換檔爪11沒有被阻擋筒32’的外側所阻檔，并移動到前向位置。圖8顯示了當換檔軸32’接合在上部位置II時，撥叉10到倒檔位置的移動。當 換檔軸32’接合在較高位置II時，開口 42’和連接到阻擋筒34’的換檔指43’處于第二換 檔爪12的平面上。當駕駛員選擇前后換檔門的倒檔時，正扭矩施加到換檔軸32’與連接到 換檔軸32’的阻擋筒43’。換檔指43’將第二換檔爪12推向倒檔位置。開口 42的位置被 設置為使得開口 42’釋放第二換檔爪12。第二換檔爪12并沒有被阻擋筒32’的外側所阻 檔并移動到倒檔位置。圖9說明的是當換檔軸32’接合上部位置II時，撥叉10到前進檔位置的移動被 阻檔。當換檔軸32’接合上部位置II，阻擋筒34，的開口 42’不處于換檔爪11的平面上。 如果施加外力到第一換檔爪11來將第一換檔爪11移動到前進檔位置，那么第一換檔爪11 的圓形部分20就會壓靠阻擋筒34’的外側，從而第一換檔爪11的進一步移動就會被阻擋 筒34，阻檔。圖10顯示了根據本申請的撥叉10’的替代實施方式。相似部分具有主參考標號。 圖10的實施方式適用于這樣的配置，其中阻擋筒的換檔指位于阻擋筒的開口的相對側上。 圖4中示出了這樣的情形，其中阻擋筒34的開口 42位于阻擋筒34的換檔指43的相對側 上。撥叉10，與撥叉10相似，但是換檔爪11’，12，的凹形輪廓13’，14’與撥叉10的 凹形輪廓13，14不同。虛線60顯示了撥叉10’的中性位置。虛線60限定了中性面，該中 性面穿過撥叉32的軸線、與換檔軸32的中心線平行，且與承載齒輪的軸成直角，其中齒輪 通過促動撥叉10’而被接合。第一換檔爪11’的凹形輪廓13’包含圓形外側部分20’，用于與換檔指接合的開口 21’，和內側部分22’。與圖1到圖3的撥叉10相似，外側圓形部分20’形成為大致90°的 圓形部分，其半徑略大于阻擋筒半徑34的半徑。類似于撥叉10，第一換檔爪11’的外側圓 形部分20’和內側部分22’位于中性面的不同側。不同于撥叉10，第一換檔爪11’的凹形 輪廓13’除了開口 21’(作用同前述實施方式中的矩形槽21)幾乎將換檔軸32包圍。第二換檔爪12’的凹形輪廓14’包含圓形內側部分沈’，用于與換檔指接合的開口 25’，和外側部分M’。與圖1到圖3的撥叉10相似，內側圓形面20’形成為大致90°的圓 形部分，其半徑略大于阻擋筒34的半徑。類似于撥叉10，第二換檔爪12’的外側圓形部分 24’和內側部分沈’位于中性面的不同側。不同于撥叉10，第二換檔爪12’的凹形輪廓14’ 除了開口 25’(作用同前述實施方式的矩形槽25)幾乎將換檔軸32包圍。與撥叉10類似， 第二換檔爪12’的內側圓形部分26’和第一換檔爪11’的外側部分20’位于中性面的不同 側面上。圖13顯示了用于根據本申請的撥叉的換檔配置60。從左往右，換檔模式60包括 換檔門61，62，63，64，65。換檔中性點66顯示了換檔手柄相對于水平選擇移動的中間位置。 換檔門61，62，63，64，65之間間隔開相同距離。在兩個換檔門之間的距離與選擇拉索一個單位的選擇行程相當。例如在圖13中，倒檔和第七檔距中性點的距離為兩個單位的選擇行 程。選擇拉索一個單位的選擇行程的移動轉換為換檔軸32，32’的一個單位的選擇行程的 向上或向下運動。當提供用于倒檔的促動和用于第七檔的促動的撥叉10 ； 10’，用換檔軸32與32’的 四個單位的選擇行程將第一換檔爪11 ；11’的平面與第二換檔爪12，12’的平面分隔開，這 樣的做法是有利的，但不是強制的?？傮w而言，有利的是將第一換檔爪U ;11’的平面和第 二換檔爪12 ；12’的平面分隔開的換檔軸32 ；32’的選擇行程的單位數與倒檔和高檔的換檔 門之間的選擇行程的單位數一樣多。否則，專門機構必須被提供以產生在駕駛員的換檔運 動和換檔軸32，32’的運動之間的期望關系。此外，有利的是通過安裝較低換檔爪處于撥叉的直線圓軸承的軸線的下面和安裝 較高換檔爪處于撥叉直線圓軸承的軸的上方，用來為齒輪提供足夠的至間。圖14示出了用于圖13中的H型換檔模式的變速箱70的符號圖。換檔門62，63， 64的檔位選擇對應于在齒輪之間的雙側同步器的運動，其中所述齒輪對應于相應換檔門的 檔位。相比而言，倒檔的齒輪71和第七檔的齒輪72是同一個雙側同步裝置73促動，但是 在換檔模式60上的不同的換檔門61，65上。根據本申請的撥叉10 ;10’為與雙側同步裝置 73相匹配的形式。撥叉10 ；10’沒有在圖14中的符號圖中顯示。如果已有的變速箱布局存在足夠的空間把額外高檔的齒輪設置在倒檔旁，那么帶 有根據本申請的撥叉的變速箱布局將特別有利于安裝額外的高檔。例如帶有六檔的變速箱 可以安裝第七檔位。那么就能利用帶有六檔變速箱部件生產帶有七檔的變速箱，這樣就節(jié) 約了生產成本。另外，與使用兩個單獨的撥叉相比，使用帶有根據本申請的撥叉的雙側同步裝置 能夠節(jié)約空間。這反過來有助于將一個額外的檔位安裝在原有的變速箱布局中。根據本申請的撥叉，當沒有選擇倒檔的換檔門時，即使倒檔和前進檔由同一個雙 側同步裝置促動，也能保證倒檔不被接合。實現帶有兩個換檔爪的撥叉的概念很容易(例如兩個同軸的換檔軸諸如之類 的)，且不需要在阻擋筒或撥叉的特殊的配置。根據申請，通過使用兩個換檔爪，就能以已知 和行之有效的方式修改換檔軸和阻擋筒，以用于加進與倒檔相同的同步裝置促動的高檔。 此外，標準H換檔方式可以被保持，其中換檔門的檔位數從左到右增大，且倒檔位于獨立的 換檔門中。對于具有偶數個檔位的現有配置(其中倒檔安裝在獨立的換檔軌道上)，現有變 速箱的修改是特別方便的。在這種情況下，倒檔的同步裝置通常是唯一一個可用于額外奇 數高檔的裝置。同步裝置的雙重使用，又在節(jié)約空間的同時最小化對變速箱的現有布局的 修改。根據本申請，使用帶有兩個換檔爪的撥叉為防止不期望的高檔或倒檔的選擇，在 高檔和倒檔由相同同步裝置促動的變速箱布局中，提供與倒檔和高檔由不同同步裝置促動 的變速箱布局相同的安全性。根據換檔軸的位置，第一換檔爪11:11’也可以是上部換檔爪，第二換檔爪12:12’ 也可以是下部換檔爪。根據齒輪和換檔軸的位置，在換檔爪11. 12 ；11’，12’上的凹形輪廓 13. 13’和凹形輪廓14，14’的位置可以互換。此外，換檔爪的功能也可以互換，即換檔爪11，
911’促動倒檔，第二換檔爪12，12’促動前進檔。接頭部分可被成形為不同形狀，比如作為錐形部分(而不是板形)，以及換檔爪的 位置相對于連接部分的位置也可以不對稱。除了拉索，其他促動機制也被用來移動撥叉和換檔軸。
權利要求
1.一種用于機動車變速箱的撥叉，包括第一換檔爪和第二換檔爪，第一換檔爪包括第 一換檔凹部，第二換檔爪包括第二換檔凹部，第一換檔凹部包括用于阻止第一換檔爪沿第 一方向移動的第一止動部分，和第二換檔凹部包括用于阻止第二換檔爪沿第二方向移動的 第二止動部分。
2.如權利要求1所述的撥叉，其特征在于，第一止動部分和第二止動部分分別形成為 圓形部分。
3.如前述權利要求中任一項所述的撥叉，其特征在于，第一換檔凹部包括用于接合換 檔指的第一開口，第二換檔凹部包括用于接合換檔指的第二開口。
4.如前述權利要求中任一項所述的撥叉，其特征在于，第一開口和第二開口是對準的， 使得第一開口和第二開口沿一垂直于撥叉移動方向的軸線排列。
5.如權利要求3到4中的一項所述的撥叉，其特征在于，第一開口接近第一止動部分， 第二開口接近第二止動部分。
6.如權利要求3到4中的一項所述的撥叉，其特征在于，關于換檔軸的軸線，第一開口 與第一止動部分端部相對，第二開口與第二止動部分端部相對。
7.如前述權利要求中任一項所述的撥叉，其特征在于，第一換檔爪和第二換檔爪隔開 整數個換擋軸的選擇行程單位。
8.一種變速箱，具有至少一個換檔軸，該換檔軸具有至少一個根據前述權利要求中的 一個所述的撥叉，其中，一個換檔爪在第一方向沿著撥叉移動方向的運動使得倒檔的齒輪 接合，另一個換檔爪沿著第一方向的反方向的運動使得前進檔的齒輪接合。
9.如權利要求8所述的變速箱，其特征在于，所述前進檔的齒輪是變速箱的最高檔的 齒輪。
10.如權利要求8或9所述的變速箱，其特征在于，一個換檔爪位于撥叉的直線球軸承 的上方，另一個換檔爪位于該直線球軸承的軸線的下方。
11.如權利要求8到10中任一項所述的變速箱，其特征在于，換檔軸包含換檔指，第一 凹形輪廓包括與換檔指接合的第一開口，第二凹形輪廓包括與換檔指接合的第二開口，其 中通過多個選擇步驟實現的撥叉的運動將換檔指從第一開口移動到第二開口中。
12.如權利要求8到11中任一項所述的變速箱，其特征在于，倒檔和最高檔可通過撥叉 與換檔指的接合進行選擇，且倒檔和最高檔被定位在不同的換檔門上。
13.如權利要求12所述的變速箱，其特征在于，最高檔是奇數檔。
14.一種用于汽車的傳動系組件，具有如權利要求8到13中任一項所述的變速箱，其中 變速箱被設置在輸入軸和輸出軸之間。
15.一種汽車，其具有如權利要求12到14中任一項所述的傳動系組件，其中傳動系組 件包括至少一個被驅動輪，該被驅動輪連接到輸出軸。
全文摘要
本申請公開了一種用于機動車變速箱的撥叉。該撥叉包括第一換檔爪和第二換檔爪。第一換檔爪包括第一換檔凹部，第二換檔爪包括第二換檔凹部。第一換檔凹部和第二換檔凹部分別包括用于阻止第一換檔爪沿第一方向移動的第一止動部分和用于阻止第二換檔爪沿第二方向移動的第二止動部分。
文檔編號F16H63/32GK102094965SQ20101058412
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者?？斯?科克納 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司