專利名稱：同步器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于變速器的同步器。
眾所周知，同步器用于多速比的變速器中，以便有助于改變?nèi)炕蛘卟糠肿兯倨魉俦?。還知道，實施換擋所要求的換擋作用力和/或時間通過應用自增力或者助推式同步器而可以減少。由于所要求的操作者的換擋作用力通常隨著車輛的尺寸而增加，所以自增力式同步器在重型卡車的變速器中和/或希望減少換擋時間和/或減少換擋作用力的變速器中是特別有用的?？赡芘c這里所述的同步器有關的現(xiàn)有技術的同步器的實例通過參考下列資料可知美國專利U.S.5078245；5092439；日本專利公告45-27483；德國專利公告1098824。這些資料通過引述而合并在本文中。
本發(fā)明的目的是提供一種帶有改進的自增力裝置的同步器。
根據(jù)本發(fā)明，如在日本專利公告說明書45-27483中公開的并代表如在權(quán)利要求1的前序部分所述的現(xiàn)有技術的同步器包括用于依靠摩擦同步和使布置得可圍繞一個共同軸線相對轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動裝置剛性地連接的同步器。該同步器包括第一咬合裝置，該第一咬合裝置可軸向移動而與第二咬合裝置相嚙合，用于借助一個第一軸向換擋作用力(F0)，隨著該第一咬合裝置的嚙合運動而將這些傳動裝置剛性地連接起來；連接該第一咬合裝置以便相對于該第一傳動裝置可軸向移動而不能轉(zhuǎn)動的連接裝置；第一摩擦裝置，該第一摩擦裝置隨著第一咬合裝置的嚙合運動可軸向移動而與第二摩擦裝置相嚙合，而產(chǎn)生一個同步扭矩；阻塞裝置，該裝置可隨著第一咬合裝置的嚙合運動而嚙合，用于防止咬合裝置的非同步嚙合和用于將換擋作用力(F0)傳遞給第一摩擦裝置，以便在摩擦裝置上產(chǎn)生嚙合力；自增力裝置，該裝置可操動而對同步扭矩起反作用，用于沿著換擋作用力(F0)的方向產(chǎn)生一個附加軸向力(Fa)，以便增加摩擦裝置的嚙合力；其改進的特征在于該自增力裝置包括一個安裝得可相對于軸線作有限的徑向運動的連桿；一個安裝得可相對于第一傳動裝置作有限的轉(zhuǎn)動運動的第一元件，以便連桿可根據(jù)該同步扭矩隨著該有限的轉(zhuǎn)動運動而產(chǎn)生徑向移動；和一個用于隨著連桿的徑向移動可沿著換擋力(F0)的方向產(chǎn)生附加軸向力(Fa)的第二元件。
現(xiàn)在通過結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實施例來說明本發(fā)明，其中

圖1示出了在空擋位置和沿著圖2的線1-1截取的雙作用同步器；圖2示出了沿著圖1的線2-2所截取的圖1的同步器；圖3A和3B示出了分別從垂直于和平行于其中軸的軸線看去的圖1和2的一個元件的兩個放大的視圖；圖4是作用在同步器的換擋凸緣上的軸向力和扭矩的圖解表示圖；圖5和6示出了圖1和2的自增力元件的改進實施例。
附圖通過消除了其中的元件的背景線而簡化了。
在這里使用的術語“同步器”表示一種離合器機構(gòu)，其用來借助一個剛性離合器將一個選擇的變速齒輪不可轉(zhuǎn)動地連接在一個軸上，其中，剛性離合器的試圖嚙合不能進行直至借助一個與該剛性離合器相連的同步摩擦離合器使該剛性離合器的兩個部分基本同步轉(zhuǎn)動時為止。術語“自增力”表示一種同步離合器機構(gòu)，其包括斜面或者凸輪或者其它類似物，以便與摩擦離合器的同步扭矩成比例地增加同步摩擦離合器的嚙合力。
現(xiàn)在請看附圖1，2，3A和3B，其中示出了一個齒輪與同步器的總成10，它包括一個傳動裝置即安裝在變速器中可圍繞軸線12a轉(zhuǎn)動的軸12，軸向隔開的傳動裝置即齒輪14，16和一個雙作用同步器18。
軸12包括圓柱形表面12b和12c和一個環(huán)形零件20，其中，該些表面12b和12c通過軸承19可轉(zhuǎn)動地將這些齒輪支承在其上，而該環(huán)形零件20的外圓周的直徑大于這些圓柱形表面的直徑。該環(huán)形零件20具有一個軸向節(jié)段，該軸向節(jié)段通過軸向背向的臺階20a和20b將這些齒輪分離開，而該些臺階限制了這些齒輪的彼此相向的軸向移動。這些齒輪彼此軸向移開可按照幾種已知的方式中的任何方式來限制。該環(huán)形零件可以由固定在軸上的環(huán)來構(gòu)成，或者如在這里所示的，與軸整體地構(gòu)成。該環(huán)形零件的外圓周包括形成在其上的外花鍵20c，三個軸向長度等于該環(huán)形零件軸向節(jié)段長度的凹槽20d和自增力凸輪20e，20f，這些在以后將進一步予以說明。每個凹槽可以通過去掉所有的或者某些花鍵20c來形成。
同步器機構(gòu)18包括固定在齒輪14，16上的摩擦環(huán)22，24和牙嵌離合器件26，28，一個帶有內(nèi)花鍵齒30a并且該花鍵齒可不斷與形成在環(huán)形件20外圓周上的外花鍵齒20c滑動匹配的軸向可移動的牙嵌離合器件30，一個徑向延伸的換擋凸緣32，該凸緣32具有背向的側(cè)面32a，32b，該側(cè)面32a，32b被夾在保持器34的軸向面對的側(cè)面之間，而該保持器34設置在在牙嵌離合器件30上的環(huán)形凹槽30b中，由三個周向隔開的銷子40剛性地固定在一起的軸向可移動的的環(huán)形摩擦環(huán)36，38，而銷子40從每個摩擦環(huán)軸向延伸并通過在該換擋凸緣32上的孔32c，和三個在圖1中以釋放狀態(tài)示出的初增力器總成42。在圖1和2的實施例中，保持器34可防止牙嵌離合器件30和換擋凸緣32之間的軸向移動而可容許它們之間的相對轉(zhuǎn)動。
這些摩擦環(huán)包括錐形摩擦表面22a，36a和24a，38a，這些摩擦表面用于在這些牙嵌離合器件嚙合之前使齒輪與軸同步摩擦嚙合?？梢圆捎脧V闊范圍的錐角；七又二分之一度的錐角可用于這里的同步器。摩擦表面36a，38a和/或22a，24a可以由固定在基件上的幾種已知摩擦材料中的任何材料來形成；這里，諸如在美國專利U.S.4700823；4844218和4778548中公開的熱解碳摩擦材料是可取的。這些專利通過引述結(jié)合在本文中。
這些銷子40各包括帶有稍稍小于凸緣孔32c直徑的直徑的大直徑部分40a和一個隔開在摩擦環(huán)36，38之間的(這里是在中間)減徑或者凹槽部分40b，和錐形阻塞臺階或者表面40c，40d，這些臺階或者表面40c，40d從銷子軸線向外徑向延伸并以相對于垂直于銷子軸線的平面的一定角度軸向彼此離開。該凹槽部分，當被放置在它們的相應的凸緣孔中時，容許該剛性的摩擦環(huán)和銷子總成相對于凸緣有限的轉(zhuǎn)動，以便實現(xiàn)銷子阻塞臺階與圍繞凸緣孔32c形成的倒角阻塞臺階32h相嚙合。銷子可以以幾種已知的方式中的任何方式來剛性地固定在摩擦環(huán)36，38上。
初增力器總成42可以是幾種形式中的任何一種，這里它們是拼合銷子式的，其在美國專利U.S.5339936中有充分的展示和描述。每個初增力器總成軸向延伸在摩擦環(huán)36，38之間并穿過在換擋凸緣上的孔32d之中的一個孔。這些孔32d在這些孔32c之間交替地隔開。這里只要提及，每個初增力器總成包括兩個帶有端部44a的套管44和至少兩個被夾在套管之間并且使套管偏壓開來的片簧46，就夠了。每對套管44當被擠壓在一起時形成一個小于其相連孔32d直徑的大直徑，一個帶有倒角端部表面44c的環(huán)形凹槽44b，和端部44a。如人們所知道的，端部44a作用在摩擦環(huán)36，38上而倒角44c隨著凸緣32的初始嚙合運動作用在圍繞凸緣32的孔32d的倒角上，借此實現(xiàn)摩擦離合器和初始扭矩的初始結(jié)合運動，用于使銷子40相對于凸緣32轉(zhuǎn)動和使阻塞臺階嚙合定位。
如上所述，牙嵌離合器件30包括內(nèi)花鍵齒30a，而該花鍵齒30a與固定在軸上的零件20的外花鍵齒20c相配合。該外花鍵具有平行于軸的軸線延伸的腹面并且其與牙嵌離合器件花鍵的腹面的配合可防止它們之間的相對轉(zhuǎn)動。牙嵌離合器件30還包括三個徑向延伸的孔30c，每個孔30c具有一個通過其滑動延伸的自增力連桿48；和三個在其外圓周上并且徑向向外伸入在凸緣32的內(nèi)圓周上的凹槽32e中的突耳30d。突耳和凹槽形成止檔，用于限制凸緣32和可轉(zhuǎn)動地固定在軸12上的牙嵌離合器件30之間的相對轉(zhuǎn)動的量。連桿48在所有附圖中顯示在釋放狀態(tài)。每個凹槽的周向長度大于在其內(nèi)的突耳的周向長度，以便容許凸緣32和牙嵌離合器件30之間的有限的相對轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)自增力機構(gòu)的致動。
凸緣32還包括三對在其內(nèi)圓周上的凸輪表面32f，32g，用于使連桿48沿著徑向向內(nèi)移向凸輪表面20e或者20f，以便對抗在錐形離合器和軸之間的同步扭矩而提供一個附加的軸向自增力，來增加由作用在凸緣32上的換擋力所初始嚙合的錐形離合器的嚙合力，借此，增加由錐形離合器提供的同步扭矩。在換高檔和換低檔時，隨著凸緣的相對轉(zhuǎn)動，凸輪表面32f，32g分別與連桿48的一個圓柱形斜坡或者凸輪隨動表面48c相嚙合，在連桿48上的斜面或者凸輪隨動表面48a，48b將分別作用在凸輪表面20f，20e上，以便提供附加軸向力，用于分別增加齒輪16，14的同步扭矩。這些凸輪表面，如在這里所示，可為兩個齒輪提供增加的同步力，因而可以在換高檔和換低檔時增加同步力。凸輪表面20e，20f可以這樣形成，使得在其每個表面上的一條第一想象線處于平行于軸線12a的一個想象平面中而在其每個表面上的一條第二想象線與該第一想象線和平行于軸線的想象平面形成直角。凸輪隨動表面48a，48b可以按照與凸輪表面20e，20f相同的規(guī)則來形成。凸輪表面32f，32g可以這樣形成，使得在其表面上的一條第一想象線處于垂直于軸線12a的一個想象平面中，而在該表面上的一條第二想象線與該第一想象線和該垂直于軸線的想象平面形成一個直角。凸輪隨動表面48c可以按照與凸輪表面32f，32g相同的規(guī)則來形成。在所有凸輪表面上的第一想象線可以是彎曲的，如在凸輪隨動表面48c上所示。
當凸緣32處于圖1的空擋位置時，銷子40的減徑部分40b與凸緣孔32c對中，借助彈簧46的作用力，通過初加力器42的倒角的或者傾斜的初加力器表面44c作用在圍繞凸緣孔32d的初加力器倒角表面上，錐形離合器的摩擦表面稍稍隔開并且保持一種隔開的關系，而連桿48與在凸輪20e，20f之間軸向延伸的平臺20g對中接觸。平臺20g和由初增力器表面提供的軸向力可以防止由于錐形離合器表面之間的油的粘滯剪切作用而使同步器自增力和無意中嚙合。當希望將任何一個齒輪與軸連接時，一個例如由美國專利U.S.4920815所公開的并且通過引述合并在本文中的適當?shù)牟⑽从枋境龅膿Q擋機構(gòu)，將以已知的方式連接在凸緣32的外圓周上，以便使凸緣沿著軸12的軸線或者向左移動而連接齒輪14或者向右移動而連接齒輪16。換擋機構(gòu)可以由操作人員通過一個連桿系統(tǒng)手工來操動，可以有選擇地由一個致動器來操動，或者由一個這樣的裝置來操動，即它可以自動地引發(fā)換擋機構(gòu)的運動并且還可以控制由換擋機構(gòu)施加的作用力的大小。當換擋機構(gòu)由手工操動時，作用力與由操作人員施加給換擋杠桿上的作用力成正比。不管是手工施加作用力還是自動地施加作用力，作用力都是沿著軸向施加在凸緣32上并且由圖4中的箭頭F0的長度來代表。
由操作人員的換擋作用力F0造成的凸緣32的向右的初始軸向移動將傳遞給初增力器表面44c而實現(xiàn)錐形表面38a與錐形表面24a的初始摩擦嚙合。在錐形表面上的初始嚙合作用力當然是彈簧46的作用力和初增力器表面角度的函數(shù)。該初始摩擦嚙合(假定非同步條件存在并且暫時忽略自增力凸輪的作用)將產(chǎn)生一個錐形離合器的初始嚙合作用力和可確保凸緣32和嚙合的摩擦環(huán)之間的有限的相對轉(zhuǎn)動的初始同步扭矩，并且因而銷子減徑部分40b移動到凸緣孔32c的適當?shù)膫?cè)面而使銷子阻塞臺階40d與圍繞孔32c設置的阻塞臺階32h相嚙合。當這些阻塞臺階相嚙合時，操作人員的作用在凸緣32上的全部的換擋作用力F0將通過阻塞臺階傳遞給摩擦環(huán)38，借此錐形離合器由操作人員的換擋作用力F0的全部作用力所嚙合而提供一個合成的操作人員的同步扭矩T0。該操作人員的同步扭矩T0由圖4中的箭頭T0代表。由于阻塞臺階布置得相對于操作人員換擋作用力F0的軸向方向成一定角度，所以它們產(chǎn)生一個反力或者與來自錐形離合器的同步扭矩相反的脫阻塞扭矩，但是在非同步條件期間其值較小。當達到基本同步時，同步扭矩將降低到脫阻塞扭矩之下，借此阻塞臺階將使銷子40移入與孔32c同心的關系，因而容許凸緣繼續(xù)軸向移動和牙嵌離合器件30的內(nèi)花鍵/鉗爪齒30a與齒輪16的牙嵌離合器件28的外花鍵/鉗爪齒相嚙合。該花鍵/鉗爪齒可以按照如在美國專利U.S.3265173和4246993中所示的來構(gòu)形，而這些專利通過引述結(jié)合在本文中。
在仍然忽略自增力斜面之作用的條件下，由作用力F0提供的錐形離合器的扭矩由方程式(1)表示。
T0＝F0RCμC/sinα (1)其中RC＝錐形摩擦表面的平均半徑，μC＝錐形摩擦表面的摩擦系數(shù)，α＝錐形摩擦表面的角度。
現(xiàn)在來看看自增力凸輪的影響，由于操作人員施加的軸向換擋作用力F0而產(chǎn)生的同步扭矩T0當然會由銷子40傳遞給凸緣32并且通過連桿48跨過自增力凸輪表面而達到軸12。自增力凸輪表面，當嚙合時，產(chǎn)生與換擋作用力F0相同方向的作用在凸緣上的軸向附加力Fa。該軸向附加力Fa將經(jīng)過作用力的路徑(包括軸向作用在牙嵌離合器件孔30c上的連桿48，保持環(huán)34和凸緣32)通過阻塞臺階表面而作用在嚙合的摩擦表面上。作用力F0和Fa平行地作用在換擋凸緣32上，其加起來而提供一個總的作用力Ft，借此，將進一步增加錐形離合器的嚙合力，提供一個附加同步扭矩Ta，該同步扭矩Ta加在扭矩T0而可提供一個總的扭矩Tt。用于嚙合錐形離合器的軸向力之和是F0加Fa，而由錐形離合器產(chǎn)生的同步扭矩之和是T0加Ta，如圖4的圖解表示圖所示。對于一個給定的操作人員換擋作用力F0和一個操作人員同步扭矩T0來說，軸向附加力的值最好是嚙合的自增力斜面表面角度的函數(shù)。這些角度最好是足夠大，以便能夠根據(jù)操作人員的給定的適中的換擋力而可產(chǎn)生足以顯著地增加同步扭矩和減少同步時間那樣大小的附加力。然而，這些角度也最好是足夠小的，以便產(chǎn)生一個可控制的軸向附加力Fa，即，作用力Fa最好是隨著作用力F0的增加或者減小而增加或者減小。如果斜面角度太大，斜面將是自阻塞的，而不是自增力的；因此當實施錐形離合器的初始嚙合時，作用力Fa將迅速并不可控制地增加，而與作用力F0無關，因此，將使錐形離合器不可控制地阻塞定。自阻塞而不是自增力將降低換擋質(zhì)量或者換擋感覺，可能使同步器元件應力過大，并且可能造成錐形離合器表面過熱和迅速磨損。
用于計算自增力斜面角度的主要變量和公式可以通過參閱上述的美國專利U.S.5092439知道。
圖5示出了同步器的一個改進部分，用于通過彈性作用對由凸輪表面產(chǎn)生的附加軸向力Fa的最大值進行限制。該改進部分包括使咬合元件30設置有軸向加寬的凹槽30b’并在保持器34和凸緣32的側(cè)面32a，32b之間布置有諸如波形彈簧50的彈性元件。當凸輪表面20e，20f是直的時，如圖1和2所示，波形彈簧將容許牙嵌離合器件30和連桿48的足夠的軸向移動而使斜面48a，48b移入至凸輪20e，20f與平臺20h，20i的交會處的作用力平衡位置。當在此位置時，最大的附加軸向力Fa限于在該平衡位置處由彈簧傳遞的作用力，因為斜面48a，48b在平臺上的附加移動不產(chǎn)生附加軸向力。
圖6示出了圖5實施例的改進，其中環(huán)形件20設置有彎曲的凸輪表面20e’，20f’而代替了平的凸輪表面20e，20f。這些彎曲凸輪具有相對于軸線12a逐漸減小的角度，因而對由連桿48作用在其上的每單位作用力提供了逐漸減小的附加軸向力。該實施例容許彎曲凸輪的起點角度較大，因而提供較大的初始附加軸向力，該軸向力隨著斜面48a，48b沿著彎曲表面移動而減小，并且由于彈簧的柔性較小也提供降低的附加軸向力。圖6中的連桿48’設置有彎曲的凸輪/斜面表面48a’，48b’代替了圖3A，3B中的連桿48的平的凸輪/斜面表面48a，48b。彎曲凸輪表面48a’，48b’的曲率半徑小于凸輪表面20e，20f或者20e’，20f’的曲率半徑，因此可容許同一連桿與幾個不同的彎曲凸輪表面角度20e’，20f’或者20e，20f一起使用。凸輪表面20e，20f的曲率半徑當然是不定的。
在本文中公開了一種銷子式的同步器和一個可替換的實施例來說明本發(fā)明的主題。附后的權(quán)利要求意欲包括所公開主題的發(fā)明部分和據(jù)信在本發(fā)明精神范圍內(nèi)的變化和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于使布置得圍繞一個共同軸線(12a)可相對轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動裝置(12，14)借助摩擦同步和剛性地連接的同步器(18)，它包括第一咬合裝置(30)，該第一咬合裝置可軸向移動而與第二咬合裝置(26)相嚙合，用于借助一個第一軸向換擋作用力(F0)，隨著該第一咬合裝置的嚙合運動而將這些傳動裝置(12，14)剛性地連接起來；連接該第一咬合裝置以便相對于該第一傳動裝置(12)可軸向移動而不能轉(zhuǎn)動的連接裝置(20c，30a)；第一摩擦裝置(36)，該第一摩擦裝置隨著第一咬合裝置(30)的嚙合運動可軸向移動而與第二摩擦裝置(22)相嚙合，而產(chǎn)生一個同步扭矩(T0)；阻塞裝置(40c，32h)，該裝置可隨著第一咬合裝置(30)的嚙合運動而嚙合，用于防止咬合裝置(30，26)的非同步嚙合和用于將換擋作用力(F0)傳遞給第一摩擦裝置(36)，以便產(chǎn)生摩擦裝置(36，22)的嚙合力；自增力裝置(20e，48，32f)，該裝置可工作而反抗同步扭矩，用于沿著換擋作用力(F0)的方向產(chǎn)生一個附加軸向力(Fa)，以便增加摩擦裝置的嚙合力；其特征在于自增力裝置(20e，48，32f)包括一個安裝得可相對于軸線作有限的徑向運動的連桿(48)；一個安裝得可相對于第一傳動裝置(12)作有限的轉(zhuǎn)動運動的第一元件(32)，以便連桿(48)可根據(jù)該同步扭矩隨著該有限的轉(zhuǎn)動運動而產(chǎn)生徑向移動；和一個用于隨著連桿(48)的徑向移動可沿著換擋力(F0)的方向產(chǎn)生附加軸向力(Fa)的第二元件(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的同步器(18)，其特征在于，它還包括用于限制附加軸向力(Fa)大小的力的限制裝置(50)。
3.如權(quán)利要求2所述的同步器，其特征在于，該力的限制裝置(50)包括介于阻塞裝置(40c)和連桿(48)之間并可隨著附加軸向力(Fa)的增加而屈曲的彈性裝置(50)，以便限制附加軸向力(Fa)的大小。
4.如權(quán)利要求1或3所述的同步器，其特征在于，該第一元件(32)包括一個用于產(chǎn)生連桿(48)的徑向移動的第一凸輪表面(32f)，該第一凸輪表面(32f)可隨著該有限的轉(zhuǎn)動運動而使連桿沿著徑向向內(nèi)移動，該第一凸輪表面這樣布置，使得在其表面上的第一和第二想象線彼此垂直并且該第一想象線平行于一個垂直于軸線(12a)的想象平面。
5.如權(quán)利要求4所述的同步器，其特征在于，該第二想象線平行于軸線(12a)。
6..如權(quán)利要求4或5所述的同步器，其特征在于，第二元件(20)包括一個第二凸輪表面(20e)，用于隨著連桿(48)的徑向向內(nèi)移動通過該連桿(48)將附加軸向力(Fa)施加在摩擦裝置(36，22)上。
7.如權(quán)利要求6所述的同步器，其特征在于，第二元件的第二凸輪表面(20e)這樣設置，使得在其表面的第一和第二想象線彼此成直角并分別與該想象平面基本垂直和平行，而在第一凸輪表面上的第二想象線與軸線(12a)成傾斜角。
8.如權(quán)利要求7所述的同步器，其特征在于，連桿(48)包括一個斜面(48b)，該斜面隨著連桿的徑向向內(nèi)移動而可與第二凸輪表面(20e)相接觸并且隨著附加軸向力(Fa)的增加而可沿著第二凸輪表面軸向移動，同時使該彈性裝置(50)屈曲。
9.如權(quán)利要求7所述的同步器，其特征在于，第二凸輪表面(20e’)的傾斜角當斜面(48b’)隨著彈性裝置(50)屈曲程度增加而沿著該表面移動時相對于軸線(12a)是變化的。
10.如權(quán)利要求9所述的同步器，其特征在于，第二凸輪表面(20e’)的傾斜角當斜面(12b’)隨著彈性裝置(50)屈曲程度增加而沿著該表面移動時相對于軸線(12a)是減小的。
11.如權(quán)利要求7或10所述的同步器，其特征在于，連桿(48)包括一個隨著連桿的徑向向內(nèi)移動可與第二凸輪表面(20e)相接觸的彎曲斜面表面(48b’)，該連桿的彎曲斜面的曲率半徑小于第二凸輪表面的曲率半徑。
12.如權(quán)利要求4-11中的任何一項所述的同步器，其特征在于，該第一元件(32)是一個徑向延伸的凸緣，它與軸線(12a)同心并可借助換擋力而軸向移動，該第一凸輪表面(32f)是一個徑向向內(nèi)面向的凸輪表面，用于隨著該有限的轉(zhuǎn)動運動而使連桿(48)徑向向內(nèi)移動；保持裝置(34)為軸向移動而將凸緣和第一咬合裝置(30)連接起來；阻塞裝置(40c，32h)包括至少第一和第二阻塞表面(40c，32h)，第一阻塞表面(40c)由一個類似銷子的元件(40)限定，該類似銷子的元件從第一摩擦裝置(36)剛性地軸向延伸并伸入凸緣(32)上的孔(32c)，第二阻塞表面(32h)圍繞該孔形成；該第二元件(20)包括一個固定在第一傳動裝置(12)上的第二凸輪表面(20e)；第一咬合裝置(30)包括一個徑向延伸的孔(30c)，在該孔內(nèi)和第一與第二凸輪表面(32f，20e)之間布置有連桿(48)；連桿(48)當由第一凸輪表面(32f)徑向向內(nèi)移動并靠在第二凸輪表面(20e)上時可起作用而通過第一咬合裝置(30)，保持裝置(34)，凸緣(32)和阻塞表面(40c，32h)將附加軸向力(Fa)傳遞給第一摩擦裝置(36)。
13.一種用于使布置得圍繞一個共同軸線(12a)可相對轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動裝置(12，14)摩擦和剛性連接的同步器(18)，它包括一個第一咬合裝置(30)，該第一咬合裝置可隨著第一傳動裝置(12)轉(zhuǎn)動并且可從一個空擋位置向一個與一個第二咬合裝置(26)相嚙合的嚙合位置相對于傳動裝置(12，14)軸向移動，用于借助一個使一個換擋元件(32)向著第二咬合裝置(26)移動的軸向換擋作用力(F0)，隨著該第一咬合裝置的嚙合運動而將這些傳動裝置剛性地連接起來；一個為軸向移動而將換擋元件(32)與第一咬合裝置(30)連接起來的保持裝置(34)；一個第一摩擦元件(36)，該第一摩擦元件可隨著第一咬合元件(30)的初始部分的嚙合運動而軸向移動并與一個第二摩擦元件(22)相嚙合，以便產(chǎn)生一個初始同步扭矩(T0)；阻塞表面(40c，32h)，該表面可隨著該初始同步扭矩而嚙合，用于防止該咬合元件(30，26)的非同步嚙合，用于傳遞使摩擦元件(36，22)相嚙合的換擋力(F0)，和用于產(chǎn)生一個與該同步扭矩相反的扭矩，以便當達到同步時使阻塞表面脫離嚙合；一個相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)(30d，32e)，該機構(gòu)可容許換擋元件(32)相對于第一傳動裝置(12)作有限的轉(zhuǎn)動并且包括至少第一和第二自增力凸輪表面(32f，20e)，用于對抗在換擋元件和第一傳動裝置之間的同步扭矩，而產(chǎn)生一個沿著換擋力(F0)的方向跨過阻塞表面(40c，32h)的附加力，以便增加使摩擦元件(36，22)嚙合的作用力；其特征在于該相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)(30d，32e)具有固定在換擋元件(32)上的第一凸輪表面(32f)和固定在第一傳動裝置(12)上的第二凸輪表面(20e)，該相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)還包括一個介于凸輪表面(32f，20e)之間的徑向可移動連桿(48)，該第一凸輪表面用于利用一個徑向力使連桿沿著徑向向內(nèi)偏置而與第二凸輪表面相嚙合，該徑向力與引起換擋元件相對于第一傳動裝置作有限轉(zhuǎn)動的同步扭矩成正比例并隨著該同步扭矩而產(chǎn)生，該第二凸輪表面用于沿著換擋力(F0)的方向軸向地引導該徑向力，以便產(chǎn)生附加軸向力(Fa)，而該附加軸向力(Fa)通過一個包括連桿(48)，第一咬合裝置(30)，保持裝置(34)，換擋元件(32)和阻塞表面(40c，32h)的力路徑而引向該摩擦元件(36，22)；
14.一種用于使布置得圍繞一個共同軸線(12a)可相對轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動裝置(12，14)摩擦和剛性連接的同步器(18)，它包括一個第一咬合裝置(30)，該第一咬合裝置可隨著第一傳動裝置(12)轉(zhuǎn)動并且可從一個空擋位置向一個與一個第二咬合裝置(26)相嚙合的嚙合位置相對于傳動裝置(12，14)軸向移動，用于借助一個使一個徑向延伸的凸緣(32)向著第二咬合裝置(26)移動的軸向換擋作用力(F0)，隨著該第一咬合裝置的嚙合運動而將這些傳動裝置(12，14)剛性地連接起來；一個為軸向移動而將凸緣(32)與第一咬合裝置(30)連接起來的保持裝置(34)；一個第一摩擦元件(36)，該第一摩擦元件可隨著第一咬合元件(30)的初始部分的嚙合運動而軸向移動并與一個第二摩擦元件(22)相嚙合，以便產(chǎn)生一個初始同步扭矩(T0)；第一和第二阻塞表面(40c，32h)，該表面可隨著該初始同步扭矩而移動和嚙合，用于防止該咬合元件(30，26)的非同步嚙合，用于傳遞使摩擦元件相嚙合的換擋力(F0)，和用于產(chǎn)生一個與該同步扭矩相反的扭矩，以便當達到同步時使阻塞表面(40c，32h)脫離嚙合；該第一阻塞表面由多個周向隔開的類似銷子的元件(40)形成，該類似銷子的元件從第一摩擦元件(36)剛性地軸向延伸并伸入凸緣(32)的孔(32c)中，該第二阻塞表面(32h)圍繞孔(32c)形成，并且該類似銷子的元件(40)可將同步扭矩傳遞給凸緣(32)；一個相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)(30d，32e)，該機構(gòu)可容許凸緣(32)相對于第一傳動裝置(12)作有限的轉(zhuǎn)動并且包括至少第一和第二自增力凸輪表面(32f，20e)，當對抗在凸緣(32)和第一傳動裝置之間的同步扭矩時可產(chǎn)生一個沿著換擋力(F0)的方向作用在凸緣上的附加軸向力(Fa)，以便增加使摩擦元件(36，22)嚙合的作用力；其特征在于該相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)(30d，32e)具有固定在凸緣(32)上的第一凸輪表面(32f)和固定在第一傳動裝置(12)上的第二凸輪表面(20e)，該相對轉(zhuǎn)動機構(gòu)還包括一個在第一咬合元件(30)中的徑向延伸的孔(30c)和布置在該孔中并介于凸輪表面(32f，20e)之間的徑向可移動連桿(48)，該第一凸輪表面(32f)用于利用一個徑向力使該連桿沿著徑向向內(nèi)偏置而與第二凸輪表面(20e)相嚙合，而該徑向力與引起凸緣相對于第一傳動裝置作有限轉(zhuǎn)動的同步扭矩成正比例并隨著該同步扭矩而產(chǎn)生，該第二凸輪表面用于沿著換擋力(F0)的方向軸向地引導該徑向力，以便產(chǎn)生附加軸向力(Fa)，而該附加軸向力(Fa)通過一個包括連桿(48)，第一咬合裝置(30)，保持裝置(34)，凸緣(32)和阻塞表面(40c，32h)的力路徑而引向該摩擦元件(36，22)。
15.一種用于使布置得圍繞一個共同軸線(12a)可相對轉(zhuǎn)動的第一和第二傳動裝置(12，14)借助摩擦同步和剛性地連接的同步器(18)，它包括第一咬合裝置(30)，該第一咬合裝置可軸向移動而與第二咬合裝置(26)相嚙合，用于借助一個軸向換擋作用力(F0)，隨著該第一咬合裝置的嚙合運動而將這些傳動裝置(12，14)剛性地連接起來；第一摩擦裝置(36)，該第一摩擦裝置可隨著第一咬合裝置(30)的嚙合運動而軸向移動并與第二摩擦裝置(22)相嚙合，以便產(chǎn)生一個同步扭矩；阻塞裝置(40c，32h)，該裝置可隨著第一咬合裝置(30)的嚙合運動而運動和嚙合，用于防止咬合裝置(30，26)的非同步嚙合和用于將換擋作用力(F0)傳遞給第一摩擦裝置(36)，以便產(chǎn)生摩擦裝置(36，22)的嚙合力；第一和第二凸輪表面(48b20e)，該凸輪表面可隨著該同步扭矩而嚙合，以便通過一個包括阻塞裝置(40c，32h)的路徑沿著換擋力(F0)的方向產(chǎn)生一個傳遞給摩擦裝置(36，22)的附加軸向力(Fa)，用于增加摩擦裝置(36，22)的嚙合力；用于限制該附加軸向力(Fa)和布置在該路徑中的彈性裝置(50)；其特征在于連接該第一咬合裝置(30)用于相對于第一傳動裝置(12)可軸向運動而不能進行轉(zhuǎn)動運動的連接裝置(20c，30a)；一個凸輪表面(48b’)，該表面可操動來隨著彈性裝置(50)的屈曲而沿著另一個凸輪表面(20e)來移動；該另一個凸輪表面(20e’)具有凸輪角度，而該角度隨著該一個凸輪表面(48b’)沿著其移動是變化的，以便改變附加軸向力(Fa)的大小。
16.如權(quán)利要求15所述的同步器，其特征在于，該另一個凸輪表面(20e’)的凸輪角度當該一個凸輪表面(48b’)隨著彈性裝置(50)屈曲程度的增加沿著其移動時相對于軸線(12a)而減小。
17.如權(quán)利要求16所述的同步器，其特征在于，該一個凸輪表面(48b’)的曲率半徑小于該另一個凸輪表面(20e’)的曲率半徑。
全文摘要
一種銷子式雙作用同步器(10),它包括摩擦環(huán)(22,36,和24,38),咬合部件(30,26,28),三個包括阻塞臺階用于防止咬合部件非同步嚙合的周向隔開的銷子(40),用于隨著一個換擋凸緣的初始嚙合移動確保摩擦環(huán)和阻塞臺階的初始嚙合的初增力器總成(42),隨著任何一個凸輪(32f,32g)使一個連桿(48)徑向向內(nèi)壓在任何一個凸輪(20e,20f)上而產(chǎn)生一個附加軸向力(F
文檔編號F16H3/12GK1208135SQ9811840
公開日1999年2月17日 申請日期1998年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月11日
發(fā)明者R·A·內(nèi)爾魯姆斯 申請人:易通公司