專利名稱:阻擋式牙嵌式離合器組件的制作方法
本發(fā)明涉及阻擋式牙嵌式離合器組件，特別是涉及經(jīng)過改進(jìn)的阻擋式牙嵌式離合器組件。這類組件應(yīng)用在復(fù)合變速齒輪變速器中，其中的主變速器使用了手動(dòng)換檔，非同步的，非阻擋式牙嵌式離合器，以便能有選擇地使一選定的主變速器變速齒輪嚙合，而其中的副變速器則使用了阻擋式彈性換檔牙嵌式離合器，以便能有選擇地使一選定的副變速器變速齒輪嚙合。最好是在副變速器中的阻擋件和相關(guān)的離合器部件中的起阻擋作用的部件上，加工有互補(bǔ)的斜面。當(dāng)主變速器掛檔時(shí)，這些起阻擋作用的部件的位置，可防止有關(guān)的牙嵌式離合器部件非同步嚙合。但當(dāng)主變速空檔或分離時(shí)，這些部件即可起一定位器的作用，即使阻擋件和離合器部件處于一非阻擋狀態(tài)。
小速比副變速器式或換檔式復(fù)合變速器，或它們的組合體的先有技術(shù)已為人知，可參閱美國專利NO.3，105，395;3，648，546;3，799，002;2，932，988和3，229，551。本文將引述它們披露的內(nèi)容供參考。
單一型和復(fù)合型的阻擋式變速齒輪變速器的先有技術(shù)已為人知，可參閱美國專利NO.3，799，002;3，921，469;3，924，484;3，983，979;4，132，122;4，192，196和4，194，410。本文將引述它們披露的內(nèi)容供參考。
半阻擋式復(fù)合變速齒輪變速器，其中的主變速器使用了手動(dòng)換檔的，非同步的、非阻擋式牙嵌式離合器，以便能有選擇地使一選定的主變速器變速齒輪嚙合，而其中的副變速器則使用了阻擋式彈性換檔牙嵌式離合器，以便能有選擇地使一選定的副變速器變速齒輪嚙合。在副變速器中的阻擋件和相關(guān)的離合器部件的起阻擋作用的部件上，加工有互補(bǔ)的斜面，也稱為“傳感器式非阻擋斜面”。當(dāng)主變速器掛檔時(shí)，這些部件的布局可防止有關(guān)的牙嵌離合器部件非同步嚙合。但當(dāng)主變速器空檔，或分離時(shí)，這些部件起定位裝置的作用，這樣便可以使阻擋和離合器部件起定位裝置的作用，從而使阻擋件和離合器部件處于非阻擋狀態(tài)。這些先有技術(shù)已為人知，可參閱美國專利NO.4，440，037和1983年2月9日公開的歐洲公開號(hào)為NO.0071353的歐洲專利申請(qǐng)NO.82303585.2(對(duì)應(yīng)于申請(qǐng)人的代理人1981年7月27日申請(qǐng)的美國專利申請(qǐng)S.N.287，470)。本文將引述其中披露的內(nèi)容供參考。
自動(dòng)和(或)半自動(dòng)阻擋式或半阻擋式變速齒輪變速器的先有技術(shù)已為人知，可參閱美國專利NO.4，527，447，本文將引述其中披露的內(nèi)容供參考。
對(duì)于先有技術(shù)半阻擋式復(fù)合變速器，特別是小速比副變速器式，其中的主變速器裝有已為人知的非同步的，非阻擋式的牙嵌式離合器組件。而其中的副變速器則裝有彈性的，可撥動(dòng)的阻擋式牙嵌式離合器組合件。最好是，阻擋式牙嵌式離合器組合件上有加工有互補(bǔ)斜面的阻擋件和離器部件。當(dāng)主變速器已掛檔時(shí)，這些斜面可防止有關(guān)的牙嵌式離合器組件非同步嚙合。但當(dāng)主變速器空檔時(shí)，則阻擋件在彈簧的作用下，有傾向旋轉(zhuǎn)地移到一非阻擋位置。這樣便構(gòu)成了相對(duì)講不復(fù)雜的和可靠的復(fù)合變速器，它可以相當(dāng)簡單的變速方式換檔，且可使車輛在靜止不動(dòng)狀況下完成換檔。
然而，這類使用了阻擋式牙嵌式離合器組合件的變速器，在某些情況下，整體說來并不完全令人滿意，因?yàn)樗枰a(chǎn)生一大的未受阻擋的換檔力，和(或)準(zhǔn)確的信號(hào)，例如在自動(dòng)操作的情況下即如此。但在這種情況下，換檔力僅由執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，因?yàn)橥苿?dòng)阻擋件互補(bǔ)斜面接觸的軸向力大小，受彈簧力的限制，以及(或)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞位置的監(jiān)測(cè)無法提供換檔情況的精確信號(hào)。這兩個(gè)缺點(diǎn)都是由先有技術(shù)阻擋式離合器組合件的結(jié)構(gòu)和操作情況產(chǎn)生的。其中，當(dāng)離合器部件和帶動(dòng)它的彈簧移至預(yù)定的位置上時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活塞便已達(dá)到它的執(zhí)行極端位置。
根據(jù)本發(fā)明，已使先有技術(shù)的缺點(diǎn)得以克服或減少。這是因?yàn)楸景l(fā)明提出了經(jīng)過改進(jìn)的阻擋式離合器組合件，其中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在阻擋件和離合器部件位于預(yù)選位置上時(shí)，僅處于充分移動(dòng)和未移動(dòng)位置的中間處。上述情況是由于安裝了一止動(dòng)件或類似物實(shí)現(xiàn)的。止動(dòng)件可強(qiáng)制地限定阻擋式離合器部件的軸向運(yùn)動(dòng)，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于未移動(dòng)和充分移動(dòng)位置的中間位置。當(dāng)離合器機(jī)構(gòu)不起阻擋作用時(shí)，以及當(dāng)離合器部件軸向嚙合時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及在軸向方向上固定在它上面的離合器部件，即可自由地移至充分移動(dòng)位置處。因此，執(zhí)行機(jī)構(gòu)移至它的充分移動(dòng)的位置處的狀況，是離合器掛檔的準(zhǔn)確信號(hào)，而不僅是預(yù)選或換檔。另外，處于靜止的預(yù)選位置上時(shí)，斜面上的軸向掛檔力全部是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的，也許再加上彈簧力，而不僅僅是由彈簧產(chǎn)生的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一改進(jìn)的阻擋式牙嵌式離合器組件。
通過對(duì)優(yōu)選的實(shí)施例和附圖的詳細(xì)說明，將對(duì)本發(fā)明的上述目的，其他目的和優(yōu)點(diǎn)有所了解。
圖1所示為一“4×3”12速的半阻擋式變速器的示意圖。其中采用了本發(fā)明提出的改進(jìn)型阻擋式牙嵌式離合器組件。
圖2所示為圖1所示變速器的部分?jǐn)嗝鎴D。
圖2A所示為本發(fā)明提出的另一實(shí)施例的部分?jǐn)嗝鎴D。
圖3所示為圖1所示變速器換檔圖的示意圖。
圖4所示為圖1所示變速器小速比副變速器中使用的牙嵌式離合器阻擋組合件的局部斷面放大圖。
圖5所示為阻擋件和牙嵌式離合器處于同步可以換檔情況下的局部視圖。
圖6所示為圖4所示阻擋件的局部視圖。
圖7所示為沿圖6所示箭頭7-7方向所取的視圖。
圖8所示為圖1所示變速器的主控制器和變速桿手輪的頂視圖。
圖9A、9B和9C分別表示本發(fā)明提出的阻擋式牙嵌式離合器組合件處于空檔、預(yù)選和掛檔位置時(shí)的情況。
圖10A、10B和10C分別表示出一典型的先有技術(shù)阻擋式牙嵌式離合器組件，處于空檔、預(yù)選和掛檔位置時(shí)的情況。
最佳實(shí)施例的描述現(xiàn)在詳細(xì)觀察本發(fā)明的裝置，可以知道，在上述專利中對(duì)阻擋件和采用阻擋件的阻擋式或半阻擋式變速器的構(gòu)造和工作已做了詳細(xì)報(bào)導(dǎo)并申請(qǐng)了專利，所以，細(xì)節(jié)均參照該專利。
為方便起見，在下面的說明中將使用一些術(shù)語，僅供參考，但并不受此限制?！跋蛏稀?，“向下”、“向右”和“向左”等詞句，是指參考附圖中的方向。詞句“前方的”和“后方的”是指變速器的前端和后端，這與變速器在車輛中通常安裝的方向是一致的，并分別是圖1所示的變速器的左側(cè)和右側(cè)。詞句“向內(nèi)”和“向外”分別指趨向和離開裝置和所指零件幾何中心的方向。所述術(shù)語包括上面特意指出的詞句，它們的派生詞句以及類似的詞句。
詞句“復(fù)合變速器”是指這樣一種變速器，它有一主變速器部分和一副變速器部分。它們串接在一起。主變速器部分的選定的減速比，可以與副變速器部分的選定的減速比復(fù)合起來。詞句“小速比副變速器式復(fù)合變速器”是指這樣一種復(fù)合變速器，其中的副變速器用來提供比主變速器所選的速比更小的、可供選擇的各種細(xì)分檔次。小速比副變速器式復(fù)合變速器的主變速器部分的變速檔次較寬。這種寬檔次在副變速器部分再進(jìn)一步細(xì)分。
詞句“阻擋式變速器”或“阻擋式變速器部分”是指一種變速齒輪變速器或變速齒輪變速器部分，其中有一齒輪，借助一剛性離合器，之間不轉(zhuǎn)動(dòng)地與一軸連接，利用一阻擋器阻止它們嚙合，直到剛性離合器的構(gòu)件基本上是同步的，這種同步條件是通過操縱(手動(dòng)和(或)自動(dòng))變速器的輸入和(或)輸出軸，從而使它們之間出現(xiàn)同步狀態(tài)的接合而實(shí)現(xiàn)的。不是通過選擇的離合器部件及其產(chǎn)生以接觸摩擦力，使一離合器部件以及與它連接的部件一起，帶動(dòng)其它離合器部件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的。
詞句“同步變速器”是指一種變速齒輪變速器，其中有一齒輪，借助一剛性離合器，不轉(zhuǎn)動(dòng)地與一軸連接。直到離合器的構(gòu)件是同步的為止，也就是，在離合器換檔開始時(shí)，連接在離合器上的摩擦件所產(chǎn)生的摩擦力足夠大，以致使離合器部件，以及全部與它一起旋轉(zhuǎn)的部件，都能以基本同步的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)為止，所述離合器才能實(shí)現(xiàn)掛檔。
在圖1～3中，示出了一“4×3”共12個(gè)前進(jìn)速度的，半阻擋，小速比副變速器式的復(fù)合變速器10。它包括一主變速器12和一副變速器14，它們按順序連接在一起。它們中的每一個(gè)都有一些可供選擇的速度或動(dòng)力傳送途徑。主副變速器都安裝在常見的外殼16中。盡管本發(fā)明提出的阻擋式牙嵌式離合器組件，特別適用于如圖所示的變速器10那樣的半阻擋式變速器，這種組件還可以適用于其它類型的變速器。
變速器10有一輸入軸18，在其后端有一支承它的軸承20。輸入齒輪22例如以花鍵安裝在此軸上。輸入齒輪22以同樣速度，同時(shí)驅(qū)動(dòng)許多主變速器的中間軸。在所示的實(shí)施例中，變速器有兩個(gè)主變速器中間軸，24和26。它們安裝在主軸28徑向方向上的相反兩側(cè)。此主軸28與輸入軸18是同軸線的。在它的前端有一導(dǎo)向部分30，此部分安裝在輸入軸18的后端孔中，并被此孔支承。
輸入軸18通常僅由一種原動(dòng)機(jī)，例如節(jié)氣門操縱的柴油機(jī)E，通過一選擇操作的、通常是接合的摩擦式主離合器C在一個(gè)方向上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。從先有技術(shù)中人們知道，用踏板P可以根據(jù)選擇分離開離合器C。離合器C可以與一為人所知的離合器制動(dòng)器連接。
主變速器中間軸24和26中的每一個(gè)，都安裝有相同的中間軸齒輪，例如齒輪對(duì)36，它們的尺寸和齒數(shù)都相同，并安裝在主軸28徑向方向上的兩側(cè)。如圖2所示，中間軸齒輪42和44可以安裝在直接在主變速器中間軸上加工出的漸開線花鍵上。
在主軸28四周，有許多主變速器主軸傳動(dòng)齒輪46，48，50和52，它們可根據(jù)需要與主軸離合。由通常的離合器滑套一次接合一個(gè)齒輪。
環(huán)繞著主軸28的主變速器主軸齒輪46，48和50，將分別地，但是連續(xù)地與徑向方向上兩側(cè)的中間軸齒輪對(duì)38，40和42嚙合，且滑動(dòng)地由它們所支承。它們的安裝方法及其優(yōu)點(diǎn)，在美國專利NO.3，105，395和NO.3，335，616中已詳盡地做了說明。它們披露的內(nèi)容。本文將引述。主軸齒輪52是倒檔齒輪，它借助通用的中間惰輪(未示出)，與中間軸齒輪對(duì)44常咬合。最前端的中間軸齒輪36始終與輸入齒輪22咬合，并由其驅(qū)動(dòng)，以便輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，即能使中間軸24和26也同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
主變速器主軸齒輪46，48，50和52，與主變速器中間軸齒輪36，38，40，42，44，以及惰輪，都由輸入齒輪22驅(qū)動(dòng)，并彼此咬合，綜合的結(jié)果是構(gòu)成了變速器10的輸入齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
可以看出，各種支承環(huán)54使主變速器主軸齒輪與主軸28相對(duì)軸向固定。
滑動(dòng)離合器套環(huán)56，58和60，與主軸28以花鍵連接，這樣便可在軸向方向上移動(dòng)，且可以一起旋轉(zhuǎn)。這在技術(shù)上已為人知。
滑動(dòng)離合器套環(huán)56，可借助撥叉62沿軸向滑動(dòng)，將齒輪52接合到主軸上?；瑒?dòng)離合器套環(huán)58可借助撥叉64沿軸向滑動(dòng)，將齒輪50或48接合到主軸上?；瑒?dòng)離合器套環(huán)60可借助撥叉66沿軸向滑動(dòng)，將齒輪46接合到主軸上，或者將輸入齒輪22(從而使輸入軸18)接合到主軸上。撥叉62，64和66固定在撥桿或撥軌上(僅示出了它們中的一個(gè)68)。已知的撥桿殼體組件70，由一普通的變速桿72操縱。本發(fā)明還可應(yīng)用于這種變速器，它采用遠(yuǎn)距機(jī)械操縱的電的或液壓的撥動(dòng)機(jī)構(gòu)，以代替撥桿殼體70和變速桿72。本發(fā)明也可應(yīng)用于全自動(dòng)，或半自動(dòng)變速器和變速器系統(tǒng)。這些已由美國專利NO.4，361，060發(fā)表了。它所披露的內(nèi)容，本文將引述。
現(xiàn)對(duì)復(fù)合副變速器14做一說明。主軸28延伸到并插入到輸出軸74中，二者是同軸線排列的。輸出軸74以適宜的軸承(用76表示)支承于殼體16中。所述副變速器中間軸78和80，各有相等的中間軸齒輪對(duì)84，86和88。
人們已知，在上述的美國專利NO.3，105，395中也已說明過，為了減小雙列中間軸復(fù)合變速器的軸向和橫向尺寸，主軸部分的中間軸24和26，與副變速器部分的中間軸大約呈90°。主變速器中的中間軸以軸承90和92支承于殼體16中，而副變速器中的中間軸，78和80，則以軸承94和96，支承于殼體16中。
副變速器主軸齒輪108和110，位于主軸28上，并浮動(dòng)地支承于副變速器中間軸齒輪對(duì)84和86上，且與它們常嚙合。輸出齒輪112以花鍵和輸出軸74連接。因而前者能在后者上移動(dòng)，且二者能一起旋轉(zhuǎn)。輸出齒輪112與副變速器中間軸齒輪對(duì)88常嚙合。
彈性斜面離合器部件116，118和120，以花鍵與主軸28連接。當(dāng)它們與阻擋件(圖2)124，126和128分別組合之后，即可構(gòu)成在上述美國專利NO.3，799，002，3，921，469和3，924，484中所說明的那種彈性阻擋式離合裝置。這種裝置可一次一個(gè)，根據(jù)選擇，分別地將齒輪108，110和112接合到主軸28上。離合器部件116在彈簧130作用下可在軸向上移動(dòng)，它在軸向的移動(dòng)，由剛性止動(dòng)塊134限定。在安裝于主軸上的彈簧136作用下，離合器部件118和120沿軸向相互分開地移動(dòng)，它們?cè)谳S向上的移動(dòng)，由止動(dòng)塊138和140限定。
由撥叉142使齒輪112在軸向上移動(dòng)。撥叉142由換檔工作缸組合件144帶動(dòng)。主軸齒輪108和110借助環(huán)146連接起來，在軸向它們可一起移動(dòng)，但可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。由撥叉148使它們?cè)谳S向上移動(dòng)。撥叉則由換檔工作缸組合件150帶動(dòng)。換檔工作缸組合件144和150構(gòu)成了遠(yuǎn)距伺服機(jī)構(gòu)152。由它可使齒輪108，110或112，一次一個(gè)，根據(jù)選擇順序與主軸28嚙合。當(dāng)然，使齒輪112與主軸28嚙合，可有效地使主軸28直接與輸出軸74連接起來。
最好由一主控制裝置，例如固定在變速桿72上的選檔手輪154(見圖8)，控制伺服機(jī)構(gòu)152。典型的情況是，主控制選檔手輪154包括一可動(dòng)部件，例如按鈕156，或者肘桿，它們有三個(gè)位置(“1”、“2”和“3”)。利用這種裝置，即可選定一個(gè)副變速器動(dòng)力傳送路徑，或者速度。典型的是，副變速器的主控制器154，和伺服機(jī)構(gòu)152，是液壓和(或)電控制的，并裝設(shè)有適宜的主從閥門和(或)線路。
本發(fā)明提出的阻擋式，借助彈性力壓緊的離合器-阻擋件組合件的細(xì)節(jié)可參見圖4-7。
彈性阻擋式牙嵌式離合器安裝在可撥動(dòng)的主軸齒輪和副變速器之間，其上裝有彈性件以確保它們的嚙合。美國專利NO.3，799，002;3，924，484和3，983，979對(duì)此做了詳細(xì)說明。即便對(duì)采用了先有技術(shù)的相對(duì)不變形阻擋件的離合器而言，它們彼此是不一樣的，但一般說來是相似的，因此就這一點(diǎn)來說，僅對(duì)它們中的一個(gè)詳加說明，從而了解其他，這對(duì)本發(fā)明是足夠的。對(duì)精通此技術(shù)的人來說，由此再擴(kuò)及其他變速器也并不困難。所以，為此目的，可參見安裝在副變速器14中，主軸齒輪108和主軸28之間的剛性牙嵌式離合器。所述牙嵌式離合器，整體上標(biāo)為156，包括有一環(huán)狀離合器套環(huán)，或離合器部件116。它套在主軸28上。離合器套環(huán)116有一內(nèi)花鍵158。此花鍵與主軸28上的外花鍵160連接，從而使離合器套環(huán)116與主軸28能一起旋轉(zhuǎn)。然而，套接的花鍵158和160，仍可使離合器套環(huán)116在軸向方向上相對(duì)于主軸28自由滑動(dòng)。將離合器套環(huán)116安裝到主軸28上，使它們之間可相對(duì)滑動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)動(dòng)的其它方法，也是可采用的。止動(dòng)環(huán)134安裝在主軸28外圍上加工出的槽中，其位置可使它與離合器套環(huán)116接觸，并限制后者在軸向的向右移動(dòng)位置。環(huán)116通常借助于一彈簧130，利用其彈性，可靠地緊壓在止動(dòng)環(huán)134上。
離合器套環(huán)116上加工有外齒162，它們能很好地與主軸齒輪108上的內(nèi)齒164嚙合。內(nèi)齒164又是離合器組合件156的其他牙嵌式離合器部件。離合器套環(huán)116上的齒162是有斜度的(166處)。主軸齒輪108上的齒164的前端，在168處同樣也是有斜度的。有斜度的錐形表面，最好與主軸28的縱軸線呈30°～40°的角度。在美國專利NO.3，265，173中，對(duì)斜度的準(zhǔn)確角度及其優(yōu)點(diǎn)，做了詳細(xì)說明。彈簧130的另一端，借助彈性系統(tǒng)緊壓在固定于主軸28上的彈簧座部件169上。
齒162中有部分齒(其數(shù)目是經(jīng)過選定的，例如3個(gè))局部切去，以便容納阻擋環(huán)，后面將予以說明。這樣，在齒局部切除之后，便形成一在軸向方向上縮短的或切去了一部分的齒170，以便與阻擋環(huán)配合。
關(guān)于相對(duì)來說不變形的阻擋件，也稱為阻擋環(huán)和傳感元件，如圖6和7所示。它們中的一個(gè)，124，包括有一個(gè)套在離合器部件116上的環(huán)，以及適當(dāng)數(shù)目的(此處為3對(duì))徑向向內(nèi)的凸齒172和174。當(dāng)這些凸齒位置適當(dāng)時(shí)，將會(huì)與上述的外齒相嚙合。向內(nèi)伸出的凸齒172和174的側(cè)面修整成型面，以便與齒162的相鄰面靠合，該凸齒伸入其兩側(cè)局部切除的齒170與齒162之間的空間內(nèi)。每對(duì)凸齒172和174在圓周方向上的尺寸小于部分切去的齒170在圓周方向上相應(yīng)的空間尺寸。這樣，阻擋環(huán)124相對(duì)于離合器部件116，可作有限的，或順時(shí)鐘方向上，或逆時(shí)鐘方向上的旋轉(zhuǎn)(從圖5所示的位置看)。在圖5中，齒172和174之間的間隔與部分切去的齒170對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)阻擋件的齒172或174與離合器齒162接觸時(shí)，便將使這種相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)停止，并使阻擋件124隨同離合器部件116轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，向內(nèi)凸出的齒172和174之間的間隔寬于對(duì)應(yīng)的齒170在圓周方向上的尺寸，這樣，當(dāng)位置適當(dāng)，具有同步性時(shí)(或更準(zhǔn)確地說，當(dāng)離合器部件間的相對(duì)速度達(dá)到同步時(shí))，則齒172和174將等距地跨在齒170兩側(cè)，從而使離合器部件116可沿軸向穿過阻擋環(huán)124，但不越過此環(huán)，以便能與其對(duì)應(yīng)齒輪嚙合。
參閱圖6，7時(shí)可以看出，阻擋件齒172和174是有斜度的，如在176和178處。部分切去的齒170的端面最好也加工成斜度或斜面180和182，它們與阻擋環(huán)上的阻擋齒172和174上的斜度或斜面176和178是互補(bǔ)的。斜面176，178，180和182的角度183是這樣選定的。即當(dāng)主變速器12已嚙合時(shí)，阻擋齒和部分切去的齒，將保持在正確的阻擋位置上。當(dāng)主變速器已分離時(shí)，即空檔時(shí)，以及已選好副變速器的檔時(shí)，在接觸力(下面將詳述)的作用下，將使阻擋件和離合器處于非阻擋位置(在使離合器116，阻擋件124和(或)主軸28產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下)。相對(duì)于一平面P(它與主軸28的旋轉(zhuǎn)軸線垂直)的斜面角183在15°～25°之間，最好在20°左右。對(duì)大多數(shù)已知的半阻擋式變速器結(jié)構(gòu)而言，事實(shí)證明，此角度是相當(dāng)使人滿意的。
正如上述的美國專利NO.3，921，469和3，924，484所詳述的，環(huán)124的徑向內(nèi)側(cè)可加工有一內(nèi)向的槽184，內(nèi)裝一彈性環(huán)186，其內(nèi)徑稍小于齒162的外徑。這樣，當(dāng)零件安裝后，環(huán)186將向外稍變形些，從而對(duì)所述齒162的外表面產(chǎn)生一個(gè)輕的，但大小一定的壓力。因?yàn)榄h(huán)186與槽是松配合的，因而與槽184的壁僅有很小的摩擦。這樣，便在阻擋環(huán)124和離合器環(huán)116之間，產(chǎn)生一很大的軸向運(yùn)動(dòng)阻力，但它們之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的阻力是微不足道的。
阻擋環(huán)124的徑向外表面為一圓錐面188，其位置可使此面與齒輪108的內(nèi)徑表面的一同樣圓錐表面190接合。由于上述的軸向阻力極大，因而表面190帶動(dòng)阻擋件124旋轉(zhuǎn)的力，遠(yuǎn)大于阻擋件124和離合器部件116之間的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。止動(dòng)環(huán)192可在離合器環(huán)116脫離嚙合時(shí)(見圖4，向左)，限制阻擋件124脫離圓錐形表面190。
本發(fā)明提出的改進(jìn)的阻擋式牙嵌式離合器組合件，與先有技術(shù)的不同點(diǎn)在于安裝一剛性件，用以限制離合器部件116，在軸向方向上遠(yuǎn)離開過去使用的止動(dòng)件134。如圖4所示，用于限制離合器部件116軸向運(yùn)動(dòng)的另一零件是環(huán)200，而在圖2A中示出了另一實(shí)施例，其中為離合器部件120的一軸向延伸部分202。當(dāng)然，也可以使用其他種限制離合器部件116，118或120軸向運(yùn)動(dòng)的部件。附加的止動(dòng)部件需這樣放置，當(dāng)止動(dòng)部件170，172和174處于阻擋或非對(duì)準(zhǔn)位置時(shí)，離合器部件116，以及齒輪108，執(zhí)行機(jī)構(gòu)150和撥叉148，都被限制或停止在軸向的某一位置時(shí)，該位置小于執(zhí)行機(jī)構(gòu)150向左全位移的位置。
本發(fā)明提出的阻擋式離合器組合件的操作和特點(diǎn)，從圖9A～9C與圖10A～10C的對(duì)照比較中可以看出來。圖10A-10C示出了先有技術(shù)中典型的阻擋式離合器組合件156的結(jié)構(gòu)和功能。
先有技術(shù)中的阻擋式離合器組合件156′，與組合件156的區(qū)別僅僅在于前者沒有剛性止動(dòng)件200，或者一功能相當(dāng)?shù)牟考Ｒ虼?，?duì)組合件156′的細(xì)節(jié)將不予以詳述，對(duì)同樣的部件，所用標(biāo)號(hào)也是一樣的(用撇號(hào)“′”加以區(qū)別)。
簡言之，圖9A和10A表示離合器組合件156和156′的空檔位置，圖9B和10B表示預(yù)選位置，而圖9C和10C則表示掛檔位置。
首先看一下先有技術(shù)阻擋式離合器組合件156′(圖10A～10C)。齒輪108′可由撥叉148′和執(zhí)行機(jī)構(gòu)150′(由一氣缸204′和活塞206′組成)帶動(dòng)，在軸向方向上向右移動(dòng)，并壓緊彈簧130′。因?yàn)榛钊?06′是一雙位裝置，當(dāng)希望齒輪108′與主軸28′嚙合時(shí)，則活塞206′將借液壓推動(dòng)向左，達(dá)到如圖10B和10C所示的位置。
當(dāng)在預(yù)選位置時(shí)，活塞206′將推動(dòng)齒輪108′全部進(jìn)入嚙合位置?；钊惨频狡錁O端位置。部件170′，172′和174′產(chǎn)生的阻擋作用，以及阻擋件124′相對(duì)于離合器部件116′，處于它的阻擋時(shí)的圓周上位置，將使離合器部件116′的離合器齒162′，與齒輪108′的離合齒164′脫離開。當(dāng)阻擋件124′(傾向與齒輪108′一起旋轉(zhuǎn))相對(duì)于離合器116′旋轉(zhuǎn)時(shí)，將使阻擋各部件對(duì)準(zhǔn)，從而使齒輪108′和軸28′經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)瞬間，爪式離合器將變成非阻擋式的，在壓緊的彈簧130′的彈力作用下，快速與齒輪108′嚙合，如圖10c所示。
先有技術(shù)組合件156′的缺點(diǎn)是在預(yù)選位置(圖10B)，使阻擋件(170′，172′174′)集合一起的力，僅由彈簧130′產(chǎn)生，而且，如果采用有傳感器部件的非阻擋斜面的話，在某些情況下，此彈簧力也許不夠大。另外，對(duì)半自動(dòng)或全自動(dòng)變速器系統(tǒng)而言，也許需要對(duì)掛檔情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在采用傳感部件208′監(jiān)測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞206′已移到極左位置時(shí)，它將給出一信號(hào)，此信號(hào)將指出是預(yù)選還是掛檔，而不是僅指出掛檔。
圖9A-9C示出了本發(fā)明提出的改進(jìn)的阻擋牙嵌式離合器組合件156的操作情況。可以看出，組合件156和156′，無論在空檔位置(圖9A和10A)，還是在掛檔位置(圖9C和10C)，在操作和功能方面都是相同的。然而，在圖9B所示的預(yù)選位置中，剛性止動(dòng)件200可限定離合器部件116阻擋件124齒輪108，撥叉148和活塞206在軸向方向上的左向運(yùn)動(dòng)。
圖9B中所示的對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的限定，有兩個(gè)好處。當(dāng)離合器116阻擋件124和齒輪108的軸向運(yùn)動(dòng)，由于止動(dòng)件200的作用停止時(shí)，可利用使活塞206向左運(yùn)動(dòng)至它的極端位置的力，以便提供作用于非阻擋作用斜面176，178，180和182上的附加軸向力。從圖9B上還可看到，直到實(shí)際掛好檔之后，傳感部件208才給出活塞206已達(dá)極限位置的信號(hào)。
因此，由于安裝了一剛性止動(dòng)件200，或者延伸件202，當(dāng)阻擋件相對(duì)于離合器處于阻擋部位時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了剛性地限定離合器部件116，阻擋件124，齒輪108和執(zhí)行機(jī)構(gòu)206向左做軸向運(yùn)動(dòng)的位置。此位置未到全掛檔時(shí)，上述部件向左移動(dòng)的位置。這便可以利用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的將被作用于傳感元件非阻擋斜面上的力，以及(或)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸向位置作為掛檔的準(zhǔn)確指示。
雖然本發(fā)明對(duì)其優(yōu)選方案所做的說明常有一定程度的特殊性，但可以了解，所提及的優(yōu)選方案僅是用來進(jìn)行說明的，各種變型以及更動(dòng)結(jié)構(gòu)和各部件的布置，將被認(rèn)為未脫離開本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
1.一種阻擋式牙嵌式離合器組件(156)，可用于使齒輪(108)與軸(28)接合，所述組件包括第一個(gè)和第二個(gè)牙嵌式離合器部件(164，162)分別與所述齒輪和所述軸沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地相接合，所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件(110)可軸向滑動(dòng)地裝在所述的軸上，而彈性件(130)將所述第二個(gè)牙嵌式離合部件，沿第一個(gè)軸向方向推向所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件，由所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件帶動(dòng)不變形的阻擋環(huán)(124)，二者間可產(chǎn)生預(yù)定的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述阻擋環(huán)至少在一個(gè)軸向方向上，相對(duì)于所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件可軸向移動(dòng)，在離合器掛檔開始時(shí)，所述阻擋環(huán)便將與所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件一起旋轉(zhuǎn)，所述阻擋環(huán)和第二個(gè)牙嵌式離合器部件中每一個(gè)都有凸齒部分，構(gòu)成一組(170，172，174)相互作用的凸齒組，所述一組相互作用的凸齒，當(dāng)位置未對(duì)準(zhǔn)時(shí)，將有效地阻擋所述第二個(gè)離合器部件向所述第一個(gè)離合器部件產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，所述阻擋環(huán)相對(duì)于所述第二個(gè)離合器部件至少有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，在此位置上，所述的一組凸齒的位置是對(duì)準(zhǔn)了的，而相對(duì)于所述第二個(gè)離合器部件，至少有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，在此位置上，所述一組凸齒的位置未對(duì)準(zhǔn)，所述阻擋環(huán)能有效地測(cè)出所述離合器部件間的非同步旋轉(zhuǎn)，它相當(dāng)于阻擋環(huán)對(duì)第二牙嵌式離合器部件的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并能使凸齒組不對(duì)準(zhǔn)，以阻止離合器構(gòu)件軸向嚙合，第一個(gè)止動(dòng)件(134)可使所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件與所述主軸間共同起作用，以限定所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件在所述第一個(gè)軸向方向上的軸向運(yùn)動(dòng)，所述彈性件包括有，以彈力將所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件緊壓在所述第一個(gè)止動(dòng)件上的彈簧件，和能與所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件一起沿軸向運(yùn)動(dòng)的撥動(dòng)件(148)，以便能在相對(duì)于所述軸的另一個(gè)軸向方向上，將所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件沿軸向從第一個(gè)軸向位置撥動(dòng)到第二個(gè)軸向位置，在第一個(gè)軸向位置處，所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件與所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件是隔開的，并未嚙合，在第二個(gè)軸向位置處，所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件已充分地沿軸向移至所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件處且所述的牙嵌式離合器部件在軸向上已嚙合，當(dāng)所述第一個(gè)牙嵌式離合器，從所述第一個(gè)軸向位置移至第二個(gè)軸向位置時(shí)，所述牙嵌式離合器部件彼此間為非同步旋轉(zhuǎn)，從而使所述阻擋環(huán)與所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件相接觸，而沿軸向的位移與另一軸向方向上的是相同的，這與所述以形成一彈性離合器嚙合力的彈簧的壓緊作用相反，該嚙合力使牙嵌式離合器部件以嚙合掛檔，此時(shí)上述部件的速度基本上是同步的，所述組件的特征為第二個(gè)剛性止動(dòng)件(200，202)將限定所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件。在另一軸向方向上沿軸向運(yùn)動(dòng)到一位置。在此處，若所述的一組凸齒位置未對(duì)準(zhǔn)，所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件，以及所述的撥動(dòng)件，將沿軸向停止(圖9B)在第一個(gè)和第二個(gè)軸向位置(圖9A，9C)的中間位置處。
2.權(quán)利要求
1提出的組件，其中所述的一組凸齒上加工有互補(bǔ)斜面(176，178，180，182)，在力的作用下，將使所述斜面在軸向方向上接觸，并使所述一組凸齒的位置對(duì)準(zhǔn)。
3.權(quán)利要求
2提出的組件，其中所述斜面相對(duì)于垂直于所述軸的軸線的平面呈15°～25°。
4.權(quán)利要求
1和2提出的組合件，其中所述的第一個(gè)牙嵌式離合器部件在軸向固定于所述齒輪上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，2和6提出的組件，其中所述的第二個(gè)剛性止動(dòng)件有一沿軸向固定于所述軸的環(huán)(200)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1，2或6提出的組件，其中所述第二個(gè)剛性止動(dòng)件，在軸向方向上固定于所述第二個(gè)牙嵌式離合器部件上(圖2A)。
7.一半阻擋式小速比副變速器式復(fù)合變速器，包括有輸入部件，所述輸入部件包括有輸入軸和安在所述輸入軸上的輸入齒輪，至少一個(gè)第一中間軸上安裝有一些第一中間軸齒輪，它們與所述輸入齒輪常嚙合，還有一些第一主軸齒輪與所述第一中間軸齒輪常嚙合。一連接部件，包括有主軸和一些第一和第二主軸離合器部件，它們固定在主軸上并隨其旋轉(zhuǎn)，而連接部件則可對(duì)所述輸入部件獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。一輸出部件，包括輸出軸，固定在所述輸出軸上的輸出齒輪，至少有一個(gè)其上裝有一些第二中間軸齒輪的第二中間軸，所述第二中間軸齒輪中的一個(gè)總是與所述輸出齒輪嚙合，同時(shí)至少有一個(gè)第二主軸齒輪與所述第二中間軸齒輪中的另一個(gè)常嚙合，所述輸出部件可相對(duì)于所述連接部件獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。所述輸入齒輪和第一主軸齒輪借助于非阻擋、非同步的離合器部件，可按選擇順序一次一個(gè)地與所述主軸接合，所述輸出齒輪和第二主軸齒輪，按選擇順序，一次一個(gè)，借助阻擋式牙嵌式離合器組合件，與所述主軸接合，此離合器包括有第一和第二牙嵌式離合器部件，它們分別與所述輸出齒輪和副主軸齒輪中的一個(gè)接合，之間無相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述第二牙嵌式離合器部件，可沿軸向在安裝它的所述主軸上滑動(dòng)，同時(shí)彈性件將所述第二牙嵌式離合器部件，沿某一方向推向所述第一牙嵌式離合器部件，由所述第二牙嵌式離合器部件帶動(dòng)的不變形阻擋環(huán)，可使它們之間產(chǎn)生一按預(yù)定的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述阻擋環(huán)相對(duì)于所述第二牙嵌式離合器部件，在至少一個(gè)軸向方向上產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在起動(dòng)離合器掛檔時(shí)，所述阻擋環(huán)可按操作與所述第一牙嵌式離合器部件旋轉(zhuǎn)，所述阻擋環(huán)和第二牙嵌式離合器部件，各有幾個(gè)凸齒，形成一組相互作用的凸齒組，所述一組相互作用的凸齒組，如果彼此位置未對(duì)準(zhǔn)，則可有效地阻擋住所述第二離合器部件相對(duì)于所述第一離合器部件產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，所述阻擋環(huán)相對(duì)于所述第二離合器部件，至少存在一旋轉(zhuǎn)位置，在該位置上，所述的一組凸齒的彼此間位置是對(duì)準(zhǔn)的，另外，相對(duì)于所述第二離合器部件，至少存在一旋轉(zhuǎn)位置，在此處，所述一組凸齒的位置未對(duì)準(zhǔn)，所述阻擋環(huán)可有效地測(cè)出所述離合器部件的不同步旋轉(zhuǎn)，它相當(dāng)于阻擋件對(duì)第二離合器部件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并能使所述一組凸齒的位置對(duì)不準(zhǔn)，從而阻擋所述離合器部件的軸向接合，第一止動(dòng)件可使第二牙嵌式離合器部件相對(duì)于所述第一牙嵌式離合器部件產(chǎn)生的軸向運(yùn)動(dòng)，所述彈性件包括彈簧，它能以彈力將所述第二牙嵌式離合器部件緊壓在所述第一個(gè)止動(dòng)件上，撥動(dòng)裝置可用于將所述第一牙嵌式離合器部件，相對(duì)于所述主軸，從第一個(gè)軸向位置，沿軸向撥動(dòng)至相對(duì)于所述主軸的第二軸向位置上，在所述第一軸向位置處，所述第一牙嵌式離合器部件與所述第二牙嵌式離合器部件彼此離開，不嚙合，在所述第二軸向位置處，所述第一牙嵌式離合器部件已充分地沿軸向移動(dòng)狀所述第二牙嵌式離合器部件處，此時(shí)所述的牙嵌式離合器部件，在軸向上是嚙合的，當(dāng)所述第一牙嵌式離合器部件從所述第一軸向位置，移至所述第二軸向位置時(shí)，所述牙嵌式離合器部件的旋轉(zhuǎn)是不同步的，這將使所述阻擋環(huán)與所述第二牙嵌式離合器部件接觸。并沿軸向同時(shí)移動(dòng)，移動(dòng)的方向是所述彈簧產(chǎn)生推力的反方向，以產(chǎn)生一彈性離合器換檔力，從而能使牙嵌式離合器部件在它們的速度達(dá)到基本同步時(shí)，使它們能嚙合掛檔，所述一組凸齒上加工有互補(bǔ)的斜面，在一種推動(dòng)斜面沿軸向接觸的力的作用下，將使所述一組凸齒對(duì)準(zhǔn)位置，所述變速器的特征為所述阻擋式牙嵌式離合器組合件包括有第二個(gè)剛性止動(dòng)件(200，202)，可限定所述第二牙嵌式離合器部件在軸向方向上遠(yuǎn)離所述第一止動(dòng)件的軸向運(yùn)動(dòng)至這樣一個(gè)位置，在該處，如果所述一組凸齒的位置未對(duì)準(zhǔn)，則所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件和所述撥動(dòng)裝置將停止在所述第一和第二軸向位置的中間位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7提出的變速器，其中所述的斜面與垂直于所述軸的軸線的平面間的夾角為150°-25°。
9.根據(jù)權(quán)利要求
7和8提出的變速器，其中所述第一牙嵌式離合器部件沿軸向固定于所述輸出齒輪和副變速器的主軸齒輪上。
10.根據(jù)權(quán)利要求
7和9提出的變速器，其中所述第二剛性止動(dòng)件有一沿軸向固定于所述軸上的環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求
7和9提出的變速器，其中所述第二剛性止動(dòng)件沿軸向固定于所述第二牙嵌離合器部件中的一個(gè)上。
專利摘要
一阻擋式牙嵌式離合器組件(156)具有第二個(gè)剛性止動(dòng)件(200，202)以限定第二個(gè)牙嵌式離合器部件(116)遠(yuǎn)離第一個(gè)止動(dòng)件(134)的軸向運(yùn)動(dòng)。在起動(dòng)換擋操作時(shí)，如果第一個(gè)(164)和第二個(gè)(116)牙嵌離合器部件非同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二個(gè)止動(dòng)件將限定所述第一個(gè)牙嵌式離合器部件(108，164)在軸向方向上移至一預(yù)選的位置(圖9B)。該位置為空擋軸向位置(圖9A)和全部掛擋的軸向位置(圖9C)的中間位置。
文檔編號(hào)F16H63/30GK87101716SQ87101716
公開日1987年11月18日 申請(qǐng)日期1987年3月6日
發(fā)明者埃爾默·艾倫·里查德 申請(qǐng)人:伊頓公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan