專利名稱：同步器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于同步器的預增力器。
背景技術：
用于多傳動比變速器的同步器是已知的。這種同步器可以是單或雙作用型的，并包括用于分別使一齒輪同步及剛性地與軸接合的多對摩擦件和爪形件；用于對應于接合套的初始接合運動接合摩擦件的預增力器組件；一可旋轉地固定到軸上并具有外花鍵齒的轂(hub)，該外花鍵齒可滑動地接納接合套的通常限定爪形件對中的一對的內(nèi)花鍵齒；具有阻鎖齒的鎖阻裝置，該鎖阻裝置用于阻止接合套的接合運動直到達到同步以及用于傳遞來自該接合套的換檔力以增加摩擦件的接合力。
已知的還有，這種同步器可以用于通過提供具有自增力器的同步器而減少車輛操作者要求的換檔時間和換檔力。EP-A-0663541公開了具有以上所有特征的同步器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有一改善的預增力器的同步器。
本發(fā)明涉及一種用于第一和第二驅動件的同步器，該第一和第二驅動件被設置為繞一公共軸線相對旋轉，如作為權利要求1的前序部分的EP-A-0663541中的公開內(nèi)容所述。該同步器包括一個第一部件，它被附裝以防止其相對于第一驅動件旋轉和軸向運動；一個第二部件，它包括允許第二部件相對于第一部件滑動和進行非旋轉運動的連接裝置，還包括可從空檔位置軸向移動到與第二爪形裝置接合的位置以對應于軸向定向的第一換檔力引起的第二部件的接合運動剛性連接該驅動件的第一爪形裝置；第一摩擦裝置，它可以軸向移動以與第二摩擦裝置接合以使第一和第二爪形裝置對應于第二部件的接合運動同步；第一和第二阻鎖裝置，它們在相互接合時可用以防止第一和第二爪形裝置在同步之前的接合；一個預增力裝置，它用于對應于第一換檔力引起的第二部件的從空檔位置的初始接合運動以一個初始接合力接合第一和第二摩擦裝置，并用于對應于產(chǎn)生同步扭矩的第一和第二摩擦裝置的初始接合接合第一和第二阻鎖裝置；第一和第二自增力裝置，它們在相互接合時可用以影響同步扭矩以用于產(chǎn)生沿第一換檔力方向的第一附加軸向力并用于增加第一和第二摩擦裝置的接合力，第一和第二自增力裝置之一包括用于通過第一和第二阻鎖裝置將第一附加軸向力引向第一摩擦裝置的裝置，第一自增力裝置安裝在所述部件之一上，而第二自增力裝置被安裝成相對于另一部件進行非徑向運動及有限的旋轉。
該改進的特征在于，所述預增力裝置包括第一傾斜裝置，該第一傾斜裝置由彈性裝置朝與附裝在第二自增力裝置上的第二傾斜裝置接合的方向偏壓，以對應于第二部件的初始接合運動通過第二自增力裝置和第一及第二傾斜裝置將第一換檔力傳遞給第一摩擦裝置。
附圖簡要說明附圖中示出本發(fā)明的同步器，其中

圖1是位于空檔位置并被設置成繞軸的軸線旋轉的雙作用同步器的上半部分的剖視圖。
圖2是沿圖1中的線2-2看去的同步器的一部分的剖視圖；圖3是圖1和圖2中的一部件的立體圖；圖4是同步器的摩擦環(huán)的一部分的尺寸縮小的立體圖；圖5是同步器的預增力、自增力和阻鎖組件的立體圖；和圖6是預增力、自增力和阻鎖組件的第二實施例的剖視圖。
附圖的詳細說明術語“同步器”表示用于通過一個剛性離合器非旋轉地使一選定傳動比的齒輪與軸接合的離合機構，在該機構中，直到通過一個與該剛性離合器相互作用的同步摩擦離合器使該剛性離合器的元件大致同步地旋轉才進行該剛性離合器的試圖接合。術語“預增力器”表示用于使摩擦離合器對應于剛性離合器的初始試圖接合進行初始接合的機構。術語“自增力器”表示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接合力的機構。
現(xiàn)在看圖1至圖4，其中示出了一形成多傳動比變速器的一部分的齒輪和同步器組件10。組件10包括一根被安裝成繞中心軸線12a旋轉的軸或驅動件12，軸向間隔分開的齒輪14，16，它們支承在該軸上以相對于該軸旋轉和以已知的方式被固定而不會相對于該軸軸向運動；和一個用于使任一齒輪與所述軸接合的雙作用同步器18。該同步器可以是用于僅使所述齒輪其中之一與所述軸接合的單作用型的。
所述同步器18包括以已知的方式軸向和可旋轉地附裝在齒輪14，16上的環(huán)形元件20，22，在這里與元件20，22成一體的齒輪的錐形摩擦表面24，26和齒輪的爪形齒28，30，一在所述兩環(huán)形元件的中心開口32a處軸向并可旋轉地附裝在軸12上并具有外花鍵34的轂元件或部件32，具有一與外花鍵34軸向滑動嚙合的內(nèi)花鍵38形式的連接裝置的接合套或部件36，和摩擦環(huán)40，42。該同步器還包括三個均設置在具有沿圓周間隔分開的端部46、48的轂槽32b中的沿圓周間隔分開并成一體的自增力、預增力和阻鎖組件44，其中，該端部46、48限定了自增力或助力斜面46a、46b和48a、48b。每個摩擦環(huán)包括一個錐形摩擦表面40a、42a和三個沿圓周間隔分開的槽40b、42b。槽40b、42b和組件44的部分一起作用以將操作者的換檔力F0、預增力，和自增力Fa傳遞給摩擦表面。
每個組件44包括一個還作為組合預增力和阻鎖組件52起作用的自增力元件50。每個元件50包括沿圓周間隔分開的由一凸緣58剛性地固定在一起的端部54，56，該凸緣具有一個沿圓周延伸的被接納于接合套36中的沿圓周延伸的槽36a中的部分59。槽36a允許元件50相對于接合套和轂有限地沿圓周運動并防止元件50相對于接合套軸向運動。端部54、56分別包括在自增力操作期間各自抵靠自增力斜面46a、46b和48a、48b的自增力或助力斜面54a、54b和56a、56b。端部54，56還包括在同步和自增力操作期間抵靠由例如組件52的元件60的力傳遞支承件的縮頸(neckeddown)部分限定的阻鎖斜面60a、60b和60c、60d的阻鎖斜面54c、54d和56c、56d。凸緣部分58的徑向向內(nèi)的端面?zhèn)劝ㄒ粋€細長的具有成一定角度的預增力斜面62a、62b的槽或掣件(detent)62，該斜面抵靠由細長傾斜元件64的升起部分限定的預增力斜面64a、64b，該細長傾斜元件設置在元件60的配合槽60e中并由例如一螺形彈簧66等彈性裝置徑向朝外偏壓。元件60的徑向朝內(nèi)的端面?zhèn)劝ㄒ幌騼?nèi)延伸部分60f，該部分具有一接納彈簧66的一端的內(nèi)槽和被接納于摩擦環(huán)槽40b、42b中的矩形外形。在其軸向端面?zhèn)乳_口的槽40b、42b允許支承件60相對于摩擦環(huán)40、42軸向運動。所述預增力斜面和彈簧66彈性地將接合套36定位于圖1、圖2和圖5中的空檔位置。
如可清楚地發(fā)現(xiàn)的，摩擦表面24、40a和26、42a(分別)組成一對以限定用于使齒輪在爪形離合元件接合之前同步地接合到軸上的摩擦離合器。這里使用了錐形摩擦離合器；但是，也可以使用其它類型的摩擦離合器。摩擦表面可以由幾種已知的摩擦材料中的任何一種限定，例如，可以使用在如專利U.S.470082 3、U.S.4844218和U.S.4778548中公開的熱解碳摩擦材料。
因為前面提到的花鍵齒34、38具有以小間隙滑動關系連續(xù)嚙合的軸向延伸的齒側面，所以在接合套36和軸12之間幾乎沒有自由間隙。內(nèi)花鍵38的相對端限定了分別與齒輪齒28、30嚙合以使齒輪與軸剛性接合的爪形齒38b、38c。爪形齒38b、38c和齒輪爪形齒28、30的齒側面可以具有一個防止齒意外脫離的防退出(anti-back out)或轉角限制(lockingangle)特征及有助于接合的成一定角度的軸向面對端。這些特征可以參考專利U.S.4727968。
當希望將任一齒輪接合到軸上時，一適當且未示出的換檔機構-如專利U.S.4920815中所公開的-通過一部分示出的換檔叉68使接合套36沿軸12的軸線朝接合齒輪14的左側或接合齒輪16的右側軸向移動。該換檔機構可以由操作者通過一連接系統(tǒng)手動移動，可以由一致動器選擇性地移動，或可以由自動啟動換檔機構且控制換檔機構所施加的力的大小的裝置移動。當換檔機構由手動移動時，預增力器組件施加與操作者施加于接合套上的力成比例的預增力。不管是手動操作還是自動操作，該力沿軸向施加于接合套上并與下文稱為操作者換檔力F0的換檔力成比例。所述預增力根據(jù)接合套在換檔力F0作用下的移動方向使任一摩擦表面40a或42a移動并與其接合摩擦表面進行初始接合以使支承件60轉動到達一個相對于轂32的位置，該位置適于使自增力元件50及其阻鎖斜面定位以與支承件60的阻鎖斜面以下文中說明的方式進行接合。
用于使軸12和齒輪16同步的所述預增力、阻鎖和自增力傳遞路徑和部件接合沿在軸12和齒輪16之間的一方向有非同步情況。沿另一方向或為了使齒輪14同步的非同步情況形成了在下面的說明中應該是明顯的力傳遞路徑和部件接合。將操作者換檔力引起的接合套36的初始向右軸向接合運動通過包括接合套36、自增力元件50、預增力斜面62a、64a、彈簧偏壓件64、支承件60，和與槽42b的周向延伸部分接觸的支承件的徑向向內(nèi)延伸部分60f的力傳遞路徑傳遞到摩擦環(huán)42。該初始接合運動和力使摩擦表面42a移動到摩擦表面26上，因而產(chǎn)生一適于使摩擦環(huán)42和支承件60旋轉至確保阻鎖斜面60b和阻鎖斜面54c接觸的位置的同步扭矩。接合套的該初始軸向運動還允許來自摩擦環(huán)42的扭矩使支承件60和自增力元件50相對于轂32逆時針旋轉以通過包括摩擦環(huán)42、支承件60、自增力元件端部54和自增力斜面54b、46b的力傳遞路徑接合自增力斜面54b、46b。該力傳遞路徑?jīng)]有包括預增力并因此與預增力無關。
當自增力斜面54b、46b和阻鎖斜面54c、60b接合并忽略接合的自增力斜面54b、46b的作用時，全部操作者換檔力F0通過包括接合套36、自增力元件阻鎖斜面54c，和阻鎖斜面60b及支承件的向內(nèi)延伸部分60f的力傳遞路徑施加到摩擦環(huán)42上，因而利用全部操作者換檔力接合摩擦表面42a、26以產(chǎn)生與操作者換檔力F0成比例的同步扭矩。因為阻鎖斜面54c、60b相對旋轉平面傾斜，所以它們除了阻止爪形齒38c、30的非同步接合并將換檔力F0傳遞至摩擦表面42a、26之外，還在非同步的情況下產(chǎn)生與同步扭矩相反但值較小的反力矩或解鎖扭矩。當達到大致同步時，同步扭矩減小到小于解鎖扭矩的值，因而阻鎖斜面脫離接合以允許接合套繼續(xù)軸向運動及可移動爪形齒38c與齒輪爪形齒30接合。
現(xiàn)在說明自增力斜面的作用，由于操作者所施加的軸向換檔力F0，同步扭矩T0當然作用于整個自增力斜面，該表面產(chǎn)生沿與操作者換檔力F0方向相同的方向作用的軸向力分量或軸向附加力Fa。該附加力Fa還被傳遞經(jīng)過阻鎖斜面，因而進一步增加了摩擦表面的接合力以提供一增加扭矩T0的附加同步扭矩Ta。該同步器可包括用以限制該軸向附加力Fa的大小的裝置。在還未公開的歐洲專利申請00125950.0中說明了這種裝置。
現(xiàn)在看圖6的同步器實施例，其中示出了僅預增力結構與組件44不同的預增力、阻鎖和自增力組件100。在該結構的改動部分的標記的右上角增加了一小撇(符號“′”)。組件100使用了一代替螺形彈簧66的片簧66’和抵靠一配合凹形掣件62’的球形或輥子形凸起元件64’(這里是一球)，該掣件形成于僅在上述方面與元件50不同的自增力元件50’中。片簧66’以與支承件60中的細長元件64類似的方式設置在一力傳遞元件60’中。掣件62’和球形件64’限定了與預增力斜面62a、62b和64a、64b同樣工作的預增力斜面62a’、62b’和64a’、64b’。
已經(jīng)說明了一種具有兩個預增力、阻鎖和自增力組件的同步器。下面的權利要求試圖覆蓋這些組件的創(chuàng)造性部分。
權利要求
1.一種用于第一和第二驅動件(12，16)的同步器(18)，該第一和第二驅動件被設置為繞一公共軸線(12a)相對旋轉；該同步器包括一個第一部件(32)，該第一部件被附裝以防止其相對于第一驅動件(12)旋轉和軸向運動；一個第二部件(36)，該第二部件包括允許其自身相對于第一部件(32)滑動和進行非旋轉運動的連接裝置(38)，還包括可從空檔位置軸向移動到與第二爪形裝置(30)接合的位置以對應于軸向的第一換檔力(F0)引起的第二部件的接合運動剛性連接驅動件(12，16)的第一爪形裝置(38c)；第一摩擦裝置(42a)，該第一摩擦裝置可以軸向移動與第二摩擦裝置(26)接合以使第一和第二爪形裝置(38c，30)對應于第二部件(36)的接合運動同步；第一和第二阻鎖裝置(54c，60b)，該第一和第二二阻鎖裝置在相互接合時可用以防止第一和第二爪形裝置(38c，30)在同步之前接合；預增力裝置(62，64或62’，64’)，該預增力裝置用于對應于由第一換檔力(F0)引起的第二部件(36)的從空檔位置的初始接合運動以一個初始接合力接合第一和第二摩擦裝置(42a，26)，并用于對應于產(chǎn)生同步扭矩的第一和第二摩擦裝置(42a，26)的初始接合接合第一和第二阻鎖裝置(54c，60b)；第一和第二自增力裝置(46，50或46，50’)，該第一和第二自增力裝置在相互接合時可用以影響同步扭矩以用于產(chǎn)生沿第一換檔力(F0)方向的第一附加軸向力(Fa)并用于增加第一和第二摩擦裝置(42a，26)的接合力，第一和第二自增力裝置之一(50或50’)包括用于通過第一和第二阻鎖裝置(54c，60b)將第一附加軸向力(Fa)引向第一摩擦裝置(42a)的裝置(54)，第一自增力裝置(46)安裝在部件之一(32)上，而第二自增力裝置(50或50’)被安裝成相對于另一部件(36)進行非徑向運動及有限的旋轉；該同步器的特征在于預增力裝置(62，64或62’，64’)包括第一傾斜裝置(64a或64a’)，該第一傾斜裝置由彈性裝置(66或66’)朝與附裝在第二自增力裝置(50或50’)上的第二傾斜裝置(62a，62a’)接合的方向偏壓，以對應于第二部件(36)的初始接合運動通過第二自增力裝置將第一換檔力(F0)傳遞給第一摩擦裝置(42a)。
2.根據(jù)權利要求1所述的同步器，該同步器還包括第三驅動件(14)，該第三驅動件被設置為繞公共軸線(12a)相對于第一和第二驅動件(12，16)旋轉并與第二驅動軸向間隔開；第二部件(36)連接裝置(38)限定了可從空檔位置軸向移動到與第四爪形裝置(28)接合的位置，以對應于軸向的第二換檔力(F0)引起的第二部件的接合運動剛性連接第一和第三驅動件(12，14)的第三爪形裝置(38b)；第三摩擦裝置(40a)可以軸向移動與第四摩擦裝置(24)接合以使第三和第四爪形裝置(38b，28)對應于第二換檔力(F0)引起的第二部件(36)的接合運動同步；第三和第四阻鎖裝置(54d，60a)在相互接合時可用以防止第三和第四爪形裝置(38b，28)在同步之前接合；預增力裝置(62，64或62’，64’)用于對應于由第二換檔力(F0)引起的第二部件(36)的從空檔位置的初始接合運動以一個初始接合力接合第三和第四摩擦裝置(40a，24)，并用于對應于產(chǎn)生同步扭矩的第三和第四摩擦裝置的初始接合接合第三和第四阻鎖裝置(54d，60a)；第一和第二自增力裝置(46，50或46，50’)在相互接合時可用以影響同步扭矩以用于產(chǎn)生沿第二換檔力(F0)方向的第二附加軸向力(Fa)并用于增加第三和第四摩擦裝置(40a，24)的接合力，第一和第二自增力裝置之一(50或50’)的裝置(54)通過第三和第四阻鎖裝置(54d，60)將第二附加軸向力(Fa)引向第三摩擦裝置(40a)；預增力裝置包括第三傾斜裝置(64b或64b’)，該第三傾斜裝置由彈性裝置(66或66’)朝與附裝在第二自增力裝置(50)上的第四傾斜裝置(62b或62b’)接合的方向偏壓，以對應于第二換檔力(F0)引起的第二部件(36)的初始接合運動通過第二自增力裝置(50或50’)將第二換檔力(F0)傳遞給第三摩擦裝置(40a)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的同步器，其特征在于所述第一摩擦裝置(42a)包括具有一槽(42b)的錐形環(huán)(42)；及支承件(60或60’)具有一設置在槽(42b)內(nèi)的用于將第一換檔力(F0)和第一附加軸向力(Fa)傳遞給第一摩擦裝置(42a)的徑向向內(nèi)延伸部分(60f)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的同步器，其特征在于所述第三摩擦裝置(40a)包括具有一槽(40b)的錐形環(huán)(40)，該槽接納用于將第二換檔力(F0)和第二附加軸向力(Fa)傳遞給第二摩擦裝置(40a)的徑向向內(nèi)延伸部分(60f)。
5.根據(jù)權利要求4所述的同步器，其特征在于第一和第二錐形環(huán)(42和40)具有支承所述支承件(60或60’)的徑向外部表面。
6.根據(jù)權利要求4所述的同步器，其特征在于第一傾斜裝置(64a)通過由支承件(60)支承以隨該支承件軸向及周向運動并由彈性裝置(66)沿支承件的徑向朝外偏壓的傾斜元件(64)來限定；及第二傾斜裝置(62a)由第二自增力裝置(50)的徑向向內(nèi)端面部分限定。
7.根據(jù)權利要求4所述的同步器，其特征在于第三傾斜裝置(64b)通過由支承件(60)支承以隨該支承件軸向及周向運動并由彈性裝置(66)沿支承件的徑向朝外偏壓的傾斜元件(64)來限定；及第四傾斜裝置(62b)由第二自增力裝置(50)的徑向向內(nèi)端面部分限定。
8.根據(jù)權利要求1至7所述的同步器，其特征在于彈性裝置(66)包括一個在支承件(60)和傾斜元件裝置(64)之間徑向作用的螺形彈簧。
9.根據(jù)權利要求4所述的同步器，其特征在于彈性裝置通過由支承件(60’)支承以隨該支承件軸向及周向運動的片簧(66’)來限定；及凸形掣件(64’)由片簧(66’)支承以隨該片簧軸向及周向運動，并且該凸形掣件限定了由片簧徑向朝外偏壓以與第二傾斜裝置(62a’)接合的第一傾斜裝置(64a’)，該第二傾斜裝置由一凹形掣件(62’)限定在第二自增力裝置(50’)的徑向向內(nèi)端面部分中。
10.根據(jù)權利要求9所述的同步器，其特征在于第三和第四傾斜裝置(64b’，62b’)分別由凸形掣件(64’)和凹形掣件(62’)限定。
11.根據(jù)權利要求1至10所述的同步器，其特征在于所述第一部件(32)是一個轂；所述第二部件(36)是一個接合套；所述第一和第二自增力裝置之一(50或50’)是第二自增力裝置；所述第一自增力裝置(46)附裝在轂(32)上；及所述第二自增力裝置(50或50’)安裝在所述接合套上。
12.根據(jù)權利要求4所述的同步器，其特征在于凹槽(40b，42b)包括軸向面對端，該軸向面對端允許支承件(60)在第一和第三摩擦裝置(40，42)之一移動而進行接合時相對于第一和第三摩擦裝置(40，42)中的另一個軸向運動。
13.一種用于第一和第二驅動件(14，16)的同步器(18)，該第一和第二驅動件被設置為繞具有軸線(12a)的第三驅動件(12)相對旋轉；該同步器包括一個被附裝以防止其相對于第三驅動件(12)旋轉和軸向運動的轂(32)；一個接合套(36)，該接合套包括允許其自身相對于轂(32)滑動和進行非旋轉運動的連接裝置(38)，還包括可從空檔位置軸向移動到與第三和第四爪形裝置(28，30)接合的位置以分別對應于軸向定向的第一和第二換檔力(F0)引起的該接合套的接合運動使第一和第二驅動件(14，16)中的任一個與第三驅動件剛性連接的第一和第二爪形裝置(38b，38c)；第一和第二摩擦環(huán)(40，42)，該第一和第二摩擦環(huán)可以對應于接合套(36)的接合運動分別軸向移動與第三和第四摩擦表面(24，26)接合以分別使第一和第二爪形裝置(38b，30c)和第三和第四爪形裝置(28，30)同步；第一和第二阻鎖裝置(54d，54c)，該第一和第二阻鎖裝置可以分別與第三和第四阻鎖裝置(60a，60b)接合以防止第一和第二爪形裝置(38b，38c)在同步之前到達接合位置；預增力裝置(62，64或62’，64’)，該預增力裝置用于對應于由第一和第二換檔力(F0)引起的接合套(36)從空檔位置的初始接合運動分別進行第一和第二摩擦環(huán)(40，42)與第三和第四摩擦表面(24，26)的初始接合，并用于對應于產(chǎn)生同步扭矩的第一和第二摩擦環(huán)(40，42)的初始接合分別接合第一和第三阻鎖裝置(54d，60a)及第二和第四阻鎖裝置(54c，60b)，該預增力裝置包括可隨著接合套(36)軸向移動的掣件(62或62’)，傾斜元件(64或64’)，和徑向向外朝掣件(62或62’)方向偏壓傾斜元件的彈性裝置(66，66’)；該同步器的特征在于預增力裝置(62，64或62’，64’)包括支承在第一和第二摩擦環(huán)上的支承件(60)，該支柱部分具有分別設置在第一和第二摩擦環(huán)的第一和第二槽(40b，42b)中的徑向向內(nèi)延伸部分(60f)，還具有附裝在支承件上的第三和第四阻鎖裝置(60a，60b)，由支承件支承以隨支承件軸向和周向運動的傾斜元件(64或64’)，和在支承件和傾斜元件之間作用的彈性裝置。
14.根據(jù)權利要求13所述的同步器，其特征在于掣件(62，62’)由被安裝成相對于接合套(36)有限旋轉的自增力元件(50或50’)限定，該自增力元件具有分別可以與第三和第四自增力表面(46a，46b)接合的第一和第二自增力表面(54a，54b)并具有附裝在該自增力元件上的第一和第二阻鎖裝置(54d，54c)。
15.根據(jù)權利要求13所述的同步器，其特征在于凹槽(40b，42b)包括軸向面對端，該軸向面對端允許支承件(60)在第一和第三摩擦裝置(40，42)之一移動而進行接合時相對于第一和第三摩擦裝置(40，42)中的另一個軸向運動。
全文摘要
一種雙作用型同步器(18)包括用于使齒輪(14，16)與軸(12)摩擦式同步并剛性連接到軸(12)上的錐形離合器摩擦表面(24，40a和26，42a)和爪形離合齒(28，38b和30，38c)，和多個成一體的自增力/預增力/阻鎖組件(44)。
文檔編號F16D23/06GK1524166SQ02813666
公開日2004年8月25日 申請日期2002年7月2日 優(yōu)先權日2001年7月7日
發(fā)明者G·A·杰克遜, G A 杰克遜 申請人:伊頓公司