摩擦同步离合器制造技术

一种阻环型同步器（１８）包括锥形离合器的摩擦表面（２４，４８和２６、５０）和爪式离合器的齿（３６ｂ，２８和３６ｃ，３０），它们摩擦式地同步运动并且使齿轮（１４，１６）与轴（１２）进行确定地结合。多个刚性构件（７２）可被插入到阻环（４０，４２）的止动件齿（４４，４６）和自助力斜面（７０ａ－７０ｄ）之间，其中自助力斜面位于装于轴（１２）上的轮毂（３２）的外圆周上。换挡套筒（３４）与轮毂（３２）成可滑动的花键连接，并且换挡套筒由操作者换挡力（Ｆ↓［０］）和自助力斜面所提供的一个附加力（Ｆａ）移动。这两个力均作用于止动件的齿上，以使摩擦表面啮合，该自助力斜面可足够长以在接通过程中完成换挡。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种阻环型的自助力同步器。众所周知摩擦环型的自助力同步器用于多挡变速器。这种机构包括成对的摩擦件和爪件，它们各自同步运动并且刚性地把齿轮与轴对接。这种机构还包括预助力件用以与摩擦件啮合响应换挡套筒的最初的接合动作。还包括一个可旋转地固定到轴上的轮毂，其上具有外花键齿。该外花键齿可滑动地与通常位于爪组件对之一上的换挡套筒的内花键齿相配。该机构还包括带有止动齿的一个阻环，它阻止着换挡套筒的啮合运动直到达到同步时，并且把套筒的换挡力转变为增加的摩擦件接合力。在多挡变速器领域里，已经知道同步机构可用于减少所有的或一些齿轮传动比的换挡时间，并且已经知道，通过使用自助力型同步机构也可减少机动车操纵者所费的换挡力即作用于变速杆上的力。因为操纵者换挡力通常是随着机动车的大小和重量而增加的，因此自助力型同步机构对卡车来说尤其重要，特别是重型卡车。可以参见美国专利3，548，983中的一种阻环型自助力同步器，也可以参见美国专利5，092，439中的一种销式自助力同步器，在此引用这些专利仅供参考。本专利技术的目的是提供一种在自助力方面有改进的阻环型同步器。根据本专利技术的特征，一个离合器可因摩擦力而进行同步运动，并且与安装在同一轴线上的作相对旋转的第一和第二驱动装置进行刚性连接。这种离合器包括第一个爪式装置在轴向换挡力Fo作用下该爪式装置从空档位置沿轴向移动到与第二个爪式装置啮合的位置上以使驱动器刚性连结。第一个爪式装置包括带有内花键的中心孔，其中沿轴向延伸的内花键的侧面可移动地与沿轴向延伸的外花键的侧面连续啮合，以防止内花键和外花键之间的相对回转，外花键不能旋转并可相对于第一个驱动装置作轴向运动。为了响应第一个爪式装置的啮合运动第一个摩擦表面可轴向移动与第二个摩擦表面相啮合以产生一个同步转动力矩。响应第一个爪式装置的啮合运动具有倾斜表面的第一与第二止动件可啮合以防止爪式装置的异步啮合、把换挡力(Fo)传送到第一摩擦面上作为摩擦表面的啮合力、并且产生同步转动力矩的反向转动力矩以在达到同步时使第一和第二止动件脱开。为了增加摩擦表面的啮合力，第一和第二个自助力装置当进入啮合时对同步力矩起反应在换挡力(Fo)的方向上产生一个附加的轴向力(Fa)。第一和第二自助力装置包括通过止动件使附加的轴向力(Fa)指向第一摩擦表面上的装置。该离合器的特征是轮毂的外圆周具外花键;阻环包括第一个摩擦表面和第二止动件上的多个第二止动表面，阻环离开轮毂而朝向第二摩擦表面作轴向移动。第一个爪式装置的中心孔和内花键位于换挡套筒上。第一个自助力装置包括在轮毂的外圆周上的一组第一自助力斜面。一组刚性构件被安装在换挡套筒上以限制其相对转动及实质上的轴向移动。每个刚性构件的一侧为第二自助力装置的一个具第二角度的自助力平面，每个刚性构件的另一侧为第一止动件的一个止动面。每个刚性构件被第二止动面之一和第一个自助力表面之一插入使轴向上的换挡力(Fo)和附加轴向力(Fa)均可通过刚性构件被传递。附图中给出了本专利技术的同步器，其中附图说明图1为在空档位置上双动式阻环型同步器的截面图，它绕轴中心线旋转。图2和图3为去除了部分内容的图1中的零件按轴中心线方向的脱开视图。图4为图1中同步器构件的脱开视图，它相对于图1旋转了90°，相对于图5-7旋转了60°，并除去了图1和图6中的换挡套筒。图5为图1，4和7中的阻环的脱开视图。图6为图1中的同步器的换挡套筒的脱开视图。图7为图4的组件相对于图4旋转60°并装入了图8中的刚性构件。图8为图1和图7中的一个刚性构件的立体图。图9为在图1-8中的自助力件和止动件的另一个实例的示意图，元件的几个运行阶段也可用于图1-8的实例中。图10为通过同步器构件的止动件表面起作用的轴向力和转矩的图解说明。图11，12，13A和13B为图9A-9H的同步器部件的三个改进型实例。术语“同步离合器机构”将被定义为一种离合器机构，该机构通过一个刚性离合器装置使已选定变速率的齿轮与一个轴进行非转动配合，而在刚性离合器被与之相连的一个同步摩擦离合器基本上带入同步旋转状态之前刚性离合器的啮合趋势被阻止。词“自助力”将被定义为一种同步离合器机构，该机构包括斜面或凸轮或类似机构，它用于增加与摩擦离合器的同步转动力矩成正比的同步离合器接合力。现在看图1-8，在此画出了一个齿轮和同步器总成10，它们组成了多带变速器的一部分。总成10包括绕中心线12a旋转的轴12;在该轴上装有齿轮14，16，它们在轴向上间隔一段距离，并且各自绕轴进行旋转，但是，已知的紧固方式，它们不能在轴向上进行移动;总成10还包括一个双动同步离合器机构18。该同步离合机构18包括具有一定角度的环形构件20，22，它们以已知的方式沿轴向固定在齿轮14，16上并可旋转，在构件20，22上有齿轮摩擦面24，26和齿轮爪齿28，30;该机构还包括轮毂32，它轴向地固定在轴12的一个中心开口32a内并可旋转;该机构还包括一个换挡套筒34以及内花键齿36，其中内花键齿固定在套筒34的中心孔内，并且它与固定在轮毂32的外圆周上的外花键齿38恒定啮合;该机构还包括阻环40，42，在阻环40，42上的止动齿44，46和摩擦面48，50;预助力件52和一个自助力止动件54。在这里同步器包括三个在圆周方向上间隔开的自助力止动件54，它们与每个阻环上的相同数量的止动齿和三个在圆周方向上间隔开的预助力件协动。每个止动齿44，46分别包括了具有角度的止动表面44a，44b，46a，46b。正如很容易看到的那样，在爪式离合器构件啮合之前，为了使齿轮与轴同步，摩擦表面24，28和26，50配对形成摩擦离合器。离合器最好为锥形离合器，然而也可使用其它类型的摩擦离合器。锥形角度的适用范围很宽，在这里锥形角度为7.5°。摩擦表面可为附着在基体上的几种已知的摩擦材料中任一种，如可以使用在美国专利4，700，823、4，844，218和4，778，548中公开的热解碳摩擦材料。在这里引用的这些专利可供参考。花键齿36，38具有沿轴向延伸的侧面36a，38a，它们以精密的滑动间隙延伸啮合，这样在换挡套筒34和轴12之间就不会相对空转。花键36的相对端上有爪齿36b，36c，它们分别与齿轮的齿28，30相啮合以使齿轮与轴刚性地接合。参见图9，为了防止齿的偶然的分离，爪齿36b，36c和齿轮爪齿28，30的侧面具有反退出或锁止角的特征，这个特征的详细的内容可参见美国专利第4，727，968，在这里引用这篇专利仅供参考。正如在图9H中所看到的那样，当爪齿36c和30完全进行啮合时，在侧面36a，38a的基本上全啮合长度上分布着传送转动力矩的力，因此其磨损极小。在本领域中已知的每个预助力件52包括一个螺旋形压缩弹簧58和柱塞60，柱塞60在轮毂32的盲孔中沿径向延伸，并把滚柱或滚珠62(在这里为滚柱)压入在换挡套筒花键36中的一个环形止动凹槽36d中，预助力件52有弹性地定位换挡套筒34于图1和图9A所示的空档位置，在许多接头片64，66(这里为三个)的支座64a，66a之间，滚柱62沿轴向间隔地分布。接头片64，66是阻环40，42整体上的一部分并伸入轮毂32中的凹槽36b内以限制阻环相对于轮毂和轴的旋转。当需要任一个齿轮与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦同步离合器（１８），它与在同一轴线上（１２ａ）上进行相对旋转的第一和第二驱动件（１２，１６）刚性地结合在一起，该离合器包括： 可进行轴向移动的第一爪式装置（３６ｃ），通过施加一个轴向换挡力（Ｆ↓［０］）使爪式装置（３６ｃ）从空档位置移到了与第二个爪式装置（３０）啮合的位置上使驱动件刚性地结合在一起，第一爪式装置（３６ｃ）包括一个带有内花键（３６）的中心孔和外花键（３８），其中沿轴向延伸的内花键的侧面（３６ａ）与沿轴向延伸的外花键（３８）的侧面（３８ａ）连续滑动啮合，以防止内花键和外花键之间的相对转动，外花键（３８）固定不转但相对于第一驱动件（１２）可作轴向移动； 一个第一摩擦表面（５０），为了响应第一爪式装置（３６ｃ）的啮合动作轴向地移向一个第二摩擦表面（２６）与之啮合以产生一个同步力矩（Ｔ↓［０］）； 第一和第二具角度的止动件表面可为了响应第一个爪式装置（３６ｃ）的啮合动作彼此啮合以防止爪式装置（３６ｃ，３０）的异步啮合把换挡力Ｆ↓［０］传送到第一摩擦表面（５０）上作为摩擦表面（５０，２６）的啮合力并在达到同步时产生出同步转动力矩的反向转动力矩使第一和第二止动力件（７４，７６）脱开。 第一和第二自助力装置（７０，７４）在啮合时反作用于同步力矩在换挡力（Ｆ↓［０］）的方向上产生了一个附加的轴向力（Ｆ↓［ａ］）以增加摩擦表面（５０，２６）的啮合力。第一和第二自助力装置（７０，７４）包括装置（７４），它通过止动表面（７４ｅ，４６ａ）把附加的轴向力（Ｆ↓［０］）指向第一摩擦表面（５０），其特征在于： 一个轮毂（３２），其外圆周上有外花键（３８）； 一个第一阻环（４２），它包括第一摩擦表面（５０）和多个第二止动件表面（４６ａ），该阻环沿轴向移动远离轮毂（３２）而接近第二摩擦表面（２６）； 换挡套筒（３４）上的第一爪式装置（３６ｃ）的中心孔和内花键（３６）； 第一自助力装置（７０），它包括在轮毂（３２）的外圆周上的多个自助力斜面（７０ｂ）； 多个刚性构件（７２）被安装在换挡套筒（３４）上以限制它们的相对转动和阻止其相对轴向位移，并且每个刚性构件包括的第二个自助力装置（７４）的第二具角度的自助力斜面（７４ａ）的侧面（７４ａ）和作为第一止动面（７４ｅ）的另一侧面（７４ｅ），每个刚性构件（７２）被第二止动面（４６ａ）之一和第一自助力斜面（７０ｂ）之一插入，这样通过刚性构件（７２），可传递轴向上的换挡力...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ER布朗，
申请(专利权)人：易通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]