同步器的制作方法

文档序号:15050636发布日期:2018-07-31 09:13阅读:251来源:国知局

一般地,用于已知变速器的同步器属于截头圆锥环形同步器的同步器类型或属于伺服锁定同步器的类型。

第一种类型基本上由两个相互作用的截头圆锥形表面组成,一个截头圆锥形表面与齿轮为一体且另一个截头圆锥形表面与滑动套管为一体,滑动套管配备有前齿,该前齿实施朝向齿轮轴向运动的离合器。

如果插入挡位的操作执行得非常快,或在各元件之间存在区别非常大的速度,则此类同步器不保证良好的运行;此外,即使各离合器部分具有相同速度,挡位的插入也总是耗费一定力气。

而伺服锁定同步器的结构是不同的,且伺服锁定同步器仅部分地从控制杆得到力用于使各轴同步,但它们的结构复杂,且基本上适用于汽车的高性能变速器,而不适用于机动车辆领域、特别是摩托车。

美国专利第2,649,175号公开了一种摩擦离合器,该摩擦离合器具有主轴、组装在主轴上且在其内圆柱形表面上形成摩擦表面的钟形构件、在钟形构件内回转地安装在所述主轴上的支承元件以及通过摆式装置的摇摆而移动的圆形滑块,摆式装置由围绕主轴旋转的小齿轮触发。

美国专利第7,484,605号描述了一种离合器系统,该离合器系统具有两个同心环和布置在两个同心环之间的凸轮系统,该凸轮系统被致动以获得它们之间的相互接合。

美国专利第7,882,758号也描述了类似于前述系统的系统,其中,凸轮由对离心力敏感的元件致动。

美国专利第8,474,346也描述了类似的系统,其中,凸轮由杆系统致动。

然而,此类离合器的缺点在于,必须要用预定的力致动所述凸轮,使得它们可实施离合器所需的摩擦。美国专利第2,649,175号示出了旋转回转地安装在主轴上的小齿轮的问题。

作为本发明基础的技术问题是提供一种同步器,该同步器允许克服参考现有技术所提到的缺陷。

该问题通过以上具体描述的同步器解决,该同步器的特征在于,包括:

·主轴;

·组装在所述主轴上的钟形构件,钟形构件的内部具有摩擦圆柱形表面;

·支承元件,支承元件回转地安装在所述主轴上且容纳在所述钟形构件内;

·至少一个滑块,该滑块具有摩擦轮廓,摩擦轮廓位于支承元件的外边缘内且面向钟形构件的摩擦圆柱形表面,滑块通过成对的臂联结至所述支承元件而呈联结的四边形构造;以及

·用于移动所述滑块的装置,该装置沿顺时针和逆时针方向转动所述臂,使得滑块的突出部位于支承元件的外边缘上方,且滑块的端部与钟形构件的所述摩擦圆柱形表面干涉,从而导致滑块的阻塞。

根据本发明的同步器的主要优点在于以下事实:通过保证能够独立于接合的挡位且独立于马达状态利用排气致动效果的附加特征,允许在任何时刻选择每个挡位的可能性。

下文将参考附图,根据作为示例而并非出于限制性目的提供的本发明的某些优选实施例示例来描述本发明,附图中:

图1示出了根据本发明的第一同步器示例的轴测图;

图2示出了图1所示同步器的纵向剖视图;

图3示出了图1中的同步器根据图2所示的截平面a-a的第一局部剖视图;

图4示出了图1中的同步器根据图2所示的截平面b-b的第二完整剖视图;

图5示出了根据本发明的第二同步器实施例对应于图3所示截面的完整剖视图;以及

图6示出了图5所示同步器的分解轴测图。

通过参考图1至4,根据本发明的同步器总地由附图标记20所指示。

同步器包括主轴8,支承元件2通过插设在支承元件2与主轴8之间的滚动轴承7而组装在主轴8上,且同步器的钟形构件1叠置于主轴8。以此方式,支承元件2回转地组装在主轴上。

支承元件2具有从主轴8径向延伸的板形,且支承元件2包括在钟形构件1中,该钟形构件1具有与主轴8同轴的摩擦内圆柱形表面。

参考图3,在支承元件2上设置有第一齿条6,该第一齿条6由支承元件2拖动旋转。在齿条上接合有小齿轮5,该小齿轮5进而与形成在滑块3的内面上的第二齿条19接合。第二齿条19具有圆形轮廓,在正常状况下,圆形轮廓与支承元件2的外边缘齐平,圆形轮廓不从支承元件2的外边缘突出;因而,其外切在支承元件2的外边缘内部且位于支承元件2的外边缘内,由此,在正常状况下,第二齿条19不会与钟形构件1干涉。

滑块3具有细长形状,且滑块3具有当滑块3面向钟形构件1的内圆柱形表面18时充当摩擦表面的外表面。

该外表面包括成对的衬垫部16,衬垫部16由位于滑块端部处的由合适材料制成的涂层实现。这意味着,形成在衬垫部16上的两个摩擦表面适于与钟形构件1的内圆柱形表面18实施滑动摩擦,从而能够减缓钟形构件1相对于支承元件2的旋转。

特别地,滑块3的每个摩擦表面可具有圆形轮廓,该圆形轮廓具有比钟形构件1的内圆柱形表面18更大的半径,且由合适的但本领域中已知的摩擦材料制成。

在正常状况下,在整个滑块3包括在其支承元件2内部时,形成在每个衬垫部16上的摩擦表面和钟形构件1的内圆柱形表面18不接触。

滑块3借助成对的联结臂4被约束至支承元件2:联结臂4被铰接至第一齿条6的端部且铰接至滑块3的端部,从而与第一齿条6和滑块3形成联结的四边形,该四边形的臂4是连杆。它们具有分开较宽的布置且呈现比穿过其靠近旋转轴线接头的半径更大的倾斜度。根据想要向摩擦系统提供的敏感度,该倾斜度的值可包括在0°至20°之间。

要指出的是,事实上,通过使一个臂沿顺时针方向和沿逆时针方向运动特定角度,滑块3呈现不再跟随支承元件2的外圆形轮廓的位置,而是其一端从该外圆形轮廓突出,从而与钟形构件1的内圆柱形表面18干涉。

于是,臂4的旋转确定侧滑块3相对于其静止位置(restposition)的移动,该移动由作用在侧滑块3上的离心力确定。

于是,该移位呈现从平衡位置的偏移,且该移位可通过下文中将描述的用于使滑块3移动的装置所导致。要指出的是,由于臂4的作用,滑块3必须跟随预定轨迹,从而导致滑块3在臂4的两个转动方向上都与钟形构件1的内圆周形摩擦表面干涉。

在该示例中,移位可通过小齿轮5的旋转所导致,该旋转能够通过相对于与支承元件2为一体的第一齿条6干预第二齿条19而使滑块3侧向运动。

小齿轮5和第一齿条6构成用于侧向移动滑块3的所述装置,小齿轮5将以下文中将描述的方式被致动旋转。

于是,通过使用不取决于轴本身转速的致动系统,同步器20允许从主轴8至钟形构件1的传动。换言之,所述致动不取决于特定的预定旋转状态的发生,而是可以在任何时刻被控制。

特定系统是变速器的集成部分,通过保证能够独立于接合的挡位且独立于发动机状态利用排气致动效果的附加特征,允许在任何时刻选择每个挡位的可能性。

于是,在使用这种同步器的变速器中,挡位被驾驶员或伺服系统通过考虑若干操作参数而不仅基于旋转状态而选择。

在系统的平衡构造中,滑块3和第一齿条6以相同的角速度旋转,且置于滑块3与第一齿条6之间的小齿轮也以相同速度旋转并保持相对于各臂4处于中心位置中。

然而,如果其被控制成旋转,则其可作用成行星(齿轮)布置。

由于小齿轮5的轨迹不沿圆弧展开,因而滑块3内面上的带齿轮廓和齿条6的带齿轮廓应具有合适的展开,以及允许滑块移动而不导致小齿轮5的阻塞的间隙。

同步器20包括联接至钟形构件1的盘组(carter)21,以便形成基本上封闭的空间。在盘组21上、即在其内圆柱形表面上设有多个永久型磁体9,它们相关于驱动车轴径向定位。

盘组还包括步进式轴流式电动马达12,该电动马达12同轴地组装于主轴8且随其旋转:该电动马达12包括彼此相面对的定子13和转子14。在转子14上设有沟槽轮廓15,其将确保小齿轮5相对于主轴8旋转。

在本方案中,必须精确了解各元件的旋转速度及相关正确的定位。通过使用由所述多个磁体9产生的磁感应来检测速度并由此检测旋转角,多个磁体9与盘组21成为一体,该盘组21还包括电绕组10。

由于绕组10中的磁感应效应,因而交流电流将产生于绕组10内部。

最后,盘组21包括印刷电路板11,该印刷电路板11中设有某些部件,其中有:交流/直流转换器,其适当地整流及调制功率供应步进马达12所需的电流;以及远程控制的启动系统,该系统能够响应于信号而控制电动马达12的转子14的旋转。

该旋转导致小齿轮5的移位,且由此将使得由滑块3、第一齿条6和联结臂4所形成的联结四边形转动。该转动将允许滑块3接近钟形元件1的内表面,于是最终允许同步。

要指出的是,传输所要求的成对的力的钟形元件1与滑块3之间的径向接触力不是由步进马达12通过小齿轮5提供的,而是仅仅由于系统的几何形状本身所导致,于是,系统的几何形状将不得不将尺寸合适地定为保证自动阻塞效果,但避免过于突然的摩擦效果或非期望的锁定现象。

因而,该方案通过用中等大小的力和转矩、即足够旋转小齿轮5从而引起滑块3与钟形元件1之间的阻塞的力驱动变速器元件,从而允许传递由马达、特别是诸如用于摩托车的马达之类的小尺寸马达产生的转矩。

最后,要指出的是,小齿轮5由步进马达12控制能够沿两个方向旋转:以此方式,滑块3也沿可两个方向且在面向钟形构件1的内表面的表面上侧向移位,滑块3将配备有引导轮廓、即合适的衬垫部,其能够在两个方向上、即对于顺时针旋转和逆时针旋转的操作发生摩擦。

功率供应和控制直接在组装在步进马达中的印刷电路板上实施的此类方案允许消除任何滑动接触,且在布局和可靠性方面具有显著的简化。然而,来自驾驶员和来自从控制单元的致动信号都可被简单地传递至步进马达。

然而,这意味着,步进马达是使得小齿轮5旋转和/或倾斜臂4从而引起滑块3的侧向移动的一个可能的方案。

以下将参考图5和6描述根据本发明的同步器的第二实施例,该实施例包括一些机械变型,然而这些机械变型不改变其相对于前述内容的操作。为此,执行相同功能的相同部件和/或多个部件保持相同的附图标记。

该新示例的同步器20包括主轴8,支承元件2回转地组装在主轴8上。

支承元件2具有从主轴8径向延伸的板形,且支承元件2包括在钟形构件1中,该钟形构件1具有与主轴8同轴的摩擦内圆柱形表面18。

支承元件2包括冠部齿轮6’,冠部齿轮6’也回转地组装在轴8上并由此被轴8拖动。成对的小齿轮5接合至冠部齿轮6’,成对的小齿轮5进而与形成在相应滑块3的内表面上的外齿条19接合,滑块3具有圆形轮廓,由于滑块3在正常状况下不能与钟形构件1干涉,因而滑块3在正常状况下被包围且包括在支承元件2的外边缘内部。

每个滑块3具有细长形状且具有充当摩擦表面的外表面,这是由于滑块3面向钟形构件1的内圆柱形表面18的缘故。该外表面包括成对的衬垫部16,衬垫部16由位于滑块端部处的由合适材料制成的涂层实现。

这意味着,如之前参考第一实施例所描述的那样,形成在衬垫部16上的两个摩擦表面适于与钟形构件1的内圆柱形表面18实施滑动摩擦。滑块3借助成对的联结臂4被约束至支承元件2:联结臂4被铰接至支承元件2,支承元件2具有合适的突出的底座22,该底座22可接纳臂4的对应的销23。

通过使一个臂沿顺时针方向和沿逆时针方向移位特定角度,滑块3呈现不再跟随支承元件2的外圆形轮廓的位置,而是其一端从该外圆形轮廓突出,从而与钟形构件1的内圆柱形表面18干涉。

于是,臂4的旋转确定侧滑块3相对于其静止位置的移动,该移动由作用于侧滑块3上的离心力确定。

于是,该移位呈现从平衡位置的偏移,且该移位可通过下文中将描述的用于使滑块3移动的装置所导致。要指出的是,由于臂4的作用,滑块3必须跟随预定轨迹,从而导致滑块3在臂4的两个转动方向上都与钟形构件1的内圆周形摩擦表面干涉。

在该示例中,移位可通过小齿轮5的旋转所导致,该旋转能够通过相对于与支承元件2成为一体的第一冠部齿轮6干预第二齿条19而使滑块3侧向运动。

小齿轮5和冠部齿轮6’构成用于侧向移动滑块3的所述装置,小齿轮5将以下文中将描述的方式被致动旋转。

于是,通过使用不取决于轴本身转速的致动系统,同步器20允许从主轴8至钟形构件1的传动。换言之,所述致动不取决于特定的预定旋转状态的发生,而是可以在任何时刻被控制。

同步器20包括联接至钟形构件1的盘组,多个永久型磁体9组装在盘组上,相对于驱动车轴径向定位,且还包括合适的电绕组10。由于绕组10中的磁感应效应,因而交流电流将产生于绕组10内部。

盘组还包括同轴于主轴8组装的步进类型的电动马达,其完全类似于参考前述实施例描述的马达。

对于上述同步器,本领域技术人员为了满足附加的且不确定的需求可引入若干附加的修改和变型,然而,所有这些修改和变型均落在由所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

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