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    重庆时时彩规则级玩法: 变速器换挡设备和借助换挡设备补偿制造公差的方法.pdf

    关 键 词:
    变速器 换挡 设备 借助 补偿 制造 公差 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110103694.8

    申请日:

    2011.04.25

    公开号:

    CN102261462A

    公开日:

    2011.11.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16H 63/04申请日:20110425|||公开
    IPC分类号: F16H63/04; F16H63/30 主分类号: F16H63/04
    申请人: 通用汽车环球科技运作有限责任公司
    发明人: 冈纳.阿斯曼; 罗伯特.罗斯纳
    地址: 美国密歇根州
    优先权: 2010.04.24 DE 102010018094.7
    专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 侯宇
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110103694.8

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.05.06|||2013.04.17|||2011.11.30

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本申请涉及一种变速器(4)的换挡设备(1、2)以及一种借助换挡设备(1、2)补偿制造公差的方法?;坏采璞?1、2)装在换挡盒(5)内以及有一个制造公差补偿装置(9)。为此同步衬套(7)同步离合器齿环(14)的齿与挡位齿轮(16)同步齿环(15)的齿成型为,使同步衬套(7)无预紧力和自锁地支靠在挡位齿轮(16)上,以及,在同步离合器齿环(14)啮合在同步齿环(15)中后,换挡拨叉借助止动销(40)与同步衬套(7)机械脱耦。

    权利要求书

    1.一种变速器(4)的换挡设备,通过它将汽车内部的换挡杆在换挡盒(5)
    内的换挡过程中的操纵力,经由换挡拉索和变速器(4)的外部换挡杆,传给变
    速器(4)内部的换挡拨叉(6),从而在保持预紧力的情况下轴向移动(10)同步离
    合器构件(8)的各同步衬套(7),以及,通过操纵力改变挡位,以及,一个变
    速器制造公差补偿装置(9)限制赋予各挡位的换挡拨叉(6)的移动(10),其中,
    同步衬套(7)的同步离合器齿环(14)的齿与挡位齿轮(16)同步齿环(15)的齿成
    型为,使同步衬套(7)无预紧力和自锁地支靠在挡位齿轮(16)上,以及,在同
    步离合器齿环(14)自锁啮合在同步齿环(15)中后,换挡拨叉(6)借助换挡设备
    (1)内的止动销(40)与同步衬套(7)机械脱耦。
    2.按照权利要求1所述的换挡设备,其中,换挡盒(5)有中央换挡轴(23),
    该中央换挡轴(23)有第一换挡臂(24)和第二换挡臂(26),第一换挡臂(24)有一
    个弹簧预紧的用于支持换挡力的预紧件(25),第二换挡臂(26)的端部(27)与换
    挡牵引件之一配合作用。
    3.按照权利要求1或权利要求2所述的换挡设备,其中,同步离合器
    构件(8)的同步离合器齿环(14)的齿(29)的齿型与挡位齿轮(16)同步齿环(15)
    齿(30)的齿型沿相反的轴向渐缩,以及在自锁式啮合状态在同步衬套(7)上施
    加轴向拉力,使得所述同步衬套(7)端棱(31)作用在所述挡位齿轮(16)端棱(32)
    上,从而构成在同步离合器构件(8)与挡位齿轮(16)之间的摩擦配合式的与预
    紧力无关的轴向止挡(33)。
    4.按照权利要求3所述的换挡设备,其中,所述轴向止挡(33)的轴向位
    置取决于制造公差并可在变速器制造后检测。
    5.一种换挡设备,它在换挡盒(5)内有一个补偿装置(9),其中,在至少
    一个补偿轴(11)上堆叠地安装用于变速器(4)各个挡位的各个补偿环(12),各
    个补偿环(12)具有匹配的外径(D),其中,匹配的外径(D)补偿变速器制造公
    差,以及在变速器(4)内的换挡拨叉(6)止动在这样一个位置(13)上,在此位置
    (13),当同步离合器齿环(14)自锁地啮合在挡位齿轮(16)的同步齿环(15)中后,
    换挡拨叉(6)与同步衬套(7)机械脱耦。
    6.按照权利要求5所述的换挡设备,其中,所述补偿环(12)的外径(D)
    确定为,在同步离合器齿环(14)自锁啮合在挡位齿轮(16)的同步齿环(15)中
    后,使同步离合器构件(8)与换挡拨叉(6)机械脱耦。
    7.按照权利要求5或6所述的换挡设备,其中,在换挡盒(5)内,补偿
    环(12)的补偿轴(11)在两端(17、18)有定心环(19、20),它们的外径(du、do)与
    换挡盒(5)内相应的配合钻孔(21、22)相匹配。
    8.按照权利要求7所述的换挡设备,其中,所述补偿轴(11)下部定心环
    (17)有比所述补偿环(12)小的外径(du),以及上部定心环(20)有比所述补偿环
    (12)大的外径(do)。
    9.按照权利要求5至8之一所述的换挡设备,其中,在换挡盒(5)内设
    置两根带有补偿环和定心环的补偿轴(11),它们分别配属于一组挡位。
    10.按照权利要求9所述的换挡设备,其中,第一换挡臂(24)的弹簧预
    紧的预紧件(25)将扭矩施加在第一换挡臂(24)上和装在换挡轴(23)上的止动
    凸块(28)上,在同步离合器齿环(14)啮合在挡位齿轮(16)的同步齿环(15)中后,
    使得所述止动凸块(28)摩擦配合式支靠在所述补偿环(12)的外径(D)上。
    11.按照权利要求5至10之一所述的换挡设备,其中,所述补偿环(12)
    有内径(I),它与补偿轴(11)的外径匹配。
    12.按照权利要求5至11之一所述的换挡设备,其中,所述补偿环(12)
    的外径(D)确定为,在同步离合器齿环(14)啮合在挡位齿轮(16)同步齿环(15)
    中后,使得所述同步离合器构件(8)与换挡拨叉(6)机械脱耦。
    13.一种具有按照权利要求1至9之一所述换挡设备的汽车。
    14.一种借助按照前列诸权利要求之一所述换挡设备(1、2)补偿变速器
    (4)制造公差的方法,其中,本方法有下列工艺步骤:
    -制造有适度制造公差的变速器(4);
    -在变速器(4)最终制成后,测量在同步离合器构件(8)与挡位齿轮(16)
    之间关于摩擦配合式轴向自锁位置(33)的轴向位置偏差;
    -基于测量结果针对每个挡位确定补偿环(12)需要的外径(D);
    -构建至少一个具有补偿环(12)和在补偿轴(11)端部(17、18)具有轴定心
    环(19、20)的补偿轴(11),并将其装入换挡盒(5)制备的配合钻孔(21、22)内。
    15.按照权利要求14所述的方法,其中,为了测量轴向位置偏差,在
    换挡盒(5)的配合钻孔(21、22)内安装测量轴(34),以及,在测量轴(34)上在各
    换挡位置为每个挡位设置测量传感器(35),它们检测补偿环(12)为补偿制造
    公差所需要的外径(D)。

    说明书

    变速器换挡设备和借助换挡设备补偿制造公差的方法

    本发明涉及一种变速器的换挡设备,通过它将汽车内部的换挡杆在换挡
    盒内的换挡过程的操纵力,经由换挡拉索和变速器外部换挡杆,传给变速器
    内部的换挡拨叉,从而在保持预紧力的情况下轴向移动同步离合器构件的各
    同步衬套。在此过程中通过操纵力改变挡位,其中变速器公差通过作用在换
    挡拨叉上的操纵力补偿。

    这种由出版物DE102007017220A1已知的换挡设备,其缺点在于变速器
    内部的制造公差,它们要求同步离合器构件的各同步衬套轴向移动不同长
    度,以借助操纵力改变挡位,这些制造公差只通过操纵力借助比较高的预紧
    力补偿。在这里,换挡拨叉通过摩擦连接将同步衬套的同步离合器齿环压入
    挡位齿轮的同步齿环内。在这种情况下产生摩擦热,它降低变速器效率并因
    而造成内燃机更高的CO2排放量,由此必然带来损耗热。

    已知换挡设备的另一个严重的缺点在于,例如由于同步衬套倾动和摇摆
    引起的振动,经由变速器内部的换挡拨叉、变速器外部换挡杆,以及经由换
    挡拉索,直至传给换挡盒,最终传到汽车内部的换挡杆,从而可以在换挡杆
    上感觉到这种振动和摇摆,明显降低驾驶员的行驶舒适性。

    图9至11表示原理简图,它们解释用按先有技术补偿变速器公差的预
    紧件的换挡设备的所述缺点。其中

    图9表示换挡杆和换挡轴处于中立位置的换挡设备原理简图;

    图10表示按图9的换挡设备原理简图,此时同步离合器构件的同步衬
    套处于止动和预紧力作用的位置;以及

    图11表示处于止动和预紧力作用下的位置和有同步衬套绕倾动角α倾
    动作用的换挡设备原理简图。

    图9表示换挡杆和换挡轴23处于中立位置时按先有技术的换挡设备3
    的原理简图。其中图9A表示换挡盒5的原理简图,图9B表示同步离合器
    构件8和挡位齿轮16的对置的齿环14和15的原理简图,以及图9C表示变
    速器4内部用于变换挡位的换挡拨叉6局部区的原理简图。

    按图9A,换挡轴23装在换挡盒5内,它有被预紧件25保持处于图中
    表示的中立位置的第一换挡臂24。此外在换挡轴23上设第二换挡臂26,它
    比用于预紧件25的第一换挡臂24长。第二换挡臂26将其自由端27伸入离
    合器构件41中,此时离合器构件41与连接件39接合成图9C中表示的变速
    器4的内部构件。连接件39例如包括形式上为抗压绳索(Zugdruckkabel)的换
    挡拉索和变速器4的外部换挡杆。

    通过连接件39可以将操纵和预紧力从换挡设备3传给变速器4内部的
    换挡拨叉6。在如图9所示的中立位置,换挡拨叉位置13设在同步离合器构
    件8的同步衬套7的环槽36内,不与环槽36的任何一个环边37或38接触
    或在上面滑磨。因此换挡拨叉6保证同步衬套7的中立位置与挡位齿轮16
    相隔一个距离。同步衬套7可以借助换挡拨叉6沿方向A或B在同步离合
    器构件8上沿箭头方向A和B轴向滑移。

    同步衬套7有一个同步离合器齿环14,它有内齿和齿29。沿箭头方向
    A对置的挡位齿轮16有与同步离合器齿环14对置的外部同步齿环15。同步
    齿环15的齿30与同步离合器齿环14的齿29,如图9B所示,在它们轴向
    的齿尖42和43有倒角的齿型,以便在同步衬套7沿方向A轴向移动时使这
    些齿环能易于啮合。在这里,同步衬套7经过移动10,直至同步衬套7的端
    棱31与挡位齿轮16的端棱32沿方向A基于预紧力作用摩擦配合式彼此贴
    靠。这种情况表示在下一个图中。

    图10表示按图9的换挡设备原理简图,此时同步衬套7处于止动和预
    紧力作用的位置。与图9中功能相同的构件采用同样的附图标记表示,不另
    行讨论。如图10A所示,在换挡盒5内通过操纵换挡杆使预紧件25从其用
    虚线表示的中立位置滑出,沿箭头方向B在换挡轴23的第一换挡臂24上施
    加预紧力。

    因此,一旦预紧件25从其如图9所示的中立压出,操纵力便自动施加
    在换挡轴23的第一换挡臂24上,它传给第二换挡臂26并沿箭头方向A预
    紧第二换挡臂26的自由端27。通过离合器构件41、连接件39以及通过变
    速器4内部在图10C中表示的换挡拨叉6,同步衬套7将其内部的同步离合
    器齿环14推移到挡位齿轮16的外部同步齿环15上,以及在沿箭头向A的
    预紧力作用下保持在此压入位置。

    借助此预紧力可以补偿变速器4的轴向制造公差,因为在预紧力作用下
    的换挡拨叉6,保证换挡衬套7将其齿29与挡位齿轮16的齿30保持啮合。
    图10清楚表示,在这里保持换挡拨叉6与同步衬套7之间摩擦连接,以补
    偿变速器4的制造公差并保证保持同步离合器构件8与挡位齿轮16之间的
    啮合。由于摩擦连接产生降低变速器4效率的损耗热。这种损耗热必须由作
    为汽车驱动装置的内燃机提供,并有害地引起CO2排放量增大。另一个缺点
    结合下面的图11说明。

    图11表示处于止动和预紧力作用下的位置的换挡设备3原理简图。因
    为同步衬套7可滑移地支承在同步离合器构件8上,所以它可以在同步离合
    器构件8上占据一个相对于旋转轴线改变角度α的倾动位置。由于这种倾动
    位置和由于支承可轴向移动的同步衬套的同步离合器构件旋转,例如通过一
    种作为同步衬套倾动一个倾动角α的效果的摆动形成振动。预紧的换挡拨叉
    6将这种振动,经由连接件39,例如变速器4的外部操纵杆和换挡拉索,以
    及经由离合器构件41,传给第二换挡臂26的自由端27,以及令换挡轴23
    沿箭头方向D、E振动,振动作用在汽车内部的换挡杆上,并因而影响驾驶
    员的行驶舒适性。

    本申请的目的是,创造一种变速器换挡设备以及提供一种借助换挡设备
    补偿制造公差的方法,借助本方法可以克服先有技术的缺点以及可以容忍在
    变速器生产时产生的制造公差,借此可以经济地制造变速器。

    此目的通过独立权利要求的技术主题达到。由从属权利要求提供本申请
    技术主题有利的进一步发展。

    本申请第一方面提供按第一种实施形式的变速器换挡设备。第一种实施
    形式的变速器换挡设备安装在换挡盒内以及有制造公差补偿装置。为了补偿
    公差,同步衬套的同步离合器齿环的齿与挡位齿轮的同步齿环的齿成型为,
    使同步衬套无预紧力地支靠在挡位齿轮上,以及,在同步离合器齿环自锁啮
    合在同步齿环中后,换挡拨叉借助换挡设备内的止动销与同步衬套机械脱
    耦。

    这种换挡设备的优点是,减少变速器内的摩擦损失,因为换挡拨叉只是
    摩擦连接地与同步衬套连接到,同步衬套与挡位齿轮彼此对置的齿环的齿的
    特殊齿型进入自锁啮合为止。一旦齿处于自锁啮合状态,基于齿型使同步换
    挡衬套将一个端棱压靠在挡位齿轮的一个端棱上,以及不需要预紧力地保持
    在那里。由此自动补偿变速器公差,以及换挡拨叉可以保持在一个处于同步
    衬套的环槽的环边之间的位置上。

    止动通过换挡盒5内的止动销实现,它保证,换挡轴第二换挡臂的自由
    端一直可以运动到止动销的止动位置为止。因此,在变速器内部的换挡拨叉
    与同步衬套脱耦并切断振动传递。摩擦损失也减少了,因为在同步衬套的齿
    环与挡位齿轮的同步齿环互锁后,换挡拨叉与同步衬套之间不再存在摩擦连
    接。

    按一种优选的实施形式,同步离合器构件的同步离合器齿环的齿的齿型
    与挡位齿轮同步齿环的齿的齿型沿相反的轴向渐缩,以及在互相啮合时在同
    步衬套上施加轴向拉力。由此在同步衬套的端棱与挡位齿轮的端棱之间,形
    成一种摩擦配合式轴向止挡,它保证,通过同步衬套使同步离合器构件与挡
    位齿轮保持自锁啮合,在换挡拨叉与同步衬套环槽之间不产生摩擦损失。

    在这里同步衬套必须能倾动在图11上方表示的倾动角α,与此同时不
    与换挡拨叉6发生接触。然而这需要严格限制变速器生产时的制造公差,以
    及同样要求以狭小的公差在换挡杆换挡盒内的中央换挡轴上配置止动销。

    在换挡盒、连接件与变速器之间配合作用时,轴向公差应既不超过也不
    低于在换挡拨叉与同步衬套之间的可供使用的间隙。在两种情况下均会导致
    严重的故障。在超过用于换挡拨叉轴向移动的狭小公差时,会重新导致换挡
    拨叉传递振动和抵消已实现的脱耦。

    低于狭小的公差,会导致要改变的挡位不能充分锁止和同步衬套回弹。
    超过或低于公差并因而超过或低于换挡拨叉在同步衬套环槽内的间隙,对于
    每个具体挡位可能不同。由于这一原因,为了振动脱耦,对变速器的制造和
    对换挡盒的制造均提出公差要求,这些可导致汽车这些部件的生产成本提
    高。

    本申请第二方面采取措施抑制所述的成本提高,亦即创造一种补偿装
    置,它首先容许不仅在变速器内而且在换挡盒内有较大的公差,以及在换挡
    盒内的补偿轴上,将逐个标注尺寸的补偿环,作为分级的调整元件提供给每
    个挡位,由此尽管加大制造公差仍能确保在换挡拨叉与同步衬套中的环槽之
    间脱耦。此外,补偿装置的测量装置可以在变速器组装后,确定并调整为实
    现挡位接通拨叉所需要的推进量。

    因此,按本发明另一方面在换挡盒内设补偿装置,它有在至少一个补偿
    轴上堆叠的用于各个挡位的补偿环,各个补偿环具有匹配的外径。在这里,
    匹配的外径补偿变速器制造公差,以及将换挡拨叉止动在一个,在同步离合
    器齿环自锁啮合在挡位齿轮同步齿环中后,使换挡拨叉与同步衬套机械脱耦
    的位置。所述补偿装置的优点在于,它可以借助补偿环及其外径逐个补偿产
    成的制造公差。为了这种补偿只需事先持有许多外环,与滚珠轴承的滚珠情
    况类似,在确定轴向差别后,为使换挡拨叉位置最佳而挑选外环,并将其安
    装在换挡盒内的补偿轴上。此外在换挡盒内设相应的配合钻孔,它们将补偿
    轴固定就位。

    为了补偿变速器制造公差,规定,在换挡盒内与变速器驱动轴的数量相
    应地安装不是仅一个补偿轴,而是多个补偿轴。若例如采用两个变速器驱动
    轴,其中一个驱动轴用于偶数挡和另一个驱动轴用于奇数挡,则为了补偿轴
    向公差,可以在换挡盒内相应地设置一个用于偶数挡的补偿轴,以及另一个
    用于奇数挡的补偿轴。

    补偿环具体的外径可确定为,在同步离合器齿环自锁啮合在挡位齿轮的
    同步齿环中后,使同步离合器构件与换挡拨叉机械脱耦。为此通过换挡拨叉
    在同步衬套的环槽内的轴向可移动性,可在齿环自锁啮合后针对每个挡位测
    量,以及为换挡拨叉设定一个中间位置,此时它确定补偿环的外径。

    为了将换挡盒内补偿环的补偿轴准确定位在换挡盒相应的配合钻孔内,
    补偿轴在两端有定心环,它们的外径与换挡盒内相应的配合钻孔相匹配。

    在这里,补偿轴的下部定心环有比补偿环小的外径,以及上部定心环有
    比补偿环大的外径。由此补偿轴可以从上面平行于中央换挡轴插入换挡盒
    内。除此之外,可以规定补偿轴有阶梯状直径,其中上部直径可以大于补偿
    环直径,而下部直径可以小于补偿环直径。

    现在,第一换挡臂的前面已提及的弹簧预紧的预紧件,不仅将扭矩施加
    在第一换挡臂并因而施加在第二换挡臂上,而且还同时将扭矩施加在至少一
    个随中央换挡轴23转动的止动凸块上。在换挡盒内的止动凸块在换挡时,
    通过中央换挡轴的转动,作用在其中一个补偿环外径上,并在此位置止动。
    止动凸块促使换挡拨叉在变速器内具有足够间隙地设置在同步衬套的环槽
    内。

    若换挡轴过渡为另一个挡位,则设在那里的补偿环的外径可能不同,并
    因而根据所需要的公差补偿,提前或推迟停止止动凸块。在这里,在止动凸
    块被补偿环的外径制动后,每次都为在同步衬套环槽内的换挡拨叉提供尽可
    能大的间隙。

    补偿环本身也有内径,它与补偿轴的外径以压配合相匹配。在这里,最
    高目标是将补偿环的外径确定为,在同步离合器齿环自锁啮合在挡位齿轮的
    同步齿环中后,使同步离合器构件的同步衬套与换挡拨叉通过足够的间隙机
    械脱耦。

    为了补偿环在补偿轴上轴向定位,可以在止动轴上采取止动辅助装置,
    如O型密封圈或卡紧环。为了更易于装配补偿装置和为了补偿装置在换挡盒
    内准确定心,下部导环有一个与在换挡盒内的下部配合钻孔间隙配合的超长
    量,从而在上部和下部导环压入前,在换挡盒内制备的配合钻孔中进行预定
    位。在换挡盒内的配合钻孔,保证补偿装置相对于随换挡轴转动的止动凸块
    沿径向作用在补偿环上的止挡力90°定向。这种准确定向防止在止动凸块止
    挡时,在补偿装置上不利地出现轴向分量。

    配备有这种换挡设备的汽车,一方面可以经济地生产,因为可以容许变
    速器有较大的制造公差。此外,这种汽车当它以内燃机运行时可以有较小的
    二氧化碳排放量,因为变速器效率显著提高。最后,对于这种具有这种换挡
    设备的汽车,可以保证已接入的挡位不会在行驶中跳开,以及变速器的振动
    不会通过换挡拨叉传给汽车内的换挡杆,其结果是提高汽车驾驶员的行驶舒
    适性。

    按本申请技术主题第二方面,一种借助换挡设备补偿变速器制造公差的
    方法有下列工艺步骤。首先制造有适度制造公差的变速器。作为下一步,在
    变速器最终制成后,测量在同步离合器构件的同步衬套与挡位齿轮之间,关
    于摩擦配合式轴向止挡位置的轴向位置偏差。然后基于测量结果针对每个挡
    位确定补偿环需要的外径。

    最后,构建至少一个具有补偿环的补偿轴,并装入换挡盒中准备好的配
    合钻孔中,在这里将在补偿轴端部的轴定心环插入换挡盒中准备好的配合钻
    孔中。因此,在补偿轴上的补偿环外径旁,在换挡盒内随中央换挡轴转动的
    止动凸块支靠在各自的补偿环上,于是对于每个变速器挡位,变速器内的换
    挡拨叉均适配地止动在一个换挡拨叉与同步衬套机械脱耦的位置上。

    为了从补偿环储备中选出具有所述补偿直径的补偿环,需要测量用于定
    位换挡拨叉的准确间隙。为此,在换挡盒的配合钻孔内,取代具有已相应制
    备的补偿环的补偿轴,首先为各个挡位插入一个包括测量传感器的补偿轴,
    其中测量传感器可以检测换挡拨叉的运动间隙,以及可以借助相应的评估装
    置确定补偿环外径。

    补偿环所需要的外径确定为,为了机械脱耦,使换挡拨叉在轴向止挡位
    置,离两个环槽边最小距离amin为0.4mm地安置在同步离合器构件的同步衬
    套的环槽内。所述最小距离可以改变以及取决于同步衬套可能的倾动角。若
    可能引起振动的倾动角较大,则也必须增大最小距离。在倾动角较小时可以
    进一步减小最小距离。尽管如此在变速器内的轴向公差仍不再受所述最小距
    离的约束,因为在换挡盒内可以借助补偿环补偿变速器内宽大的公差范围。

    按本申请的换挡设备优选地使用在具有手动变速器的汽车中。

    下面借附图详细说明本申请的技术主题。其中:

    图1表示按本申请第一方面的换挡设备在中立位置的原理简图;

    图2表示按图1的换挡设备处于自锁啮合位置的原理简图;

    图3表示按图1的换挡设备处于不充分啮合位置的原理简图;

    图4表示按图1的换挡设备处于过量啮合位置的原理简图;

    图5表示按本申请第二方面的换挡设备原理简图;

    图6表示在过量啮合位置和不充分啮合位置时换挡盒在用于公差补偿
    的补偿装置区域内的局部剖视图;

    图7A表示按本申请第二方面的换挡设备换挡盒局部剖切透视图;

    图7B表示一个补偿环和止动凸块的原理简图;

    图8表示内装补偿装置的换挡盒局部剖切透视图;

    图9表示换挡杆和换挡轴处于中立位置的换挡设备原理简图;

    图10表示按图9的换挡设备原理简图,此时同步离合器构件的同步衬
    套处于止动和预紧力作用的位置;以及

    图11表示处于止动和预紧力作用下的位置和有同步衬套绕倾动角α倾
    动作用的换挡设备原理简图。

    图1表示按本申请第一方面的换挡设备1在中立位置的原理简图。与图
    9至11中功能相同的构件采用同样的附图标记表示,不另行讨论。图1所示
    按本申请第一方面的换挡设备1,与按先有技术的图9中表示的换挡设备3
    相比,一个区别在于,同步衬套7和挡位齿轮16互相啮合的齿环14与15,
    不仅在齿尖42和43倒角,而且在达到最大宽度b后重新沿轴向渐缩。

    在这里,两个相邻的齿29或30之间的齿隙47,略大于齿型沿轴向在
    齿尖42和43之后的最大宽度b。在按先有技术的图9中,只是通过换挡拨
    叉6,在预紧力作用下,将同步衬套7借助摩擦连接保持在啮合位置,来保
    证齿的互相啮合,而按图1则通过齿的造型达到摩擦配合和形状配合式连接。

    在这里,当同步衬套7朝挡位齿轮16的同步齿环15的方向移动时,在
    越过最大宽度b后,挡位齿轮16的同步齿环15沿轴向收缩的齿型44以及
    同步衬套7的齿29沿轴向收缩的齿型45,支持将同步离合器衬套或其齿环
    拉入挡位齿轮16的齿环15内。因此同步补套7沿轴向没有预紧力地在换挡
    拨叉6上移动,直至同步衬套7的端棱31在挡位齿轮16的端棱32上达到
    止挡33,如下一个图中表示的那样。

    除齿环14和15互相啮合的齿所述的特殊设计外,还在换挡盒5内采取
    了一些补充措施,以保证在齿环14和15互锁并达到止挡33后,换挡拨叉6
    与同步离合器衬套7机械脱耦?;坏埠?内的改变,其特征在于一个附加的
    在中央换挡轴23上随同旋转的止动销40。在中央轴23转动时通过止动销
    40压靠在止动环46的一端,使止动销40限制换挡拨叉6移动。当止动销
    40随中央换挡轴23一起转动时,止动环46固定在换挡盒5内保持不运动。
    在换挡盒5内的所述改变,可以将换挡拨叉6保持在脱耦位置,在此期间,
    同步离合器衬套7与挡位齿轮16的同步齿环15互相啮合。

    图2表示按图1的换挡设备1处于啮合位置的原理简图。同步衬套7通
    过齿环15或14的齿30或29的特殊齿型44和45被置于所述的啮合位置。
    在这里,通过在齿环14和15啮合时同步衬套7的端棱31与挡位齿轮16的
    端棱32彼此固定,使同步衬套7固定在轴向止挡33上。因为止动环46阻
    止止动销40在换挡盒5内进一步转动,所以换挡拨叉6可占据一个使换挡
    拨叉6与同步衬套7机械脱耦的换挡拨叉位置13。

    因此,图11所示同步衬套7的倾动,不会通过连接件39和离合器构件
    41进一步传给换挡盒5或在汽车内部的换挡杆。不过这种脱耦只有在变速器
    4遵照狭小的公差制造以及在换挡盒5遵照相应的狭小制造公差制造和配置
    时才能保证。以下两个图表示,当变速器4在与换挡盒5内的止动销40彼
    此协调的狭小公差未被遵照的情况下出现的问题。

    图3表示按图1的换挡设备1处于不充分啮合位置的原理简图。若变速
    器4中的制造公差和/或换挡盒5中的制造公差未被遵照,则由于在同步衬套
    7移动时齿29到达造型齿30的最大宽度b前,止动销40便已经支靠在止动
    环46上,从而会导致一种不充分啮合的状态。这种不充分的啮合带来的后
    果是使已接入的挡位跳开,从而使汽车内部的换挡杆回弹到空程中。

    图4表示按图1的换挡设备1处于过量啮合位置的原理简图。过量啮合
    位置基于未遵照公差,可以通过在同步衬套7移动时,在换挡盒5内止动销
    40支靠到止动环46上之前便已达到止挡33的情况下发生。在这种情况下,
    如在先有技术中那样,例如通过同步衬套7倾动引起的振动,经由换挡拨叉
    6、连接件39和离合器构件41,以及经由第二换挡臂26,传给中央换挡轴
    23并因而传给设置在汽车内部的换挡杆。

    借助如图1至4中清楚地表明的本发明第一方面,换挡拨叉6与同步离
    合器构件8的脱耦,对于所有的挡位只有在变速器内遵照狭小的公差时才能
    达到。为了在变速器生产和换挡盒5制造时保证遵照同步离合器构件8、变
    速器齿轮16以及换挡盒5轴向位置狭小的公差,需要遵守成本高昂的公差
    规程。这种严格和高成本的公差管理,应通过本发明第二方面和另一个用于
    补偿变速器公差的装置加以抑制。

    通过按本发明第二方面的这种补偿装置,为了补偿通过适度的公差链累
    加的各项公差,应在变速器4最终装配后,补偿事先遵照的公差链的公差,
    为此在变速器壳5内设相应的补偿装置。它表示在下一个图5中。

    图5表示按本申请第二方面的换挡设备1原理简图。为此,在换挡盒内,
    在止动销40与止动环46之间,为每个挡位设一个在补偿装置9的补偿轴11
    上的补偿环12。此外,在止动销40端部可设一个止动凸块28,在挡位锁定
    后它支靠在补偿环12外径D上,并保证在变速器内换挡拨叉6与同步衬套
    7脱耦,在这种情况下,同步衬套7环槽36的环边37和38尽管倾动也不会
    与换挡拨叉6接触。在其余的图6至8中详细表示在补偿轴11上有补偿环
    12的补偿装置9在换挡盒5中的结构。

    图6中用图6A和6B表示,在同步衬套在挡位齿轮的同步齿环内过量
    啮合位置和不充分啮合位置时,换挡盒5在用于公差补偿的补偿装置9区域
    内的局部剖视图。

    图6A表示已制备的即将装入换挡盒5的补偿装置9。补偿装置9有补
    偿轴11,它在下端17有一个直径为du的定心环,定心环可沿箭头方向F插
    入换挡盒5的配合钻孔21内。补偿轴11上端18有一个带密封装置48的定
    心环20。在密封装置48内为了密封可安装一个O型密封圈49。当补偿装置
    9沿箭头方向F插入换挡盒5中时,上部定心环20置入换挡盒5的配合钻
    孔22内。通过上部定心环20和下部定心环17,可以使设在它们之间的补偿
    环12在换挡盒5中准确定位。

    图6B表示已装入换挡盒5的补偿装置9,其中,盖50作为轴向固定装
    置防止已装入的补偿装置9轴向移动并向上封闭,以及针对每个挡位有不同
    的相配外径D的补偿环12,与钻孔51隔开间距轴向固定地制备在换挡盒5
    内。在这里,用于补偿环12的钻孔51的直径小于上部定心环20的直径do,
    所以在换挡盒5中形成台阶52,它构成补偿装置9插入换挡盒5制备的配合
    钻孔21和22中时的轴向边界。

    图7A表示换挡盒5的局部剖切透视图。从剖切的部分可以看到止动凸
    块28,在接入不同挡位时它支靠在补偿环12外径D上。因为补偿环12外
    径D的变化为几个100μm(微米),所以在图7A的视图中不能看出补偿环12
    直径D的这种差别。在接入不同挡位时,通过这些不同的补偿环12,可以
    补偿变速器几个100μm差别的制造公差。按第二方面的这种实施形式,换
    挡盒有两个补偿装置用于补偿两个变速器驱动轴的制造公差,图5至8点表
    示了其中之一。

    图7B表示一个补偿环12和支靠在补偿环12外径D上的止动销40的
    止动凸块28原理简图。补偿环12将其内径I准确配合地套装在补偿轴11
    上,所以止动凸块28的止动可以针对每个挡位通过不同的补偿直径D逐个
    适应。止动销40如图7B所示随中央换挡轴23转动,以及除此之外,在中
    央换挡轴23的回转轴53轴向移动时,止动凸块28也从一个补偿环向另一
    个补偿环,并因而从一个挡位向另一个挡位轴向移动。

    图8表示测量装置54的局部剖切透视图,它用于确定各个补偿环所需
    要的直径。为此,测量装置54有一个测量轴34,在测量轴34上仍安装处于
    配合钻孔21和22内的下部或上部定心环19和20,以及为每个要接通的挡
    位固定一个测量传感器35。各自的测量传感器确定用于各个挡位的补偿环所
    需要的直径,其中,根据挡位的数量在测量轴上安装一定数量的测量传感器
    35。为了测量,当止动凸块支靠在其中一个测量传感器35上后,可以通过
    旋转测量轴34,确定在图1和9中表示的,在变速器内为了换挡拨叉与同步
    离合器脱耦位置所需要的移动10。

    图9至11已在前面讨论过了,所以在此处不再重新说明以免重复。

    附图标记列表

    1换挡设备(第一种实施形式)

    2换挡设备(第二种实施形式)

    3换挡设备(先有技术)

    4变速器

    5换挡盒

    6换挡拨叉

    7同步衬套

    8同步离合器构件

    9补偿装置

    10移动

    11补偿轴

    12补偿环

    13换挡拨叉位置

    14同步离合器齿环

    15同步齿环

    16挡位齿轮

    17补偿轴

    11下端

    18补偿轴

    11上端

    19下部定心环

    20上部定心环

    21下部配合钻孔

    22上部配合钻孔

    23中央换挡轴

    24第一换挡臂

    25预紧件

    26第二换挡臂

    27第二换挡臂端部

    28止动凸块

    29同步离合器齿环的齿

    30同步齿环的齿

    31同步离合器构件的端棱

    32挡位齿轮的端棱

    33轴向止挡

    34测量轴

    35测量传感器

    36同步离合器构件的环槽

    37、38环边

    39连接件

    40止动销

    41离合器构件

    42、43齿尖

    44、45齿型

    46止动环

    47齿隙

    48密封槽

    49O型密封圈

    50盖

    51钻孔

    52台阶

    53换挡轴的换挡轴线

    54测量装置

    du、do、D外径

    I内径

    amin最小距离

    关于本文
    本文标题:变速器换挡设备和借助换挡设备补偿制造公差的方法.pdf
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