專利名稱：變速器的換擋軌互鎖設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域總體涉及手動以及手自一體變速器的多軌換擋機構(gòu)，且具體涉及用于變速器內(nèi)的擋位(齒輪)選擇系統(tǒng)的互鎖設(shè)備。
背景技術(shù)：
手動、自動以及手自一體變速器被應(yīng)用于多種車輛中。這樣的變速器通常包括多級變速主箱，其含有用于多種不同范圍和負載的傳動配置的多個齒輪。這些變速器在動カ傳動系統(tǒng)中大體上位于帶至少ー個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸的主驅(qū)動單元附近。變速器加裝到車輛的主車架上，而客艙/車體通過分隔単元被放置在主車架的頂部上并被加裝到該主車架。變速器總體包括在變速器和車體內(nèi)艙區(qū)域之間延伸的換擋器或 擋位選擇器，以供選擇性地嚙合變速器上的齒輪。變速器還可以包括在車架和變速器支座之間的安裝位置處的隔震器，而車體単元通常包括在與主車架的連接位置處的襯套和減震器。這些襯套和隔震器通常由半剛性、但又有柔性的材料例如塑料、尿烷材料或橡膠制成，其允許襯套和隔震器吸收振動并且在動カ傳動系統(tǒng)中為正常路面情況或涉及轉(zhuǎn)矩情況提供減震，為司機提供平穩(wěn)的駕駛。然而，在特定情況下，減震可能導(dǎo)致車體和車架之間增多的運動和不對準(zhǔn)，這有時會在擋位選擇器上施加不希望有的力。遺憾的是，當(dāng)車輛在某些路面上行駛時，在擋位選擇器上的力導(dǎo)致變速器會無意地脫擋。脫擋是變速器無意地從掛擋狀態(tài)換到空擋的現(xiàn)象。另外，駕駛室和車架之間的運動可能導(dǎo)致司機換錯擋，選擇了不希望的擋位，這可能導(dǎo)致變速器、發(fā)動機損壞，甚至導(dǎo)致車禍/撞車。人們希望在某些路面情況下或在特定發(fā)動機和行駛速度下，同步變速器能夠保持特定擋位(齒輪)并阻止司機選擇某些特殊擋位和擋位組。否則，由于環(huán)境狀況造成的在車輛高速運動時的低擋位選擇可能導(dǎo)致零件壽命降低或給變速器、發(fā)動機或其它動カ傳動系統(tǒng)零件帶來不希望有的其它損壞。因此，希望提供這樣的傳動系統(tǒng)，其能在車體和車架之間提供減震或者移動，而不會導(dǎo)致脫擋或換錯擋的情況。
發(fā)明內(nèi)容為此本實用新型提供一種變速器換擋軌互鎖設(shè)備，其技術(shù)效果包括能減少或避免脫擋或換錯擋的情況。根據(jù)本實用新型ー個方案，提供一種變速器換擋軌互鎖設(shè)備，包括變速器主箱，該主箱包括圍繞主軸設(shè)置的多個齒輪；設(shè)在換擋機構(gòu)殼體內(nèi)的至少ー個換擋軌；該換擋軌有效地連接至少ー個換擋撥叉和換擋作動器，該換擋撥叉構(gòu)造成沿著軸線定位所述多個齒輪中的至少ー個；和至少ー個互鎖組件，該互鎖組件有效地連接到換擋軌和壓カ源，其中該互鎖設(shè)備構(gòu)造成選擇性地接合該至少一個換擋軌以防換擋桿移動。在一個實施例中，還包括圍繞該主軸設(shè)置的副箱。在一個實施例中，還包括至少ー個接合件。[0010]在一個實施例中，該接合件是至少ー個球形支承件。在一個實施例中，該互鎖組件包括至少ー個活塞，該活塞具有芯桿和漸縮接合端。在一個實施例中，該活塞的芯桿包括第一環(huán)形面和第二環(huán)形面，該第二環(huán)形面設(shè)置在漸縮接合端附近的接合區(qū)處。在一個實施例中，該至少一個換擋軌為兩個相鄰的換擋軌，所述兩個換擋軌包括設(shè)在換擋軌接合區(qū)中的至少ー個缺ロ。在一個實施例中，該接合件構(gòu)造成伸入設(shè)在換擋軌的外表面上的缺口中，且該接合件將至少兩個相鄰的換擋軌鎖定在與至少ー個齒輪組一致的預(yù)定位置。在一個實施例中，該芯桿構(gòu)造成使第一球形支承件和第二球形支承件位移，從而 迫使該第一球形支承件和第二球形支承件向外移動以接合兩個相鄰的換擋軌從而將換擋軌鎖定在預(yù)定位置。在一個實施例中，該第二環(huán)形面構(gòu)造成在預(yù)定的齒輪組將兩個相鄰的換擋軌鎖定并且抵抗超控力。在一個實施例中，漸縮的接合端構(gòu)造成容許施加超控カ，其中，該超控力是比將芯桿接合接合件的流體壓カ大的ー個力。在一個實施例中，該互鎖組件設(shè)置在主箱殼體總成中，該殼體總成構(gòu)造成適合于至少兩個不同變速器設(shè)計構(gòu)型。在一個實施例中，還包括彈簧，該彈簧提供使互鎖組件與所述至少ー個換擋軌脫尚的偏壓カ。根據(jù)本實用新型另一方案，提供ー種換擋軌互鎖設(shè)備，包括變速器主箱殼體總成；設(shè)置在殼體總成中的至少兩個換擋軌；和設(shè)在主箱殼體總成中且有效連接到該至少兩個換擋軌的互鎖裝置；其中，互鎖裝置包括活塞和至少兩個接合件，該活塞具有接合芯桿并設(shè)在活塞缸內(nèi)膛中，所述接合件設(shè)置在通道中且構(gòu)造成在通道中響應(yīng)于芯桿的向下運動而向外滑動，且接合件同時接觸芯桿和所述至少兩個換擋軌以將換擋軌鎖定就位。在一個實施例中，還包括流體壓カ源、閥和作動桿，其中該作動桿使該閥處于供應(yīng)流體壓カ到活塞以及使壓カ源旁通離開活塞之一的位置，該流體壓カ被供應(yīng)到該活塞時將換擋軌鎖定就位。在一個實施例中，該接合芯桿還包括力超控結(jié)構(gòu)，該超控結(jié)構(gòu)是設(shè)在芯桿端部上的漸縮部，該漸縮部設(shè)有表面，該表面具有允許司機施加超控カ的尺寸，該超控力是比用于將芯桿接合到接合件的流體壓カ更大的力。在一個實施例中，該變速器主箱殼體總成還包括至少ー個另外的互鎖組件，該互鎖組件設(shè)置成在接收到發(fā)生副箱換擋的信號時將換擋軌鎖定在空擋位置。在一個實施例中，還包括偏壓件，其中該偏壓件在流體壓カ從活塞上移除后使活塞與接合件脫尚。根據(jù)本實用新型另一方案，提供一種鎖定換擋軌的方法，該方法包括如下步驟將互鎖活塞定位在主箱殼體總成內(nèi)；啟動壓力源；將壓カ源供應(yīng)到雙向閥；啟動該閥以將壓力導(dǎo)到活塞，從而使至少ー個接合件朝換擋軌位移；保持壓カ源以將接合件與換擋軌接合從而防止換擋軌移動；和在選擇齒輪組之前旁通該壓カ源以解鎖該換擋軌。在一個實施例中，該方法還包括如下步驟接合互鎖活塞；在該活塞上保持預(yù)定壓カ；使該互鎖活塞脫接；和在彈簧力下將該互鎖活塞偏壓到預(yù)定位置。

盡管權(quán)利要求書不限于示例性的圖示，但能從其多個示例的描述中最佳地獲得對多個方案的理解。現(xiàn)將參考附圖，其詳細示出示例性的圖示。盡管附圖呈現(xiàn)了多種示出方式，但這些附圖不必按尺寸繪制且某些特征可被放大以更好示出和解釋ー個或多個圖示的新穎之處。此外，本文所描述的示例性圖示不打算是排他的或者局限于或限制到附圖所示以及下文詳細描述所公開的精確型式和構(gòu)造。下文將參考附圖詳細描述示例性圖示圖I是具有主箱和擋位段式副箱的組合式變速器的不按尺寸繪制的示意性圖示；圖2是圖I所示變速器的換擋機構(gòu)的外部零件的示意圖；圖3是圖I的變速器的、具有主箱和擋位段式副箱的組合式變速箱的透視·[0031]圖4是圖I所示變速器的換擋機構(gòu)蓋總成以及主軸總成的透視圖；圖5是圖I所示變速器的換擋機構(gòu)蓋總成和選擋機構(gòu)的透視圖；圖6是組合式變速器的透視截面圖，其示出包括圖I的變速器的主箱齒輪總成和副箱齒輪總成在內(nèi)的內(nèi)部零件；圖7-10是圖I的變速器的換擋機構(gòu)蓋總成中設(shè)置的示例性互鎖裝置的截面圖；圖11是包括有用于變速器主箱的接合桿的示例性流體控制系統(tǒng)的示意圖，該流體控制系統(tǒng)用于圖7-10的互鎖裝置；圖12是包括有用于變速器副箱的副箱缸的示例性流體控制系統(tǒng)的示意圖，該流體控制系統(tǒng)用于圖7-10的互鎖裝置；圖13是采用圖1-12構(gòu)造的示例性互鎖裝置的示例性方法流程圖的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)參考以下的說明以及附圖，詳細示出了所公開系統(tǒng)和方法的示意性方案。盡管附圖呈現(xiàn)多種可能方案，但附圖不必按尺寸繪制，且某些特征可被放大、移除或部分剖切以更好地示出和解釋本實用新型公開內(nèi)容。此外，在此所進行的描述不打算是排他的或者以其他手段將權(quán)利要求書限制于或局限于附圖所示以及以下的詳細說明所公開的精確形式和構(gòu)造。說明書中涉及“示例性圖示”以及“示例”或類似用語意指結(jié)合示例性方案描述的特定特征、結(jié)構(gòu)和特性被包括在至少ー個圖示中。在說明書多個地方出現(xiàn)的短語“在圖示中”或類似用語不必全都參考同一圖示或示例。根據(jù)本文所描述的多個示例性圖示，公開了ー種系統(tǒng)和方法。具體地，公開了ー種用于多級變速器的示例性變速器換擋軌互鎖設(shè)備。該變速器包括輸入軸和輸出軸。該變速器主箱具有多個選擇性的接合速比。該變速器包括可在高比速段和低比速段之間換擋的副箱。該變速器可以根據(jù)應(yīng)用場合包括單個換擋軌或多個換擋軌。換擋軌互鎖設(shè)備可包括作動器總成和相關(guān)的控制系統(tǒng)?；ユi作動器總成可包括位于腔室內(nèi)的活塞；活塞的至少一部分可在接合位置和脫離位置之間選擇性移動。當(dāng)處于接合位置中，活塞的一部分在預(yù)定位置接合換擋軌以將換擋軌鎖定于預(yù)選定的擋位(齒輪)和空擋配置之一。當(dāng)包括有副箱時，作動器總成可以構(gòu)造成阻止主箱在副箱擋位選擇以及該副箱擋位選擇完成之前換擋。另外，還應(yīng)意識到，活塞可以保持在接合和脫離位置之間的多個預(yù)定位置。作動可以通過活塞的流體的、機械化的和機電化的運動的至少ー種或其組合來執(zhí)行。與互鎖設(shè)備相關(guān)的控制系統(tǒng)可以是電子控制系統(tǒng)、機電控制系統(tǒng)和流體控制系統(tǒng)之一或者其組合。流體系統(tǒng)可以包括流體壓カ源、至少ー個流體閥和相關(guān)的流體管線，以及用于將互鎖作動器總成接合到至少ー個換擋軌的至少ー個作動器。在一個示例性方案中，互鎖設(shè)備可以設(shè)置在示例性變速器的主箱蓋中?；ユi設(shè)備可以包括流體連通到壓カ源的單個活塞。該活塞可以包括頂面和具有接合端的細長軸。該接合端可以放置在至少ー個換擋軌附近，可以構(gòu)造成選擇性地在預(yù)定位置接合換擋軌并將其保持在該位置。作為替代，該活塞還可以構(gòu)造成在預(yù)定位置接合并保持至少兩個相鄰的換擋軌。該位置根據(jù)所希望有的功能可以包括掛擋狀態(tài)和空擋狀態(tài)之一。因此，該活塞可以構(gòu)造成將變速器保持在空擋，從而阻止司機選擇擋位。然而，在另ー示例性方案中，活塞可以構(gòu)造成使得操作者能通過施加預(yù)定カ到換擋軌中而超控ー鎖定狀態(tài)。該預(yù)定力是比用于得到第一位置所提供的制動壓カ更大的力，并允許操作者超控該鎖定狀態(tài)并且根據(jù)需要對變速器換擋。壓カ源可以流體連通到活塞缸內(nèi)膛和活塞的頂面以迫使活塞進入接合位置，在此處，接合端與至少ー個鎖定件相互作用以選擇性地鎖定換擋軌就位。換擋軌可以設(shè)置有凹ロ或凹槽，以供接納該至少ー個鎖定件。鎖定件可以包括多個球、軸或其它支承軸承件，其構(gòu)造成用于與該凹ロ或凹槽接合以將換擋軌鎖定就位。示例性方案提供了用于將變速器內(nèi)的至少ー個換擋軌設(shè)置在預(yù)定位置的方法。該方法可以包括如下步驟通過供應(yīng)預(yù)定的氣壓到活塞的頂部來配置主箱，從而將活塞移入活塞缸內(nèi)膛中的作動位置。示例性構(gòu)造將至少ー個球移入換擋軌上的缺口內(nèi)，并且迫使該至少ー個球?qū)Q擋軌鎖定在其當(dāng)前位置，并且要求換擋，從而中斷氣體供應(yīng)，井迫使活塞移到未作動位置?？梢蕴峁椈梢云仁够钊撾x接合，從而讓該至少ー個球移動，以允許換擋軌自由運動以及新?lián)跷?齒輪)配置選擇。因此，單軌或多換擋軌可以通過使用單個鎖定活塞同時互鎖，該鎖定活塞移動至少ー個球形支承件以接合入換擋軌上設(shè)置的缺ロ。結(jié)果，最小化了多個零件及其相互作用，降低了復(fù)雜度和成本。參考圖1、2和3，示出了多軌變速器100。該變速器100可包括多速主變速箱112，其與可選設(shè)的擋位段式副箱114相串聯(lián)。該變速器100被裝納在箱體200 (圖2)中，該箱體200具有發(fā)動機接ロ界面/離合器殼310、前箱殼320和后箱殼330 (圖3)。該離合器殼310保護并蓋住離合器106并且為將變速器100加裝到原動機104例如內(nèi)燃機、電動馬達等提供結(jié)構(gòu)安裝點。前箱殼320圍繞主箱112的內(nèi)部零件并且為加裝換擋桿殼體總成210提供支承。后箱殼330可以裝納可選設(shè)的擋位段式副箱114。變速器100包括輸入軸116，該輸入軸通過選擇性脫離且常態(tài)下接合的主摩擦離合器106由原動機104驅(qū)動，該主摩擦離合器具有主動地連接到發(fā)動機曲柄軸120的輸入部或者說驅(qū)動部118和可旋轉(zhuǎn)地安裝到變速器輸入軸116的從動部122。在主箱112中，輸入軸116帶有輸入齒輪124從而基本上同轉(zhuǎn)速地同步地驅(qū)動ー對副軸總成126。基本上相同的這兩副軸總成126示出為位于主軸128的徑向相對側(cè)，該主軸與輸入軸116基本上同軸布置。每個副軸總成126包括由殼體中軸承132和134支承的副軸130。每個副軸總成設(shè)有裝設(shè)成與其一起旋轉(zhuǎn)的ー組副軸齒輪138、140、142、144、146和148。多個主軸齒輪150、152、154、156和158圍繞主軸128并且它們借助于離合器滑環(huán)160、162和164可一次ー個地、選擇性地接合到主軸128以與其一起旋轉(zhuǎn)。離合器滑環(huán)160還可以被用來將輸入齒輪124接合到主軸128以實現(xiàn)輸入軸116和主軸128之間的直接驅(qū)
動關(guān)系。主軸齒輪158是倒擋齒輪并通過常規(guī)的中間惰輪(未示出)與副軸148連續(xù)嚙合。主箱112提供多個速比以獲得想要的車速和爬行。繼續(xù)參考圖1，示意性的可選設(shè)的擋位 段式副箱114包括兩個基本相同的副軸總成174，每個副軸總成包括借助在箱體200內(nèi)的軸承178、180支承的副軸176 (圖2)，在該副軸上裝有隨副軸轉(zhuǎn)動的兩個副箱副軸齒輪182和184。副箱副軸齒輪182始終與副箱輸入/主箱輸出齒輪186嚙合并支承它，該副箱輸入/主箱輸出齒輪安裝在主軸128上。副箱副軸齒輪184始終與圍繞變速器輸出軸190的副箱輸出齒輪188嚙合。轉(zhuǎn)到圖2-6，示出的變速器100具有位于換擋桿殼體總成210頂側(cè)上的換擋機構(gòu)蓋上的選擋機構(gòu)212。通常選擋機構(gòu)212被用于選擇箱體200內(nèi)的預(yù)定速比。選擋機構(gòu)212可有效地通過換擋軌500、502、504(圖5)連接到換擋撥叉460、462和464，這些換擋撥叉接合相應(yīng)的離合器滑環(huán)160、162、164。通常,這些離合器滑環(huán)160、162和164分別借助于換擋撥叉460、462和464軸向定位。離合器滑環(huán)160、162和164可以是同步式或非同步式的。在示例性方案中，離合器滑環(huán)160和162是同步的，而離合器滑環(huán)164是非同步的。另外，如圖所示，離合器滑環(huán)160、162和164是三位置式離合器，其中，如圖I所示，它們可借助于換擋撥叉460、462和464被分別定位在居中的未接合位置、前接合位置或后接合位置。在所不的方案中，以及最佳可見于圖4和5,換擋撥叉460、462和464 —體集成到換擋桿殼體總成210中并可受位于換擋機構(gòu)蓋220上的選擋機構(gòu)212控制。而選擋機構(gòu)212又可受司機控制，該司機操控呈換擋桿214 (圖2)形式或呈氣動作動器輸入裝置(未示出)形式的變速器輸入裝置。該氣動作動器輸入裝置可以通過司機借助于位于駕駛室(未示出)內(nèi)的一系列啟動按鈕或桿(未示出)來接合或脫離。這些啟動按鈕可用于供應(yīng)壓カ到作動器輸入裝置以定位換擋撥叉460、462和464并啟動相應(yīng)離合器滑環(huán)160、162、164以選擇預(yù)定的速比。然而，人們將理解，在使用氣動(流體)作動器輸入裝置的情況下，氣流或液壓流體系統(tǒng)可包括在內(nèi)(未示出)。該系統(tǒng)可以包括設(shè)置在氣動作動器和壓カ源(未示出)之間的多個閥和調(diào)節(jié)器(未示出)以提供為啟動換擋所需的預(yù)定壓力。如圖2所示，換擋桿214可以通過中間換擋連桿216連接到選擋機構(gòu)212和換擋桿殼體總成210，并可布置成與選擋機構(gòu)212間隔開ー些距離。在所示的方案中，換擋撥叉460,462和464的軸向運動通過有效連接的換擋軌500、502和504受到控制。換擋軌500、502和504可被裝納在換擋機構(gòu)蓋220之下并通過中間布置的選擋機構(gòu)212而受到換擋桿214的操作的控制。作為三軌換擋配置的替代機構(gòu)可使用具有其它不同數(shù)目換擋軌、甚至或者是單換擋軌的那些機構(gòu)。另外，在所示的示例性方案中，在某些時間可以僅接合ー個所述離合器滑環(huán)160、162和164。如上所描述的，如圖1-3和6所示的示例性方案包括副箱114。該副箱該副箱可以包括同步的雙位置副箱牙嵌式接合器總成192 (圖I)，其借助于副箱換擋撥叉(未示出)軸向定位。該牙嵌式接合器總成192可旋轉(zhuǎn)地安裝到輸出軸190以與其一起旋轉(zhuǎn)。副箱換擋作動器總成296被設(shè)置用于或者是將齒輪188接合到輸出軸190以獲得低速擋運行，或者是接合齒輪186和主軸128接合到輸出軸190以獲得變速器100的高速擋運行。如上所提及的，采用示例性變速器100的車輛在某些情況下行駛并會行經(jīng)多種不同的路況；這些路況可能是崎嶇而不平坦的，這導(dǎo)致振動和駕駛室相對于車架的運動。換擋機構(gòu)212和換擋桿214伸入駕駛室內(nèi)，而這些運動和振動可能導(dǎo)致駕駛室干擾并顛簸碰到換擋桿214。如上所述，這些未對準(zhǔn)可能導(dǎo)致變速器無意地脫離擋位，這也稱為脫擋。這樣的情況可能導(dǎo)致誤換擋，這最終導(dǎo)致零件壽命降低或車輛損壞。在此所呈現(xiàn)的換擋桿殼體總成210的方案有助于減少或消除脫擋的發(fā)生。換擋桿殼體總成210提供了這樣的機構(gòu)，司機借助于該機構(gòu)可以選擇并保持所要的擋位齒輪組以行經(jīng)多種不同的路況。換擋桿殼體總成210不僅包括換擋撥叉460、462和464以及換擋軌500,502和504，還包括互鎖組件340。圖6所示的示例性方案說明了選擇性地布置在換擋總成蓋220中的互鎖組件340，并且該互鎖組件垂直于變速器100的縱長軸線A-A (圖2)延伸。該互鎖組件340構(gòu)造成將換擋軌500、502和504保持在預(yù)選定的齒輪組中以防出現(xiàn)脫 擋狀態(tài)。圖6-12示出了互鎖組件340的多種不同的示例性方案。這些附圖示出了設(shè)置在換擋撥叉460、462和464之前以與換擋軌的前端506接合的互鎖組件340。然而，該互鎖組件340可以設(shè)置在沿換擋軌500、502和504的任何位置，而不局限于換擋桿殼體總成210內(nèi)的特定位置?；ユi組件340包括布置在換擋總成蓋220內(nèi)形成的缸內(nèi)膛或者互鎖腔652中的鎖定活塞650。鎖定活塞650具有垂直地朝軸線A-A延伸的同軸芯桿654。芯桿654具有構(gòu)造成接合至少ー個鎖定元件658的鎖定活塞接合部656 ;該鎖定元件與設(shè)在至少ー個換擋軌500、502和504上的接合區(qū)700、702和704(圖7)形狀互補。這些接合區(qū)700、702和704可以呈任何對應(yīng)于鎖定元件658的尺寸和形狀的構(gòu)造。如圖所示，接合區(qū)700、702和704是設(shè)在換擋軌500、502和504的外表面上的多個狹槽或缺ロ。芯桿654構(gòu)造成在從缸內(nèi)膛652伸入鎖定元件腔722 (圖7)內(nèi)的間隙孔660。鎖定元件腔722設(shè)置成垂直于缸內(nèi)膛652且垂直并鄰近于至少ー個換擋軌500、502和504延伸。鎖定元件658構(gòu)造成在鎖定元件腔722內(nèi)滑動以接合至少ー個換擋軌500、502和504。間隙孔660通過彈簧沉孔部670在其鄰近于缸內(nèi)膛652處的端部被擴寬。復(fù)位螺簧672可以圍繞芯桿654并布置在間隙孔660中。該彈簧672可用于將鎖定活塞650偏置遠離軸線A-A并試圖使芯桿654的鎖定活塞接合部656與換擋軌接合區(qū)700、702和704脫離。鎖定活塞接合部656連同鎖定元件658與換擋軌接合區(qū)700、702和704之間的相互作用可以防止主箱112和副箱114之一的無意換擋，這可以防止出現(xiàn)脫擋情況。O形環(huán)密封件680布置在鎖定活塞650周向的槽682中。密封件680使鎖定活塞650相對于缸內(nèi)膛652密封，而同時允許它們之間的相對運動。缸內(nèi)膛652是被封閉的，而鎖定活塞通過設(shè)置在缸內(nèi)膛652上的缸蓋342 (圖3)被保持在其中。在一個示例性方案中，該蓋342可用于使該缸內(nèi)膛652相對于換擋總成蓋220密封。至少ー個緊固件344被用來將該蓋342固定到換擋總成蓋220。缸蓋342可以包括與在缸蓋342中凹設(shè)并位于缸內(nèi)膛652附近的腔室686交貫的通道684。接頭346 (圖3)可被插入該通道684中以連通到壓力源(未示出)，從而將壓カ源與缸內(nèi)膛652流體連通。接頭346構(gòu)造成容納預(yù)選定的管道或軟管連接件。繼續(xù)參考圖7-9，示出的鎖定活塞接合部656的示例性方案具有漸縮構(gòu)型710，且鎖定元件658示出為呈至少ー個球形支承件720 (盡管示出為兩個)形式。該漸縮的構(gòu)型710提供接觸面以使球形支承件720向外移動遠離芯桿654并朝向換擋軌500、502和504。該向外運動防止換擋軌如前所述地移動離開擋位并脫擋。人們應(yīng)該明白，鎖定活塞接合部656和鎖定元件658不應(yīng)以任何形式限制形狀，而是可以使用任何想要的構(gòu)型。僅作為示例，圖10示出了芯桿654在鎖定活塞接合部656處沿著漸縮構(gòu)型710進ー步具有減小的直徑部分1010。該減小的直徑部分1010具有與兩個球形支承件720之間的空間一致并呈現(xiàn)該空間形狀的預(yù)定環(huán)形面。具體地，該減小的直徑將導(dǎo)致接合部656的環(huán)形面與球形支承件720的接觸面相干渉。該構(gòu)造通過在兩個球形支承件720之間設(shè)置有效的止擋來提供更大的鎖定效果。以這種方式，能夠最小化或者消除會導(dǎo)致變速器無意地脫擋或者被司機無意地換擋的車輛振動。 圖11示出了流體控制系統(tǒng)1110的示意性方案。該流體控制系統(tǒng)1110可以包括由司機作動的接合桿，例如開關(guān)或離合踏板1112，其有效地聯(lián)接到至少ー個流體控制閥1114、壓カ源1116和缸內(nèi)膛652。該互鎖組件340可被認為是雙位置開關(guān)，其中，鎖定活塞650被彈簧偏置向第一位置。在第一位置中，流體控制閥1114被構(gòu)造成將壓カ源1116旁通以將流體壓カ重新引導(dǎo)離開互鎖組件340，從而允許彈簧的偏壓カ使換擋軌500、502和504脫離并允許司機預(yù)選想要的擋位齒輪組。在第二位置，流體控制閥1114被未起作用，從而允許流體控制系統(tǒng)1110提供來自壓カ源1116的流體以使其流到互鎖組件340。這給缸內(nèi)膛加壓，從而允許鎖定活塞650垂直于軸線A-A移動以接合球形支承件720并最終將換擋軌500、502和504鎖定就位。司機可以通過接合離合踏板1112啟動流體控制閥1114而將壓力源1116旁通遠離缸內(nèi)膛，從而將允許換擋軌500、502和504平行于軸線A-A移動，以預(yù)選定想要的齒輪組。具體地，司機將移動換擋桿214從而使換擋軌500、502和504以及在前-后位置中的互連的換擋撥叉460、462和464軸向移位以選定想要的齒輪組。在選擇想要的齒輪組之后，司機使離合踏板1112脫接，從而將來自壓カ源1116的流體壓カ引導(dǎo)通過流體控制閥1114并通過接頭346以及通道683并終止于缸內(nèi)膛652。這為鎖定活塞650提供向下的力F，從而移動鎖定活塞650和相關(guān)聯(lián)的漸縮構(gòu)型710并且定位球形支承件720以及接合換擋軌接合區(qū)700、702和704。該向下的力F是足夠大到克服彈簧672的偏壓カ的預(yù)定力。該カF導(dǎo)致鎖定元件658向外滑離漸縮構(gòu)型710的中心點712，從而接合所述至少ー個換擋軌接合區(qū)700、702和704。該向下的力F可以由任何已知裝置例如缸體、流體壓カ、螺線管、或其它用于施加力的已知機電裝置施加。相應(yīng)地，主齒輪箱112可通過施加頂著鎖定活塞650以克服彈簧偏壓カ672的呈流體壓カ形式的力F被鎖定于具體的擋位齒輪組中。示出的該鎖定活塞650垂直于軸線A-A移動，從而允許鎖定活塞接合部656的漸縮構(gòu)型710接觸球形支承件720，并迫使其向外并接觸換擋軌500、502和504上的缺ロ，從而限制這些換擋軌的移動。然而，人們應(yīng)當(dāng)明白，該漸縮構(gòu)型710還可提供安全特征，其允許司機超控鎖定結(jié)構(gòu)，這使得司機能夠通過施加比普通力更高的力到換擋桿214來克服流體壓カ源，從而克服該互鎖進行換擋，井迫使擋位齒輪組進入不同的擋位或進入空擋狀態(tài)。[0064]如前所述，互鎖組件340可被用于自動、手自一體以及手動變速器，這些變速器可包括或不包括副箱114。該功能對于安裝在卡車上的變速器來說是希望有的，在卡車中，變速器容易出現(xiàn)脫擋狀態(tài)。根據(jù)描述，示例性方案描述了具有集成到換擋桿殼體總成210的互鎖組件340的有利性，該互鎖組件可以是“現(xiàn)成”物件，其可與多種低遙控(LRC)式變速器設(shè)計構(gòu)造結(jié)合使用，這消除了需要多種版本的系統(tǒng)以適應(yīng)于與多種設(shè)計構(gòu)造結(jié)合使用的必要性。因此，如前所述，使用所示的互鎖組件340可以是單換擋軌或者多換擋軌500、502和504，其可以通過使用單個鎖定活塞650同時互鎖，其中該單個鎖定活塞650使至少ー個球形支承件720移動以接合在換擋軌500、502和504上設(shè)置的缺ロ。該示例性的互鎖組件340不僅在主箱112的正常運行過程中將至少ー個換擋軌500、502和504鎖定就位，在設(shè)有副箱114的情況下，該互鎖組件340還構(gòu)造成將未接合的離合器滑環(huán)160、162和164鎖定在空擋狀態(tài)下直至副箱114已完成高速段或低速段換擋。相應(yīng)地，當(dāng)含有副箱時，互鎖組件可以構(gòu)造成阻止變速器的主箱齒輪組112接合 直至副箱齒輪組114已接合。如上所述，主箱齒輪組112在司機移動換擋桿214時被接合，從而使得發(fā)動機轉(zhuǎn)矩依次經(jīng)過動カ傳動系統(tǒng)。副箱114齒輪組在司機移動閥桿(未示出)時接合，從而允許空氣將副箱缸向前或后移動以接合副箱114齒輪組中的高速或低速段齒輪。該副箱換擋必須在主箱112齒輪組處于空擋時完成以允許副箱114齒輪組同歩。該副箱換擋通常是在移動桿以使主箱112換擋之前預(yù)選定的。當(dāng)主箱112換擋開始時，隨著主箱112的換擋軌500、502和504以及相應(yīng)的換擋撥叉460、462和464移離空擋位置去接合下ー擋位(齒輪)時，將發(fā)生副箱擋位變換。通常在非同步式變速器中，主箱112齒輪組處于空擋的時間要足夠長到允許副箱114擋位變換完成。然而，在同步式變速器中，前擋位齒輪組處于空擋的時間不足以長到讓副箱擋位變換完成。結(jié)果是接合的主箱112齒輪組和副箱114齒輪組處于空擋狀態(tài)，其中流體壓カ仍試圖完成副箱114的擋位變換。這可被稱為“沖擊副箱”并可能損壞變速器。這種狀況可通過采用與啟動流體控制閥1114動作的副箱缸連通的互鎖組件340來防止。參考圖12，示出了流體控制系統(tǒng)1210的另ー個示例性方案。具體地，流體控制系統(tǒng)1210類似于前述的控制系統(tǒng)1110，但包括連到副箱缸1212的互連結(jié)構(gòu)且省去了使用離合踏板1112來啟動流體控制閥1114。具體地，流體控制系統(tǒng)1210可以包括由司機啟動的接合開關(guān)(未示出)，其啟動副箱114并在第一位置和第二位置之間移動。該副箱缸1212有效地連通到流體控制閥1114以如此定位流體控制閥1114從而流體壓カ從壓カ源1116被供應(yīng)到缸內(nèi)膛652，這將會將換擋軌500、502和504鎖定在空擋配置下，直至副箱缸1212完成副箱114從第一位置至第二位置的換擋。參考圖13，示出了使用互鎖組件的示例性方法1300。具體地，示例性方法1300在步驟1302開始，其中互鎖組件340如上所述地被設(shè)置在換擋桿殼體總成210中以供選擇性地將至少ー個換擋軌500、502和504鎖定在預(yù)定位置。在步驟1304中，壓カ源1116和控制系統(tǒng)1110被配置成直接施加力F到互鎖組件340活塞650以與鎖定元件658相互作用。壓カ源1116通過至少ー個雙向閥1114被轉(zhuǎn)送，以將壓力導(dǎo)到互鎖組件中的活塞650。將壓カ導(dǎo)到活塞650迫使活塞650與鎖定元件658接合，該鎖定元件又與換擋軌500、502和504接合，從而將換擋軌鎖定在預(yù)定位置。在示例性方法中，在步驟1306司機希望變換擋位，其中命令可以通過啟動開關(guān)或離合踏板1112來傳遞，這使得該方法繼續(xù)進行到步驟1308，其中施加到互鎖組件340的壓力通過閥1114被轉(zhuǎn)移。通過閥1114重定向的壓カ允許偏壓件或彈簧672迫使活塞650沿相反的方向移動，從而允許鎖定元件658與換擋軌500、502和504脫離，這允許該方法繼續(xù)進行到步驟1310，其中司機將變速器換擋到預(yù)定速比。繼續(xù)進行到步驟1312，司機完成換擋并且松開開關(guān)或離合踏板1112，從而允許壓カ被重新施加到互鎖組件340以將換擋軌500、502和504鎖定在預(yù)定速比。該方法可以根據(jù)需要由司機重復(fù)進行以選擇多種不同的齒輪組和副箱擋位段。應(yīng)該理解，可在變速器中使用ー個以上的示例性互鎖組件340。具體地，第一互鎖組件(未示出)可用于鎖定主箱112以保持想要的擋位 齒輪組，以防出現(xiàn)主箱112的脫擋狀態(tài)或者無意的換擋。另外，第二互鎖組件(未示出)可與副箱114結(jié)合使用以在從高速擋到低速擋或者從低速擋到高速擋的副箱換擋過程中將主箱112齒輪組鎖定在空擋。盡管所示實施例的工作流體據(jù)描述為空氣，但是該流體可以是任何合適的流體，該流體包括液體，液體通常不可壓縮，并因而不會像空氣那樣受壓而是在外力或壓カ下會被排走。此外，工作流體的施加可用于使活塞位移、使葉輪旋轉(zhuǎn)或者為機械能轉(zhuǎn)化器提供任何其它的液壓/氣壓。另外，盡管本文所述的控制信號通過流體例如空氣傳遞到裝置例如活塞，但控制信號也可以通過光、電、或機械輸送工具傳遞到合適的裝置，盡管控制信號優(yōu)選是通過空氣的運動傳遞。因此，人們應(yīng)該理解，上述描述僅是示例性的而非限制性的。除了所提供示例之外的多種方案和應(yīng)用在閱讀了上述發(fā)明之后將是顯而易見的。本實用新型的保護范圍不應(yīng)是參考上述說明進行確定，而應(yīng)是參照所附的權(quán)利要求書以及這些權(quán)利要求所具有的所有等同范圍確定。人們將可以理解并意識到可以對本文所描述的技術(shù)在未來進行進一步的開發(fā)，且所公開的系統(tǒng)和方法將被結(jié)合到未來的方案中?？傊?，人們應(yīng)當(dāng)理解本實用新型將能夠改變和變化。權(quán)利要求書中所用到的所有術(shù)語將具有其最寬泛的合理解釋，且將具有了解本文所描述技術(shù)的技術(shù)人員所理解的基本意思，除非在本文明確地另有所指。尤其是，単數(shù)詞語例如“一”、“該”和“所述”的使用將理解為指代一個或者多個所指的元件，除非權(quán)利要求另有所指地做出了明確限定。說明書所指的“ー個例子”、“一例子”、“ー個方案”或“ー應(yīng)用”意指結(jié)合該例子的描述的特定特征、結(jié)構(gòu)和特性被包括在至少ー個例子中。在說明書多個地方的用語“在ー個例子中”，每當(dāng)它出現(xiàn)時不一定指同一個例子。本實用新型公開內(nèi)容已經(jīng)參考前述的圖示說明而具體地示出和描述，這僅僅是執(zhí)行本實用新型的最佳模式的示意性例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以在實施本實用新型的過程中采用本文所述公開內(nèi)容的圖示說明的多種替代形式，而不背離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。以下的權(quán)利要求書將打算限定本實用新型的范圍，而落入該權(quán)利要求書范圍中的方法和設(shè)備以及它們的等同將被權(quán)利要求書覆蓋。本實用新型的說明書將理解為包括本文所描述元件的所有新穎的且非顯而易見的各種組合，并且在本申請或隨后申請中的權(quán)利要求將可呈現(xiàn)這些元件的任意新穎的且非顯而易見的組合。此外，前述的實施例是示意性的，且沒有單個特征或元件對于本申請或后續(xù)申請所要求的所有可能的組合來說是必不可少的。因此，本實用新型不打算局限于為理解以便實施本實用新型的最佳模式而公開的特殊實施例，而將包括落入權(quán)利要求書范圍的所有實施例。本實用 新型可按照除具體描述和示出外的其它形式來實施而不背離其精神和范圍。本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求書所獨一無ニ地限定。
權(quán)利要求1.一種變速器換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，包括 變速器主箱，該主箱包括圍繞主軸設(shè)置的多個齒輪； 設(shè)在換擋機構(gòu)殼體內(nèi)的至少ー個換擋軌；該換擋軌有效地連接至少ー個換擋撥叉和換擋作動器，該換擋撥叉構(gòu)造成沿著軸線定位所述多個齒輪中的至少一個；和 至少ー個互鎖組件，該互鎖組件有效地連接到換擋軌和壓カ源，其中該互鎖設(shè)備構(gòu)造成選擇性地接合該至少一個換擋軌以防換擋桿移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，還包括圍繞該主軸設(shè)置的副箱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，還包括至少ー個接合件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該接合件是至少ー個球形支承件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該互鎖組件包括至少ー個活塞，該活塞具有芯桿和漸縮接合端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該活塞的芯桿包括第一環(huán)形面和第二環(huán)形面，該第二環(huán)形面設(shè)置在漸縮接合端附近的接合區(qū)處。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該至少ー個換擋軌為兩個相鄰的換擋
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該接合件構(gòu)造成伸入設(shè)在換擋軌的外表面上的缺口中，且該接合件將至少兩個相鄰的換擋軌鎖定在與至少ー個齒輪組一致的預(yù)定位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該芯桿構(gòu)造成使第一球形支承件和第ニ球形支承件位移，從而迫使該第一球形支承件和第二球形支承件向外移動以接合兩個相鄰的換擋軌從而將換擋軌鎖定在預(yù)定位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該第二環(huán)形面構(gòu)造成在預(yù)定的齒輪組將兩個相鄰的換擋軌鎖定并且抵抗超控カ。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互鎖設(shè)備，其特征是，漸縮的接合端構(gòu)造成容許施加超控力，其中，該超控カ是比將芯桿接合到接合件的流體壓カ大的ー個力。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，該互鎖組件設(shè)置在主箱殼體總成中，該殼體總成構(gòu)造成適合于至少兩個不同變速器設(shè)計構(gòu)型。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的互鎖設(shè)備，其特征是，還包括彈簧，該彈簧提供使互鎖組件與所述至少一個換擋軌脫離的偏壓力。
14.換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，包括 變速器主箱殼體總成； 設(shè)置在殼體總成中的至少兩個換擋軌；和 設(shè)在主箱殼體總成中且有效連接到該至少兩個換擋軌的互鎖裝置； 其中，互鎖裝置包括活塞和至少兩個接合件，該活塞具有接合芯桿并設(shè)在活塞缸內(nèi)膛中，所述接合件設(shè)置在通道中且構(gòu)造成在通道中響應(yīng)于芯桿的向下運動而向外滑動，且接合件同時接觸芯桿和所述至少兩個換擋軌以將換擋軌鎖定就位。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，還包括流體壓カ源、閥和作動桿，其中該作動桿使該閥處于供應(yīng)流體壓カ到活塞以及使壓カ源旁通離開活塞之一的位置，該流體壓カ被供應(yīng)到該活塞時將換擋軌鎖定就位。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，該接合芯桿還包括力超控結(jié)構(gòu)，該超控結(jié)構(gòu)是設(shè)在芯桿端部上的漸縮部，該漸縮部設(shè)有表面，該表面具有允許司機施加超控カ的尺寸，該超控力是比用于將芯桿接合到接合件的流體壓カ更大的力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，該變速器主箱殼體總成還包括至少ー個另外的互鎖組件，該互鎖組件設(shè)置成在接收到發(fā)生副箱換擋的信號時將換擋軌鎖定在空擋位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的換擋軌互鎖設(shè)備，其特征是，還包括偏壓件，其中該偏壓件在流體壓カ從活塞上移除后使活塞與接合件脫離。
專利摘要本實用新型提供一種變速器換擋軌互鎖設(shè)備的示例性方案。該換擋軌互鎖設(shè)備包括變速器主箱，該主箱包括圍繞主軸設(shè)置的多個齒輪；設(shè)在換擋機構(gòu)殼體內(nèi)的至少一個換擋軌；該換擋軌有效地連接至少一個換擋撥叉和換擋作動器，該換擋撥叉構(gòu)造成沿著軸線定位所述多個齒輪中的至少一個；和至少一個互鎖組件，該互鎖組件有效地連接到換擋軌和壓力源，其中該互鎖設(shè)備構(gòu)造成選擇性地接合該至少一個換擋軌以防換擋桿移動。
文檔編號F16H63/34GK202451816SQ20112031682
公開日2012年9月26日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者C·D·布蘭得利, D·M·史蒂夫斯 申請人:伊頓公司