Устройство торможения и внутреннего привода задней передачи для коробки передач

Изобретение относится к устройству торможения задней передачи для коробки передач с параллельными валами. Коробка передач содержит ось задней передачи, установленной в картере коробки передач. На ней установлена промежуточная шестерня задней передачи, постоянно зацепляющаяся с первичной шестерней задней передачи. Промежуточная шестерня выполнена с возможностью перемещения между положением выключения и включения задней передачи под управлением кулачка (12) передней передачи, приводимого в действие пальцем (3) переключения. Палец (3) перемещается поворотным движением с осью (2) выбора, для выбора линии передач и перемещаемым поступательным движением в замке (11), заблокированном на оси (2) выбора. Палец (3) перемещает шпонку (13), установленную внутри замка (11), заходящую радиально в кулачок (12) передней передачи. Достигается более эффективное торможение задней передачи. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к внутреннему приводу механических коробок передач, в которых выбор линий передач происходит посредством поворотного перемещения оси выбора, и переключение передачи на выбранной линии передач происходит посредством поступательного перемещения приводного элемента.

Объектом изобретения является устройство торможения задней передачи для коробки передач с параллельными валами, содержащей ось задней передачи, которая установлена в картере коробки передач и на которой установлена промежуточная шестерня задней передачи, постоянно зацепляющаяся с первичной шестерней задней передачи. Промежуточная шестерня может перемещаться между положением выключения и включения задней передачи под управлением кулачка передней передачи, приводимого в действие пальцем переключения, перемещаемым поворотным движением с осью выбора для выбора линии передач и перемещаемым поступательным движением в замке, заблокированном на оси выбора. Палец может при этом включать переднюю передачу или заднюю передачу.

Объектом изобретения является также устройство внутреннего привода механической коробки передач с параллельными валами, содержащей первичную шестерню задней передачи, установленную на первичном валу коробки, вторичную шестерню задней передачи, установленную на вторичном валу коробки, и промежуточную шестерню задней передачи, подвижную между положением выключения задней передачи, в котором она отсоединена от вторичной шестерни задней передачи, и положением включения задней передачи, в котором она с ней соединена.

Объектом изобретения является также коробка передач, содержащая такое устройство торможения или внутреннего привода.

Механические коробки передач с параллельными валами содержат по меньшей мере первичный вал и вторичный вал, между которыми распределены все неподвижные шестерни и шестерни свободного хода, расположение которых определяет различные передаточные отношения передней передачи коробки и ее передаточное отношение задней передачи. Когда коробка имеет промежуточную ось задней передачи, на которой установлена подвижная промежуточная шестерня, зацепляющаяся с неподвижной шестерней неподвижного первичного вала и с неподвижной шестерней вторичного вала, эта промежуточная шестерня может зацепляться с первичной шестерней либо из исходного положения выключения задней передачи, либо во время своего перемещения на удалении от нее. Во всех случаях она зацепляется с первичной шестерней задней передачи, прежде чем встретит зубчатый венец вторичной шестерни.

Когда входы зубчатого венца промежуточной шестерни задней передачи входят в контакт с входами зубчатого венца вторичной шестерни задней передачи, разность скоростей между этими двумя шестернями приводит к появлению скрежета. Для обеспечения переключения на режим заднего хода считается, что скорость первичного вала не должна превышать 150 об/мин, тогда как скорость в режиме холостого хода составляет около 800 об/мин. Следовательно, необходимо затормозить первичный вал до зацепления промежуточной шестерни с этой шестерней.

Эту проблему скрежета можно решить путем добавления синхронизатора на линии задней передачи, чтобы синхронизировать задний ход до его включения. Без синхронизации задней передачи можно просто его затормозить. Из публикации FR 2 604 233 известна система торможения задней передачи, которая действует напрямую как тормоз непосредственно на ось задней передачи.

Первичный вал можно также затормозить, как указано в публикации FR 2 940 386, где раскрыта механическая коробка передач с тормозом задней передачи, в которой используют синхронизатор передней передачи. Он перемещается поступательным движением во время переключения задней передачи на расстояние, достаточное для приведения в действие синхронизатора передней передачи без риска включения соответствующей передачи. Средство привода вилки передней передачи представляет собой рампу, взаимодействующую с системой шарикового фиксатора, которая находится в выемке, выполненной в верхней части вилки, обращенной к пальцу передней передачи. Рампа пальца действует на шариковый фиксатор и перемещает вилку передней передачи. Усилие синхронизации определяется калибровкой пружины, связанной с рампой. Выполненная на этом же пальце противолежащая рампа позволяет вилке передней передачи вернуться в положение после торможения. Следовательно, чтобы вернуться в положение нейтрали, необходимо опять пройти через эту противолежащую рампу, что создает дополнительное усилие на выходе задней передачи.

Чтобы преодолеть недостатки вышеупомянутой системы, настоящим изобретением предусмотрено обеспечение более эффективного торможения задней передачи путем управления синхронизатором передней передачи на входе его приводной вилки.

Для этого изобретением предложено, чтобы палец перемещал шпонку, установленную внутри замка и заходящую радиально в кулачок передней передачи, который она увлекает за собой на первой части хода включения задней передачи. На второй части хода включения задней передачи шпонка убирается радиально внутрь замка, выходя из кулачка передней передачи.

Предпочтительно шпонка выходит из кулачка передней передачи до зацепления между промежуточной шестерней задней передачи и соответствующей кареткой.

Согласно частному варианту осуществления изобретения, шпонка имеет первую направляющую дорожку, направляемую по первой внутренней дорожке замка на первой части хода включения задней передачи, и вторую направляющую дорожку, направляемую по второй внутренней дорожке замка на второй части хода включения задней передачи.

Благодаря этим признакам, приведение в движение вилки передней передачи обеспечивается убирающейся шпонкой. Поток усилий не проходит ни в рампе, ни в шариковом фиксаторе, что позволяет отказаться от точной калибровки шарикового фиксатора и, следовательно, выражается в очень слабом сопротивлении между шпонкой и замком. Кроме того, контакт между шпонкой и кулачком является положительным. В результате усилие синхронизации не ограничивается взаимодействием между рампой и шариковым фиксатором. Предложенное устройство характеризуется лучшим поведением в холодном состоянии. Его устанавливают на коробках передач, выбор в которых происходит за счет вращения, а переключение - за счет поступательного движения.

Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания неограничивающего варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1А и 1В показано устройство внутреннего привода коробки в нейтральной точке и в положении выбора задней передачи;

на фиг. 1С показано устройство торможения вид с пространственным разделением деталей;

на фиг. 1D показан замок блокировки с показом его контактных поверхностей, вид изнутри;

на фиг. 1Е показаны контактные поверхности шпонки;

на фиг. 2А показано устройство в положении выбора пятой передачи, вид в разрезе;

на фиг. 2В показано устройство в положении выбора задней передачи, вид в разрезе;

на фиг. 2С показано устройство во время выхода шпонки, вид в разрезе;

на фиг. 2D показана система во время переключения задней передачи, вид в разрезе.

На фиг. 1А показано устройство внутреннего привода, предложенное для механической коробки передач с параллельными валами, содержащей первичную шестерню задней передачи, установленную на первичном валу коробки, вторичную шестерню задней передачи, установленную на вторичном валу коробки, и промежуточную шестерню задней передачи, подвижную между положением выключения задней передачи, в котором она отсоединена от вторичной шестерни задней передачи, и положением включения задней передачи, в котором она с ней соединена. Это устройство привода содержит специальное устройство торможения.

На фиг. 1А показаны основные элементы устройства вокруг первичного вала 1 коробки передач. Это устройство содержит ось 2 выбора, на которой установлен палец 3 переключения. На этой фигуре ось 2 выбора находится в нейтральной точке. На оси 4 пятой передачи установлены вилка 6 пятой передачи и синхронизатор 7 пятой передачи со своей кареткой 8 и с шариковым фиксатором 18 пятой передачи. На оси 2 выбора установлен блокировочный замок 11, который приводит во вращение палец 2 во время выбора линии передач. Кулачок 12 пятой передачи зафиксирован на оси 4 пятой передачи и перемещает вилку 6 пятой передачи. Палец 3 заходит в кулачок для выбора линии передач, затем перемещается поступательным движением при помощи не показанного механизма для переключения передачи. Убирающаяся шпонка 13 заходит скольжением внутрь замка 11. Она перемещается поступательным движением вместе с пальцем 3 переключения. Штифт 14 препятствует повороту шпонки 13 в замке 11. На палец 3 опирается пружина (не показана), удерживая шпонку 13 в положении опоры на замок. Кулачок 12 пятой передачи, зафиксированный на оси 4 пятой передачи, увлекает вилку 6 пятой передачи. Каретка 8 пятой передачи действует на синхронизатор 7, чтобы затормозить первичный вал 1 во время включения задней передачи.

На фиг. 1В замок 11 повернулся для выбора задней передачи. Шпонка 13 находится в кулачке 12 пятой передачи. На фиг. 1С показаны основные элементы устройства торможения задней передачи. Это устройство разработано для коробки передач с параллельными валами, содержащей ось задней передачи, которая установлена в картере коробки передач и на которой установлена промежуточная шестерня задней передачи, постоянно зацепляющаяся с первичной шестерней задней передачи и выполненная с возможностью перемещаться между положением выключения и включения задней передачи. Перемещение происходит под управлением кулачка 12 передней передачи, приводимого в действие пальцем 3 переключения. Палец перемещается поворотным движением с осью 2 выбора для выбора линии передач и перемещается поступательным движением в замке 11, заблокированном на оси 2 выбора, для включения либо передней передачи, либо задней передачи на одной и той же линии передач. На фигуре показаны:

- убирающаяся шпонка 13, расположенная внутри замка 11, с рампой 13а выключения,

- штифт 14, выполненный на пальце 3 переключения и препятствующий повороту шпонки 13,

- первая и вторая направляющие дорожки 11а, 11b замка и между ними дорожка 11с выключения,

- возвратная пружина шпонки 13, которая толкает ее в радиальном направлении наружу замка 1, прижимая ее к первой направляющей дорожке 11а этого замка, и

- гильза 17, в которой находится пружина 16.

Таким образом, шпонка 13 имеет две направляющие дорожки: первую дорожку 13а, направляемую по первой внутренней дорожке 11а замка на первой части хода включения задней передачи, и вторую дорожку 13b, направляемую по второй внутренней дорожке 11b замка на второй части хода включения задней передачи.

Дорожки 13а и 13b шпонки 13 отстоят друг от друга в радиальном направлении и объединены наклонной рампой 13с выключения, которая взаимодействует с рампой 11с выключения, соединяющей обе направляющие дорожки 11а, 11b замка, показанные на фиг.1D. На фиг. 1Е более наглядно показаны направляющие дорожки 13а, 13b и рампа 13С выключения шпонки 13. Шпонка может быть выполнена из спеченного материала, и контактные поверхности выбраны таким образом, чтобы облегчить механическую обработку замка. Диаметр дорожки 11а замка соответствует диаметру дорожки 13а шпонки. Диаметр дорожки 11b замка соответствует диаметру дорожки 13b.

Работа устройства торможения основана на перемещении шпонки 13: палец 3 перемещает шпонку 13, установленную внутри замка 11, которая заходит в радиальном направлении в кулачок 12 передней передачи, который она перемещает на первой части хода включения задней передачи. Она убирается радиально внутрь замка на второй части хода включения задней передачи, выходя из кулачка 12 передней передачи. Эта работа показана на фиг. 2А-2D, где представлены вышеупомянутые основные элементы. В сечении показано перекрывание “r” между шпонкой 13 и кулачком 12. Здесь же показаны первая направляющая дорожка 11а замка 11 и вторая направляющая дорожка 13b шпонки 13. Частичное увеличение изображения на уровне шпонки 13 позволяет увидеть зазор j между двумя рампами 11с и 13с выключения. Линия разреза G-G синхронизатора 7 проходит через зубья 7а кольца синхронизатора и через входы 8а зубьев каретки 8 пятой передачи. В частичном разрезе в увеличенном виде показан комплект шарикового фиксатора 18 пятой передачи, который позволяет заблокировать ось 4 вилки пятой передачи на задней передаче.

На фиг. 2А устройство показано в положении выбора пятой передачи. Шпонка 13 заходит в кулачок 12 пятой передачи. Ось 4 пятой передачи заблокирована шариковым фиксатором 18.

В положении выбора задней передачи (фиг. 2В) шпонка 13 перемещается по дорожке 11а замка. Когда шпонка встречает рампу 11с выключения, она начинает опускаться в направлении оси 2. Штифт 14 позволяет шпонке 13 опуститься к оси 2 без поворота. Шпонка следует по рампе 11с выключения. Ее перекрывание с кулачком 12 уменьшается. Кулачок пятой передачи перемещается поступательным движением и увлекает каретку 8 пятой передачи. Зубья 8а каретки входят в контакт с зубьями 7а кольца синхронизатора пятой передачи. Синхронизация шестерни свободного хода (не показана) пятой передачи тормозит первичный вал. Защелка 4а фиксатора на оси 4 пятой передачи толкает шарик 18а фиксатора 18.

На фиг. 2С шпонка продолжила перемещаться и опускаться по рампе 11с замка. Рампа шпонки 13 по-прежнему направляется рампой 11с замка. Штифт 14 продолжает удерживать шпонку 13. Фаза синхронизации продолжается до момента, когда шпонка 13 выходит из кулачка 12 пятой передачи до того, как зубья 8а каретки входят в контакт с зубьями шестерни свободного хода пятой передачи. В течение всей операции шарик 18а не выходит из своей защелки 4а.

Чтобы достичь положения, показанного на фиг. 2D, шпонка 13 продолжает перемещаться и опускаться до конца рампы 11с замка. Рампа 13с замка полностью проходит через рампу замка. Шпонка 13 выходит из кулачка передней передачи до зацепления между промежуточной шестерней задней передачи и кареткой 8. Дорожка 13b шпонки приходит в положение опоры на направляющую дорожку 11b замка. Возвратная пружина 16 удерживает шпонку на ее новой дорожке 11b до полного переключения задней передачи. Штифт 14 продолжает препятствовать повороту шпонки 13. Шариковый фиксатор 18 приводит ось 4 пятой передачи в положение нейтральной точки. Входы зубьев каретки 12 пятой передачи не входят в контакт с входами зубьев шестерни свободного хода пятой передачи.

В описанном выше неограничивающем варианте осуществления изобретения синхронизатор передней передачи, который служит для торможения промежуточной шестерни задней передачи, является синхронизатором пятой передней передачи. Вместе с тем, не выходя за рамки изобретения, система убирающейся шпонки работает точно так же на других линиях передач коробки. Единственным условием является, чтобы максимальный допустимый ход шпонки оставался меньше хода каретки до начала свободного хода синхронизатора.

1. Устройство торможения задней передачи для коробки передач с параллельными валами, содержащей ось задней передачи, которая установлена в картере коробки передач и на которой установлена промежуточная шестерня задней передачи, постоянно зацепляющаяся с первичной шестерней задней передачи и выполненная с возможностью перемещаться между положением выключения и включения задней передачи под управлением кулачка (12) передней передачи, приводимого в действие пальцем (3) переключения, перемещаемым поворотным движением с осью (2) выбора для выбора линии передач и перемещаемым поступательным движением в замке (11), заблокированном на оси (2) выбора, чтобы включать переднюю передачу или заднюю передачу на выбранной линии передач, отличающееся тем, что палец (3) выполнен с возможностью перемещать шпонку (13), установленную внутри замка (11), заходящую радиально в кулачок (12) передней передачи, который она увлекает за собой на первой части хода включения задней передачи, и убирающуюся радиально внутрь замка на второй части хода включения задней передачи, на которой она выходит из кулачка (12) передней передачи.

2. Устройство торможения задней передачи по п. 1, отличающееся тем, что убирающаяся шпонка (13) выходит из кулачка (12) передней передачи до зацепления между промежуточной шестерней задней передачи и соответствующей кареткой (8).

3. Устройство торможения по п. 1 или 2, отличающееся тем, что шпонка (13) имеет первую направляющую дорожку (13а), направляемую по первой внутренней дорожке (11а) замка на первой части хода включения задней передачи, и вторую направляющую дорожку (13b), направляемую по второй внутренней дорожке (11b) замка на второй части хода включения задней передачи.

4. Устройство торможения по п. 3, отличающееся тем, что первая и вторая направляющие дорожки (13а, 13b) шпонки (13) отстоят друг от друга в радиальном направлении.

5. Устройство торможения по п. 3 или 4, отличающееся тем, что первая и вторая дорожки (11а, 11b) замка объединены наклонной рампой (11с) выключения.

6. Устройство торможения по п. 5, отличающееся тем, что рампа (11с) выключения замка взаимодействует с рампой (13с) выключения шпонки (13), соединяя обе ее направляющие дорожки (13а, 13b).

7. Устройство торможения по одному из пп. 1–6, отличающееся тем, что пружина (16) толкает шпонку (13) радиально наружу замка (11).

8. Устройство торможения по одному из пп. 1–7, отличающееся тем, что на пальце (3) переключения выполнен штифт (14), препятствующий повороту шпонки (13).

9. Устройство внутреннего привода механической коробки передач с параллельными валами, содержащее первичную шестерню задней передачи, установленную на первичном валу коробки, вторичную шестерню задней передачи, установленную на вторичном валу коробки, и промежуточную шестерню задней передачи, подвижную между положением выключения задней передачи, в котором она отсоединена от вторичной шестерни задней передачи, и положением включения задней передачи, в котором она с ней соединена, отличающееся тем, что содержит устройство торможения по одному из пп. 1–8.

10. Коробка передач с параллельными валами, отличающаяся тем, что содержит устройство торможения по одному из пп. 1–8.