专利名称：一种变速器换档操纵机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及变速器部件，具体涉及一种变速器换档操纵机构，能用于手动操纵变速器或者自动操纵变速器上。
背景技术：
变速器换档操纵机构，一般也称排档选择机构。手动操纵滑动齿轮或滑动啮合套式的齿轮变速器以及用于该变速器的选择换档的换档机构，是众所周知的现有技术。近几年，对这种滑动齿轮或滑动啮合套式的变速器换档操纵机构作了许多的改进。如为简化变速器的壳体总成的结构并减少其制造费用，人们采用了横截面为矩形的变速档，也叫扁平变速档和变速杆，这一点已被大家所知。请参见美国专利4273004号。在现有的技术中，销或球型的互锁机构的使用已经很为普遍，这些已包括在美国专利第3387501号；第4120212和第4296642号中。尽管这些互锁机构在功能上是令人满意的，但并不适应所有类型的换档机构或者对于制造及安装来说，往往是很复杂或耗费昂贵。在现有技术中，变速器操纵机构的互锁一般通过球型与销的互锁机构实现，虽然这种现有技术能很好的适应某些情况，互锁可靠，但其结构复杂，装配麻烦，并且容错性较差。因此，仍需要提供一种简单、可靠的换档机构，以便获得所需要的安全的变速运动，使不同档位之间能够简便的实现互锁，保证变速器的运行安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种变速器换档器操纵机构，其结构简单，能够实现换档互锁，并且锁止可靠；还能实现在脱档之前选档，减少换档时间，提高换档速度，缩短动力中断时间，提高变速器的安全性和使用效率。本发明所述的一种变速器换档操纵机构，包括设在变速器壳体上并且在空间平行的第一换档杆、第二换档杆、第三换档杆和第四换档杆；在所述第一换档杆的中上部配合有第一换档叉和第一换档拨叉，在所述第二换档杆的中下部配合有第二换档叉和第二换档拨叉，所述第三换档杆和第四换档杆的下部分别与第三换档拨叉配合，在所述第四换档杆的中上部配合有第三换档叉；其特征是—换档块由换档指和换档凸轮构成，在所述换档凸轮的中心设有安装孔；一换档轴与第四换档杆垂直，并与所述换档凸轮上的安装孔配合；所述换档指位于第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的两内侧之间；所述换档指和换档凸轮的外侧形状与第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的内侧形状互相适配。所述的一种变速器换档操纵机构，其所述换档凸轮的径向设有空槽，该空槽的一侧为前换档凸轮、另一侧为后换档凸轮，且前换档凸轮和后换档凸轮相对应。所述的一种变速器换档操纵机构，其所述第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的形状是扁平的，且宽度相等，并伸入变速器壳体内。所述的一种变速器换档操纵机构，其所述第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的宽度均略小于所述换档凸轮的空槽的宽度，所述第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的长度均小于所述空槽的深度。以保证配合时不发生干涉，并可以实现限位的作用，确保准确安全的挂入需要的档位。本发明与变速器换档总成配合使用，通过固定于换挡轴上的换挡块与固定于换挡杆上的换挡叉的配合，在不改变原有机构的空间布置和配合关系的前提下，对现有机构中换档块以及换挡叉的形状改变来实现换档互锁，从而代替了现有技术中的球型或销的结构。本发明的主要特点是能够实现档位的主动互锁，互锁功能的实现主要是通过所述的换档指和换档凸轮与相应的换档拨叉的设计来保证。本发明所述的结构中，换档指和换档凸轮与相应的换档拨叉在换档过程中的接触配合部分设计为合适的曲线，并且相互配合的两部分曲线型式相同，以保证在不影响换档块原有的推动进档功能的情况下，实现档位互锁功能。本发明还能够将选档动作安排在脱档之前，省略换档过程中的选档时间，在一定程度上提高了换档速度，缩短了动力中断时间，从而提高了动力性与换档舒适性。从结构上来讲，本发明的型式更为简单，装配简单，简化了装配工艺流程，从一定程度上提高了产品质量的保证能力和可靠性。本发明的优点是通过换档指和换档凸轮来实现的，在档位换档轴上安装了一个换档指，换档指纵向向上安装，靠近换档拨叉一侧，在其相反方向的两侧安装两个换档凸轮。换档指和换档凸轮的边缘被设计成曲线，与换档拨叉内侧的曲线型式一致，通过他们之间的位置的有效配合实现主动互锁。换档时，换档指从中间空档位置按照要求向一侧移动，实现进档，同时换档凸轮向另一侧移动，与无档位要求的换档拨叉配合，将其锁止在空档位置，从而实现主动互锁。本发明的特点是能够实现主动互锁，结构简单、互锁效果良好，并且将选档动作安排在脱档之前，换档过程中去掉了选档时间，提高了换档速度，缩短了动力中断时间。
图1是变速器处于空档中间位置时，本发明的换档块和换档叉的位置示意图；图2是本发明的换档块的轴测图；图3是本发明的结构示意图；图4是图3的左视图；图5是图3的俯视图；图6是整车档位布置示例图；图7是空挡时换挡机构示意图；图8是异侧换档时(脱档I)的示意图；图9是同侧换档时(脱档2)的示意图；图10是换档机构处于锁止位置的示意图。图中2—换档指，3—换档凸轮(后换档凸轮3a、前换档凸轮3b)，4 一换档块，5 —空槽，6 —安装孔，7 —第三换档拨叉，8 —第二换档拨叉，10 —第一换档拨叉，11 一第一换档杆，12 一第二换档杆，13 一第三换档杆，14 一换档轴，15 一第一换档叉，16 一第二换档叉，17 一第三换档叉，18 一第四换档杆。
具体实施例方式下面结构附图对本发明作进一步的说明。参见图1、图2、图3和图4，一种变速器换档操纵机构，包括设在变速器壳体上并且在空间平行的第一换档杆11、第二换档杆12、第三换档杆13和第四换档杆18 ;在所述第一换档杆11的中上部配合有第一换档叉15和第一换档拨叉10，在所述第二换档杆12的中下部配合有第二换档叉16和第二换档拨叉8，所述第三换档杆13和第四换档杆18的下部分别与第三换档拨叉7配合，在所述第四换档杆18的的中上部配合有第三换档叉17 ;其结构特点是一换档块4由换档指2和换档凸轮3构成，在所述换档凸轮3的中心设有安装孔6 ;一换档轴14与第四换档杆18垂直，并与所述换档凸轮3上的安装孔6配合；所述换档指2位于第一换档叉15、第二换档叉16和第三换档叉17的两内侧之间；所述换档指2和换档凸轮3的外侧形状与第一换档叉15、第二换档叉16和第三换档叉17的内侧形状互相适配。进一步，所述换档凸轮3的径向设有空槽5，该空槽5的一侧为前换档凸轮3b、另一侧为后换档凸轮3a，且前换档凸轮和后换档凸轮相对应。进一步，所述第一换档叉15、第二换档叉16和第三换档叉17的形状是扁平的，且宽度相等，并伸入变速器壳体内。进一步，所述第一换档叉15、第二换档叉16和第三换档叉17的宽度均略小于所述换档凸轮3的空槽5的宽度，所述第一换档叉15、第二换档叉16和第三换档叉17的长度均小于所述空槽5的深度。以保证配合时不发生干涉，并可以实现限位的作用，确保准确安全的挂入需要的档位。本发明涉各换挡拨叉固定于对应的换挡杆上，随换挡杆的移动而运动，以带动同步器的运动挂入要求的档位；各换挡叉也固定于对应的换挡杆上，并列重叠布置，与换挡块配合，随换挡块的转动而带动换挡杆的移动；换挡轴垂直于换挡叉，并与换档块上的安装孔配合，该换档块由换档指和换档凸轮构成，固定于换挡轴上，位于换挡叉的两内侧之间；换挡块可以随换挡轴的移动而选择要求的档位位置，并随换挡轴转动，已达到推动换挡叉的功能。换档时，换档指外侧曲线与换档拨叉上端较窄处的曲线配合，可以推动换档拨叉横向移动，带动换档叉移动，实现进档与退档的功能；换档凸轮外侧曲线与换档叉下端较宽处内侧曲线相配合，也可以推动换档叉横向移动；换档指与换档凸轮同时与换档叉相配合，可以实现换档叉的移动，实现档位锁定。为方便说明，要采用某些术语，但不能就此限定住其意义。“同侧换档”是指退出的档位和将要进入的档位在换档指的同一侧面；“异侧换档”是指退出的档位和将要进入的档位在换档指的两侧。整车档位如按图6的布置，“同侧换档”可以举例为2档换4档，“异侧换档”2档换3档。上述术语解释可以用于上述特别提到的术语的变义上，也可以适用于意思相似的术语上。本发明提供了一种简单的互锁机构，具体可以参见图1、2、3、4、5所示。在具体使用中，本发明可以通过外部机构进行驱动，如电机、气动、液力驱动机构等，由这些驱动部件带动换档轴14旋转，进而带动换档块2转动。换档块安装在换档轴上，由换档指与脱档凸轮一体组成。换档凸轮在换挡块下方两侧，分成前换档凸轮3b、一个后换档凸轮3a。换档指和换档凸轮在旋转过程中，其外缘曲线可以与第一换档拨叉15、第二换档拨叉16、第三换档拨叉17的内侧曲线同心配合，通过它们之间相互的位置能有效配合实现主动互锁。本发明的换档及锁止功能可以由图7、图8、图9、图10说明。为方便说明，假设变速器的档位布置如图6所示，首先换档指先回到“中间位置”，或者其初始位置处于中间位置，如图7所示，其后换档轴按档位变换要求，沿轴线移动使换档指移到将换入档换档拨叉的换档槽，此时原挂入档的换档拨叉保持不动，然后换档轴和其上的换档块，按照将换入档的方向转动，如果之前变速器处于在档状态，则先实现脱档，此时换档块上端的换挡指或下端的脱档凸轮的曲线轮廓先将已挂入档的滑轨向中间位置(空档)移动，实现脱档。此时可以分为两种情况(I)当换入档的换档叉与脱开档的换档叉运动方向一致时，如由2档进3档时，此时换档凸轮与第一换档叉15、第二换挡叉16的配合位置如图8所示，换档凸轮与第一换档叉15配合，推动第一换挡叉15运动实现2档退档，同时换挡指与第二换挡叉16配合，推动第二换挡叉16运动，从而使实现3档进档，此情况下主要由换挡凸轮上端推动第一换挡叉15实现脱档。(2)当换入档的换档拨叉与脱开档的换档拨叉运动方向相反时，如由2档进4档时，此时换挡机构与第一换挡叉15、第二换挡叉16的配合如图9所示，换档凸轮与第一换档叉15配合，推动第一换挡叉15运动实现2档退档，同时换挡指与第二换挡叉16配合，推动第二换挡叉16运动，从而使实现4档进档，此情况下主要由换档凸轮下端推动第一换档叉15实现脱档。当换档叉在换档凸轮的带动下完成脱档的同时，换档轴继续转动，换档指推动将挂入档位的换档叉移动，实现进档，与此同时脱档凸轮两段圆弧形成的圆柱与其他两个换档叉下端的圆弧实现同心配合，把除换档指所在的滑轨以外的所有滑轨的换档槽锁止在空档位置上，如图10所示，从而实现主动互锁。本发明能够实现不同档位间的有效互锁。通过换档凸轮和换档叉型线的设计，利用简单的凸轮形状与换档叉之间的配合实现进档与退档。本发明结构简单，自锁效果良好，可以用手动或自动的变速器换档操纵。本发明不仅限于本说明陈述的实例，例如当档位增加时或滑动距离增加时，可以增加换档凸轮轴向的运动长度，或在换档轴上可以布置两组换档块和脱档凸轮，或者变速器档位布置不同而引起的换挡过程具体描述的变化，此种形式的变换都在本发明的保护范围之内。可以认为，上述实施例中诸构件在细节和配置上所进行的种种改变并没有超出下述就本发明提出的权利要求的实质和保护范围。
权利要求
1.一种变速器换档操纵机构，包括设在变速器壳体上并且在空间平行的第一换档杆(11)、第二换档杆(12)、第三换档杆(13)和第四换档杆(18);在所述第一换档杆(11)的中上部配合有第一换档叉(15)和第一换档拨叉(10)， 在所述第二换档杆(12)的中下部配合有第二换档叉(16)和第二换档拨叉(8)，所述第三换档杆(13)和第四换档杆(18)的下部分别与第三换档拨叉(7)配合，在所述第四换档杆(18)的的中上部配合有第三换档叉(17);其特征是一换档块(4)由换档指(2)和换档凸轮(3)构成，在所述换档凸轮(3)的中心设有安装孔(6); —换档轴(14)处于与第四换档杆(18)垂直位置，与所述换档凸轮(3)上的安装孔(6)配合；所述换档指(2)位于第一换档叉(15)、第二换档叉(16)和第三换档叉(17)的两内侧之间；所述换档指(2)和换档凸轮(3)的外侧形状与第一换档叉(15)、第二换档叉(16)和第三换档叉(17)的内侧形状互相适配。
2.根据权利要求1所述的一种变速器换档操纵机构，其特征是所述换档凸轮(3)的径向设有空槽(5 ),该空槽(5 )的一侧为前换档凸轮(3b )、另一侧为后换档凸轮(3a),且前换档凸轮和后换档凸轮相对应。
3.根据权利要求1或2所述的一种变速器换档操纵机构，其特征是所述第一换档叉(15)、第二换档叉(16)和第三换档叉(17)的形状是扁平的，且宽度相等，并伸入变速器壳体内。
4.根据权利要求1或2所述的一种变速器换档操纵机构，其特征是所述第一换档叉(15)、第二换档叉(16)和第三换档叉(17)的宽度均小于所述换档凸轮(3)的空槽(5)的宽度，所述第一换档叉(15)、第二换档叉(16)和第三换档叉(17)的长度均小于所述空槽(5)的深度。
全文摘要
本发明涉及一种变速器换档操纵机构，包括第一换档杆、第二换档杆、第三换档杆和第四换档杆；在所述第一换档杆的中上部配合有第一换档叉和第一换档拨叉，在所述第二换档杆的中下部配合有第二换档叉和第二换档拨叉，所述第三换档杆和第四换档杆的下部分别与第三换档拨叉配合，在所述第四换档杆的中上部配合有第三换档叉；其特征是一换档块由换档指和换档凸轮构成，在所述换档凸轮的中心设有安装孔；一换档轴与第四换档杆垂直，并与所述换档凸轮上的安装孔配合；所述换档指位于第一换档叉、第二换档叉和第三换档叉的两内侧之间。本发明结构简单，能够实现换档互锁；还能实现在脱档之前选档，减少换档时间，提高变速器的安全性和使用效率。
文档编号F16H63/30GK103062385SQ201210574200
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者钟振远, 藏迎青, 王海兵, 严皓 申请人:重庆青山工业有限责任公司