专利名称：带空挡安全开关的双速变速箱换挡装置的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及变速箱的换档装置。尤其是带整体空档起动开关的双速变速箱换档装置。
在典型的多速汽车变速箱中，换档装置用来从用于可旋转的输入和输出轴之间的多个传动比中选择出一个所需要的传动比。为完成这种传动比的选择。在换档装置内设有多个变速轨。例如，若变速箱有五个前进档传动比和一个后退档传动比，则通常这种换档装置需要有三个这样的变速轨。这些变速轨的典型的排列方式是相互平行的相邻排列。其中每一个被支承成可以从中心空档位置向相反的方向沿纵向运动。由于三个变速轨中的每一个均可被拨到两个不同的齿轮啮合位置。因此共有六个不同的传动比(五个向前，一个向后)可供选择。
换档装置进一步还包括一个变速杆，用来选择和拨动变速轨。变速杆的上端向上伸到汽车司机抓握和操纵较方便的位置，下端伸入换挡装置中，以便可有选择地伸入变速机上的凹槽中，并与之相配合。司机通过扳动变速杆的上端绕第一轴(选择轴)转动。即可使其下端插入三个变速轨凹槽中所需要的那个凹槽中。变速杆的这种选择运动并未使任一个变速轨脱离其中的空挡位置，这种运动仅仅是从上述变速轨中选择一个变速机。然后，司机即可扳动变速杆的上端绕第二轴(变速轴)运动，使选定的变速轨脱离其中心空挡位置而进入两个齿轮啮合位置之一。通常变速轴相对于选择轴横向设置。
本发明涉及一种改进的换挡装置，它用于带整体空档安全起动开关的手动换档变速箱。换档装置包括一个固定在变速箱上的中空塔壳，一个拨叉安装在塔壳内，以绕第一轴(变速轴)转动，一根手动操纵的变速杆装在拨叉内，以使其可绕第二轴(选择轴)转动。选择轴设在变速轴上面并与之垂直。变速杆的下端穿过换挡装置向下伸入设置在变速箱内的多个管道的变速轨，并与之相配合。为转换到选定的传动比，首先将变速杆相对于拨叉绕选择轴转动，使其下端插入一个选定的变速轨凹槽中。在变速杆相对于选择轴的第一次动作期间，没有拨叉或任一个变速轨被扳出其空档位置。然后，将变速杆和拨叉相对于变速轴转动，变速杆的下端将所选定的变速轨拨离其空档位置。空档起动开关设置在塔壳内靠近拨叉的位置。空档起动开关响应于拨叉脱离其空档位置的转动动作，产生一个指示变速箱中有一个齿轮被啮合的电信号。空档起动开关的信号用于防止当变速箱的任一个齿轮被啮合时，起动汽车发动机。
本发明的目的在于提供一种带整体空档起动开关的双速变速箱的换档装置。
本发明的另一个目的在于提供这种结构和操纵简单、成本低的换档装置。
根据下面详细描述的最佳实施例，参照附图阅读时，本发明的其它目的和优点对于熟悉本技术的人来说变得很明显。
图1是根据本发明的双速变速箱换档装置的剖视图;
图2是沿图1中2-2线的剖视图。
参照附图，图中表示了一个根据本发明的变速箱换档装置，其总体以标号10表示。换档装置10安装在变速箱的壳体11上。变速箱本身是普通的现有技术。三个细长的变速轨12a、12b、12c设置在变速箱壳体11内，变速轨12a、12b、12c中的每一个均与变速箱的齿轮啮合机构(图中未示出)相联。齿轮啮合机构适合于变速箱内各种各样齿轮的有选择的啮合与接触，以便以普通的方式在输入和输出轴(图中未示出)之间提供一系列适宜的传动比。当变速轨12a、12b、12c处于其图示空档位置时，相应的齿轮啮合机构不将变速箱内的齿轮相互联接起来，因此没有动力通过变速箱传出。但如下面将进一步描述的那样，换挡装置10能够有选择地将变速轨12a、12b和12c从其空档位置向前和向后(从图1看时，是向左和向右)拨动，从而使变速箱在一系列用于变速箱输入和输出轴之间的传动比中选择一个所需要的传动比。
换档装置10包括一个塔壳13，塔壳13的基座通过任意的普通方式固定在变速箱壳体11上，如可用多个螺纹紧固件(图中未示出)。最好如图2所示，塔壳13是中空的，并有一对螺纹通孔13a，13a孔在靠近塔壳13的基座处的塔壳13的相对两侧相互同轴布置。轴线15(变速轴，待后述)由孔13a确定。支承件16拧入各孔13a中，每一个支承件16的端部带有一个沿变速轴15伸入塔壳13内的圆柱形轴颈16a，每个圆柱形轴颈16a上装有一个环形轴承17。
一个变速叉，其总体以标号20表示，它安装在塔壳13内，以使其可绕变速轴线15转动。最好如图2所示，变速叉20包括一对下叉腿21，其上各有一个通孔22。孔22的大小制成可将环形轴承17装入其中，以使得变速叉20被枢轴地支承在塔壳13内，从而可绕变速轴线15转动。最好如图1所示，变速叉20还包括一对上叉腿23，每个上叉腿上同轴设置通孔25，从而确定贯穿其中的轴线26(选择轴，待后述)，选择轴线26与变速轴线15相垂直，并设置在塔壳13的上部。枢轴销27穿过孔25，设置在变速叉20的两个叉腿23之间。在上叉腿23之间，围绕枢轴销27设置一对环形轴承28。
变速杆30垂直穿过换档装置10，其上加工有通孔31。枢轴销27和环形轴承28安装在孔31中，从而使变速杆30相对于变速叉20可绕选择轴26转动。正如后面将讨论的那样，变速杆30的上端伸出塔壳13，处于司机容易抓握和操纵的位置。一个柔性的保护罩32装设在塔壳13和变速杆30之间，保护罩32的下端用卡箍33固定在塔壳13的上端，而其上端用卡箍35固定在变速杆30上，保护罩32在允许变速杆30的运动不受限制的情况，防止灰尘或其它污染物进入塔壳13内。变速杆30的下端向上穿过塔壳13，伸入由每一个变速轨12a、12b和12c上的、沿直线排列的凹槽所围区域。
如图2所示，拨叉20的一个下叉腿21上没有凸台40，凸台40从下叉腿21向外伸出，其端面通常为一平面，平面的中心有一个小凹口41。凸台40与穿过塔壳13的孔42对正，一个空挡起动开关装置43装在孔42内。空档起动开关装置43是普通的现有技术，它带一个可动的插头45，用于贴靠在凸台40的端面上。如下面详细描述的那样，空档起动开关装置43产生一个反应拨叉20动作的电信号。
为使变速箱运转，首先扳动变速杆30的上端，使其绕上面的选择轴26转动。如上所述，变速杆30的这种运动异不引起拨叉20的动作。因此，拨叉20仍保持在图示的空档位置。在此位置，空档起动开关装置43的插头45卡在凸台40端面上的凹口41中。通过扳动变速杆30绕选择轴26转动，变速杆的下端可移入变速轨12a、12b和12c上所形成的直线排列的凹槽之一。变速杆30的这种选择运动并不使任一个变速轨12a、12b、12c脱离其中空挡位置，这种运动只是在变速轨12a、12b、12c中选择一个。
众所周知，人们希望防止出现在变速箱未处于空档位置时起动汽车发动机的情况。只需空档起动开关装置的插头45保持在凸台40的凹口41中，空档起动开关装置43就会产生一个电信号，这个电信号表明变速箱中的所有齿轮都未啮合。因此没有动力通过变速箱输出，即变速箱处于空档。这个电信号被用于普通的联锁点火装置(图中未示出)或其它可使汽车发动机起动的装置。
为了使变速箱处于啮合状态，通过使变速杆30的上端绕变速轴线15转动，可使变速轨12a、12b、12c中已选定的那一个脱离其中心空档位置。如上所述，变速杆30的这种运动也使得拨叉20摆动脱离其空档位置。拨叉20的摆动带动凸台40上的凹口41相对于空档起动开关装置43的插头45运动，从而使得插头45缩入空档起动开关装置43内。插头45的缩回引起空档起动开关装置43产生一个电信号，以此表示变速箱里的齿轮中已有一些被啮合，即变速箱不在空档位置。这个电信号被用于联锁点火装置，以防止汽车发动机被起动。因此可以看出，通过检测拨叉20的运动，可由空档起动开关装置43产生相应的电信号。
上述的变速轴15的选择轴26的相对方位是有利的。通过将变速轴15设置在塔壳13的下部附近及相对靠近变速轨12a、12b和12c，在扳动变速杆30绕变速轴15摆动时，可为司机提供一机械效益。这种机械效益使得与将变速轴线15设置在塔壳13内的上部的情况相比，所需的扳动变速轨12a、12b和12c中选定的那一个的力减少了。在变速过程中，这一点对于变速装置10的舒适或“手感”是很重要的。
由于选择轴线26设置在变速轴线15的上方(即与变速轴线15相比远离变速轨12a、12b和12c)，因此变速杆30绕选择轴线26的运动不具备这种机械效益。但由于变速杆30在绕选择轴线26运动时并不啮合或带动任何零件，因此没有这种机械效益也无关紧要。此外，由于选择轴线26设置在比变速轴线15离变速轨12a、12b和12c更远的位置，因此当将变速杆30的上端绕选择轴线26转动一个预定距离时，变速杆30的下端将运动比其上端绕变速轴线15转动时更远的距离。因此司机不必象为选择所需的变速轨12a、12b和12c之一那样大幅度地扳动变速杆30的上端，从而提供了一种更便利的变速形式。
根据专利法规的条款，本发明的原理及操纵方式均已在其最佳实施例中给予阐述及图示。但必须指出，本发明还可以以不脱离这些特殊阐述及图示的构思和范围的其它形式实施。
权利要求
1.一种用于带有多个可移动变速轨的变速箱的换档装置，包括括一个下端联接于变速箱上的中空塔壳；一个装在所述的塔壳内以相对于一个第一轴线转动的拨叉；和一个安装在所述的拨叉上以相对于一个第二轴线转动的变速杆，所述的第二轴线设置的所说的第一轴线上面，所述的变速杆延伸到与变速轨配合，变速杆可相对于所述的第二轴线转动以便在各变速轨中选择一个要扳动的变速轨。所述的变速杆可带动所述的拨叉相对于所述的第一轴线转动以拨动变速轨中被选定的那一个。
2.如权利要求1所述的换档装置，其中所述的拨叉有一对下叉腿，每条下叉腿上有一个通孔，其中所述的换档装置进一步还包括与所述的塔壳相联并伸入其中的一对支承件，所述的支承件与所述的第一轴线对齐并安装于所述的下叉腿孔中，从而将所述的拨叉支承于其上以使其可相对于第一轴线转动。
3.如权利要求2所述的换档装置，其中所述的拨叉进一步包括一对上叉腿，每个上叉腿上有一个通孔，且其中所述的换档装置进一步步包括一根穿过所述的变速杆伸入所述的上叉腿孔中的枢轴销，所述的上叉腿孔与所述的第二轴线对齐，从而将所述的变速杆支承于所述的拨叉上，以使其可绕第二轴线转动。
4.如权利要求1所述的换档装置，进一步还包括安装在所述的塔壳内的一个开关装置，它响应所述的拨叉绕第一轴线转动以产生一个电信号。
5.如权利要求4所述的换档装置，其中所述的开关装置包括一个适于与所述的拨叉上的一个凸台相啮合的插头。
6.如权利要求4所述的换档装置，其中所述的开关装置是一个空档起动开关。
7.一种用于变速箱的换档装置，变速箱中至少有一个可以从空档位置移到齿轮啮合位置的变速轨，它包括一个联接于变速箱上的中空塔壳;一个安装在塔壳中的可相对于第一轴线转动的拨叉;一个安装在所述的拨叉内以使其相对于第二轴线转动的变速杆，所述的变速杆伸入变速轨中与之配合，变速杆可绕所述的第二轴线转动以便在各变速轨中选择一个要拨动的变速轨，所述的变速杆还可带动所述的拨叉绕所述的第一轴线转动，以拨动在各变速轨中选定的那一个;和一个安装于塔壳内并用于产生一个响应拨叉绕第一轴线转动的电信号的开关装置。
8.如权利要求7所述的换档装置，其中所述的拨叉具有一对下叉腿，每个下叉腿上有一个通孔，且其中所述的换档装置进一步包括一对联接于所述的塔壳上并伸入其中的支承件，该支承件与所述的第一轴线对齐，并安装于所述的下叉腿孔中以使支承于其上的拨叉可相对于所述的第一轴线转动。
9.如权利要求8所述的换档装置，其中所述的拨叉进一步还包括一对上叉腿，每个上叉腿上有一个通孔，且其中所述的换档装置还进一步包括一个穿过所述的变速杆伸入上叉腿孔中的枢轴销。所述的上叉腿孔与第二轴线对齐以使的支承在所述的拨叉上的变速杆可绕所述的第二轴线转动。
10.如权利要求7所述的换档装置，其中所述的开关装置包括一个适于与所述的拨叉上的一个凸台相啮合的插头。
全文摘要
用于手动换挡变速箱的换挡装置包括一个安装于塔壳内可绕变速轴转动的拨叉。一个变速杆安装于拨叉内可绕设置于变速轴上面并与之垂直的选择轴转动。变速杆的下端伸入变速箱内的普通变速轨中。通过将高速轴设置在较靠近变速轨的位置。在绕变速轴扳动变速杆时可获得的机械效益。一个空挡起动开关安装在塔壳内拨叉附近。空挡起动开关对拨叉脱离空挡的运动产生反应，从而产生一个电信号。
文档编号F16H59/70GK1045164SQ8910842
公开日1990年9月5日 申请日期1989年11月6日 优先权日1989年2月23日
发明者詹姆斯·勒·霍尔曼, 乔治·阿·威尔福德 申请人:达纳公司