具有用于轮毂平移的带花键法兰的变速箱同步器技术领域
本发明涉及一种变速箱，所述变速箱装配在一些系统上，所述一些系统例如任选
地为机动类型的一些运输工具，本发明更确切地涉及这些变速箱中的一些所包括的同步
器。
背景技术
如本领域技术人员已知的，变速箱通常包括至少一个输入轴、至少一个输出轴、至
少一个同步器、至少一个与同步器相关联的拨叉以及至少一个拨叉致动器。每个输入轴和
相关联的输出轴分别具有固定齿轮和空转齿轮，所述固定齿轮和空转齿轮用于共同限定变
速齿轮系(或速度)。
每个致动器负责移动一个拨叉，以便所述拨叉引起同步器的一部分的移动，所述
同步器的一部分可部分地在输出轴上平移，以便促使该输出轴与相关联的输入轴经由该输
出轴的空转齿轮联结起来旋转。
例如，每个同步器可至少包括：
-轮毂，所述轮毂与所述输出轴连成一体旋转，这是由于内花键与所述输出轴的外
花键的配合，
-套筒(或滑动齿轮)，所述套筒(或滑动齿轮)装配成可在所述轮毂上平移，
-同步环，所述同步环包括阴性锥形部分，所述阴性锥形部分能够与空转齿轮的带
牙齿圈(couronneàcrabots)的阳性锥形部分联结，以及
-击发机构(mécanisme d'armement)，所述击发机构安装在所述套筒的内表面与
所述轮毂的外表面之间，并且用于在所述套筒由相关联的拨叉平移时使所述同步环平移，
以使所述同步环与所述空转齿轮的带牙齿圈联结。
在通常称为“反转”的阶段期间，每个套筒能够在相关联的同步环成角度移位之后
平移，以便在通常称为“接合”的阶段期间与已经在通常称为“同步”的阶段期间由同步环同
步的空转齿轮联结。所述同步环与所述空转齿轮的联结用于使该空转齿轮的旋转速度与带
有该空转齿轮的输出轴的旋转速度同步，并且套筒与该空转齿轮的联结用于使该空转齿轮
与带有该空转齿轮的输出轴暂时连成一体旋转。
每个致动器包括凸轮，所述凸轮的旋转促使拨叉的平移以及因此促使同步器的套
筒的平移。该凸轮具有的高度需能够有规律地确保变速齿轮系(或速度)的切换，而不在行
程结束之前卡止。该高度直接取决于所述套筒的行程并且需较优适配，以便确保在采用时
(en prise)的最小化距离(或平移)幅度mdm。
如图1上所示，考虑到套筒MA、同步环和空转齿轮PF1的制造尺寸变化，该最小化距
离幅度mdm预定成能够突然发生所述套筒MA的内花键Cl2与所述空转齿轮PF1的带牙齿圈CC
的牙CR的紧密联结。更确切地，套筒MA的内花键Cl2包括端部齿，所述端部齿包括“防脱
”凹部RE，突出部PR需容置在所述防脱凹部中以确保空转齿轮PF1的有效啮
合，所述突出部限定在构成带牙齿圈CC的牙CR的二面角(dièdres)的相交处上。采用时的最
小化距离(平移)幅度mdm因此限定了在所述变速齿轮系啮合并且套筒MA覆盖了带牙齿圈CC
时要遵循的在防脱凹部RE的前端与二面角的相交处之间的最小化距离。
凸轮的高度取决于变速器的结构和要控制的同步器的结构(锥面数量、齿端部或
牙的棱角度)。因此，对于用于控制所有同步器的同一个致动器坡道，为了避免同步器的阻
力和“加热”问题，尺寸链的确定被证明是复杂的。需注意，当空转齿轮的间隙尺寸链通常在
大约0.06mm至0.3mm之间时，变速箱的阻力问题得到控制。
例如对于旅游车，对于大批量制造的变速箱，该凸轮的高度的管理因此被证明难
以实施，这主要是因为紧凑的制造尺寸公差以及要控制的同步器的尺寸链的协调。实际上，
如果可能通过加工制造或通过借助于厚度垫片适配竞赛变速箱来实现拨叉的精确配对，则
由于成本、控制时间和计量精确性而不可能对于批量变速箱实施。
注意到，当减小变速箱的尺寸以使所述变速箱更加紧凑时，该管理被证明更加难
以实施。
发明内容
因此本发明的目的尤其在于改善所述情况。
本发明因此尤其提供了一种用于装配在变速箱上的同步器，所述变速箱包括至少
一个输出轴，并且所述同步器包括：轮毂，所述轮毂与该输出轴联结起来旋转联结；以及套
筒，所述套筒包括内花键并且能够相对于该轮毂平移，以便所述套筒的内花键与空转齿轮
的牙紧密联结，所述空转齿轮参与限定至少一个变速齿轮系。
该同步器的特征在于：
-该同步器还包括法兰，所述法兰包括副轮毂，所述副轮毂与所述输出轴固定地连
成一体并且具有外花键，以及
-该同步器的轮毂包括内花键，所述内花键能够与所述副轮毂的外花键配合，以用
于能够使所述轮毂相对于所述副轮毂平移，所述平移能够独立于所述套筒和所述空转齿轮
的制造尺寸变化地确保所述套筒的内花键与所述齿紧密联结并且具有最小化平移幅度。
由于由带花键滑动连接件提供的在轮毂与副轮毂之间的平移间隙，所述轮毂可有
效地贴合在所述空转齿轮的包括齿的部分上，无脱开风险并且同时避免了所述拨叉的卡爪
在所述致动器中的止挡或卡止。
根据本发明的同步器可包括可被单独或组合采用的其它特征，尤其是：
-所述法兰可与所述输出轴经由中间零件固定地连成一体，
-所述轮毂可包括至少一个止动挡块，所述止动挡块能够阻止相关联的套筒相对
于所述轮毂平移到大于预定值的距离，
-所述法兰可包括盘，所述盘与副轮毂的端部基本以90°固定地连成一体。在该情
况下，所述同步器可还包括固定齿轮，所述固定齿轮装配在副轮毂上在盘与轮毂之间，并且
与副轮毂连成一体旋转；
所述同步器可还包括抵靠垫圈，所述抵靠垫圈安置在所述轮毂的定向成朝向固
定齿轮的端部，并且能够用作轮毂与固定齿轮之间的界面。
本发明还提供了一种变速箱，所述变速箱包括至少一个输出轴，所述至少一个输
出轴与至少一个上文所述类型的同步器联结。
本发明还提供了一种运输工具，所述运输工具任选地为机动类型的，并且包括上
文所述类型的变速箱。
附图说明
通过阅读以下的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图
中：
-图1示意性示出了套筒的内花键的端部齿与变速箱的空转齿轮的带牙齿圈的牙
之间的紧密配合，
-图2示意性示出了变速箱输出轴的一部分的纵向剖视图，所述部分与根据本发明
的同步器的实施例以及与空转齿轮连成一体，
-图3示意性示出了图2所示的同步器的一些元件和带牙齿圈在组装在输出轴上之
前的透视图，以及
-图4示意性示出了图3所示的同步器的元件在彼此组装并且与空转齿轮联结之后
的透视图。
具体实施方式
本发明的目的尤其在于提供一种同步器SB，所述同步器用于装配在变速箱BV上，
所述变速箱包括至少一个输出轴AS。
在下文中，作为非限制性实施例，认为变速箱BV用于装配在机动类型的运输工具
(例如汽车)上。但根据本发明的变速箱BV可装配所有类型的系统上，以及尤其是陆上运输
工具(无论何种类型)上、海运(或河运)运输工具上和任选地为工业化类型的一些设备上。
在图1至图4中，方向X是纵向的平移方向。
在图2上示意性示出了变速箱BV的极小一部分，此处该部分用于与运输工具的内
燃机经由离合器联结。
尽管在图2上的该部分非常局部地显示，变速箱BV传统地尤其是包括至少一个输
入轴、至少一个输出轴AS、至少一个同步器SB、至少一个与同步器SB相关联的拨叉以及至少
一个拨叉致动器。
在下文中，作为非限制性示例，认为变速箱BV与单离合器联结。因此，该变速箱仅
包括输入轴和输出轴AS。但该变速箱BV可为双离合器(或DCT)类型的。
所述输入轴构成变速箱BV的输入端。所述输入轴用于经由所述离合器接收发动机
转矩并且包括多个固定齿轮，所述多个固定齿轮用于参与限定变速箱BV的变速齿轮系(或
速度)。
输出轴AS构成变速箱BV的输出端。所述输出轴用于经由输入轴接收发动机转矩，
以便将所述发动机转矩传送给与该输出轴联结的传动轴，并且所述输出轴为此包括与所述
输入轴的一些固定齿轮啮合的多个空转齿轮，以便限定变速箱BV的不同变速齿轮系(或速
度)。需注意，当想啮合变速齿轮系时，需暂时使所述空转齿轮与带有该空转齿轮的输出轴
连成一体旋转。
该输出轴AS包括至少一个(通常为多个(例如三个或四个))同步器SB，当(控制)拨
叉本身通过致动器的作用沿着方向X平移时，所述同步器的一部分可通过该(控制)拨叉的
作用沿着方向X平移。注意到，一个致动器可使一个或多个拨叉移动。
根据本发明，每个同步器SB包括至少一个法兰FL、轮毂MO、套筒(或滑动齿轮)MA、
同步环BS以及击发机构。
如图2上所示，法兰FL包括与输出轴AS固定地连成一体的副轮毂SM并且具有外花
键CE3。该固定的一体连接可例如经由中间零件PI实施，该中间零件本身与输出轴AS固定地
连成一体。该中间零件PI例如为轴承，所述轴承能够止挡法兰FL平移并且确保固定齿轮PF2
经由副轮毂SM的外花键CE3而旋转。
轮毂MO与输出轴AS经由副轮毂SM联结起来旋转。如图2和图3上更好地所示，该轮
毂MO更确切地包括内花键Cl1，所述内花键能够与副轮毂SM的外花键CE3配合，以能够使所
述轮毂相对于该副轮毂SM沿着方向X平移(或滑动)。
套筒(或滑动齿轮)MA能够在相关联的拨叉的作用下相对于轮毂MO沿着方向X平
移。所述套筒为此包括内花键Cl2，所述内花键用于与轮毂MO的外花键CE1配合，以能够使该
套筒平移直到这些内花键Cl2至少独立于套筒MA和空转齿轮PF1的尺寸变化地与相关联的
空转齿轮PF1的牙CR可靠地紧密联结并且具有最小化平移(或移动)幅度mdm，所述相关联的
空转齿轮参与限定至少一个变速齿轮系。
需注意，上述的紧密联结通过多个阶段实施，所述多个阶段(对于所述多个阶段中
的一些)使用同步环BS，所述同步环装配在输出轴AS上在套筒MA的一部分与带牙齿圈CC之
间，所述带牙齿圈上限定有齿CR并且所述带牙齿圈与空转齿轮PF1固定地连成一体。
同步环BS包括阴性锥形部分，所述阴性锥形部分能够在同步阶段时与空转齿轮
PF1的带牙齿圈CC的阳性锥形部分联结。所述同步阶段涉及使套筒MA通过相关联的拨叉的
作用而轻微地平移，以便至少迫使击发机构使同步环BS平移，以使该同步环与空转齿轮PF1
的带牙齿圈CC联结，所述击发机构安装在该套筒的内表面与轮毂MO的外表面之间。同步环
BS与空转齿轮PF1(经由带牙齿圈CC)的联结用于将该空转齿轮PF1的旋转速度与带有该空
转齿轮的输出轴AS的旋转速度同步。
在该同步阶段之后接着通常称为“反转”的阶段，在所述反转阶段期间继续使套筒
MA通过相关联的拨叉的作用而平移，以便促使同步环BS成角度移位。
最后，在该反转阶段之后接着通常称为“接合”的阶段，在所述接合阶段期间结束
使套筒通过相关联的拨叉的作用而平移，以便使所述套筒的内花键Cl2与空转齿轮PF1的带
牙齿圈CC的牙CR可靠地紧密联结。套筒MA与空转齿轮PF1的联结用于使该空转齿轮PF1与带
有该空转齿轮的输出轴AS暂时连成一体。
此处“紧密联结”理解为内花键Cl2的端部齿的一些“防脱”凹部RE容置突出部PR的
这个现象，所述突出部限定在构成带牙齿圈CC的牙CR的二面角之间的相交处，如图1上所
示。
最小化平移(或移动)幅度mdm限定成当所述变速齿轮系啮合并且当套筒MA在接合
阶段末尾覆盖了带牙齿圈CC时要遵循的在防脱凹部RE的前端与齿CR的二面角的相交处之
间的最小化距离。
理解到，由带花键滑动连接件提供的在轮毂MO与副轮毂SM之间(沿X的)平移间隙
能够使该轮毂MO有效地贴合在所述带牙齿圈CC上，以获得需用于与新变速齿轮系完全啮合
的行程，而无脱开防脱部的风险，同时避免了所述拨叉的卡爪在所述致动器中的止挡或卡
止。因为行程末尾的间隙变化通过带花键滑动连接件消除，采用时的最小化尺寸链变小并
且独立于构成该尺寸链的零件(套筒MA、同步环BS以及空转齿轮PF1的带牙齿圈CC)的制造
尺寸变化，这能够简单地优化所述尺寸链，并且因此简单地实施具有(非常)复杂形状的零
件，而无需进行额外加工。
注意到，如图2至图4上所示，轮毂MO优选地包括至少一个(优选地多个)止动挡块
BA，所述止动挡块能够阻止套筒MA相对于所述轮毂平移到大于预定值的距离。选择该预定
值以便阻止套筒MA在接合阶段超过所述带牙齿圈CC，以便避免由于空转齿轮PF1的牙的所
有推理风险。如图3和图4上非限制性所示，每个止动挡块BA可由毗连壁限定，所述毗连壁与
轮毂MO的两个相邻的外花键CE1的两个延伸端部基本垂直。
还注意到，如图2至图4上非限制性地所示，法兰FL可包括盘DF，所述盘与副轮毂SM
的端部基本以90°固定地连成一体。在该情况下，同步器SB可还包括固定齿轮PF2，所示固定
齿轮装配在副轮毂SM上在盘DF与轮毂MO之间，并且与副轮毂SM连成一体旋转。理解到，该盘
DF用于阻止固定齿轮PF2沿着与空转齿轮PF1相反的方向平移。盘DF可还用于固定另一个零
件，所述另一个零件任选地作为同步器SB的一部分，如图2上非限制性所示。
同步器SB可还任选地包括抵靠垫圈或半个抵靠垫圈RA，所述抵靠垫圈或半个抵靠
垫圈安置在轮毂MO的定向成朝向固定齿轮PF2的端部，并且能够用作轮毂MO与固定齿轮PF2
之间的界面，如图2上非限制性所示。该抵靠垫圈或半个抵靠垫圈RA用于止挡固定齿轮PF2
平移。
本发明提供了多个优点，所述多个优点包括：
-由于套筒行程末尾的间隙变化通过带花键滑动连接件消除，所述套筒行程末尾
的位置精确，
-可使变速箱更加紧凑，
-尺寸链的实施更简单，
-对于一些零件的制造商的独立性，所述一些零件例如非焊接的并且可在花键上
滑动的带牙齿圈。