CN103608613B - 将转动能从驱动轴传递到从动轴上的传动装置及相应车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将转动能从驱动轴传递到从动轴（7）上的传动装置，包括：第一传动级（4），所述第一传动级具有在所述驱动轴上的第一驱动齿轮（8）和在所述从动轴（7）上与所述第一驱动齿轮（8）处于啮合中的第一从动齿轮（10）；以及第二传动级（6），所述第二传动级具有在所述驱动轴上的第二驱动齿轮（12）和在所述从动轴（7）上与所述第二驱动齿轮（12）处于啮合中的第二从动齿轮（14）；其中所述第一传动级（4）的传动比与所述第二传动级（6）的传动比不同。根据本发明调整装置（38、54）用于同时接入所述第一传动级（4）和所述第二传动级（6），从而使得所述第一传动级（4）和所述第二传动级（6）相互卡锁。

Description

将转动能从驱动轴传递到从动轴上的传动装置及相应车辆

技术领域

本发明涉及一种用于将转动能从驱动轴传递到从动轴上的传动装置以及一种具有这种传动装置的车辆。

背景技术

传动装置例如在车辆中用于转换从马达输出的、用于例如像车辆的车轮一样的致动器的转动能。所述转换能够与所述转动能的转速、转动方向或者其他特征参量相匹配。

为此传统的传动装置具有从马达接收转动能的驱动轴和将转换过的转动能输出到致动器的从动轴。

为了匹配，一般处于驱动轴上的小齿轮或者说主动轮（Ritzel）接纳转动能并且将其传递到处于从动轴上的齿轮上。小齿轮和齿轮相互啮合并且通常以确定的传动比不同快慢地转动。

在多级传动装置中，在驱动轴上布置有不同的小齿轮并且在从动轴上布置有不同的齿轮。对确定的传动比而言，能够人工地或者自动地选择用于相互啮合的确定的小齿轮和确定的齿轮。

在一些应用中展示出，也可能反过来将转动能从从动轮传递到驱动轮上，因为例如停放在山上的、不具有其他例如像手刹一样的制动机构的车辆滚下山这种情况。但是这种车辆不符合道路交通中的安全规定，因为车辆在停止状态下除了手刹必须由第二个独立于手刹的制动***保持。

发明内容

因此，本发明的任务在于，防止传动装置将转动能从从动轴传递到驱动轴。

该任务通过根据本发明的、用于将转动能从驱动轴传递到从动轴上的传动装置以及包含这种传动装置的车辆来解决。

其他有利的设计方案在下文中给出。

根据本发明的第一方面，用于将转动能从驱动轴传递到从动轴上的传动装置包括下列特征：

－第一传动级，具有在所述驱动轴上的第一驱动齿轮和在所述从动轴上与所述第一驱动齿轮处于啮合中的第一从动齿轮；以及

－第二传动级，具有在所述驱动轴上的第二驱动齿轮和在所述从动轴上与所述第二驱动齿轮处于啮合中的第二从动齿轮，

－其中所述第一传动级的传动比与所述第二传动级的传动比不同。

根据本发明，所述传动装置包括调整装置，用于同时接入所述第一传动级和所述第二传动级，从而使得所述第一传动级和所述第二传动级相互卡锁。

根据本发明的传动装置的构思在于，在多种传统的应用中，连接到传动装置的马达能够不接纳转动能并且因此像制动装置一样起作用。但是具有较新的马达类型、例如也能够作为发电机起作用的电动机的较新的应用却强行实施通过马达直接接纳转动能，如例如在混合动力车辆中，其中制动能被中间存储在电池中。马达在这种情况下能够不再用作制动***。此外，本发明的构思还在于，驱动轴和从动轴不能以两个不同的传动比同时转动。如果因此在车辆中同时接入两个不同的挡位，则所述车辆不再能够向前运动。这种解决方案很大程度上成本平衡，因为所有为了技术上实现根据本发明的构思所需的元件、也就是两个传动级在传统的传动装置中已经存在并且不需要补充。因此传统的传动装置能够以相对低的花费根据本发明更新装备。此外，在使用了所述传动装置的应用、如例如车辆中，少到无需额外的空间去实现本发明。

在一种改进方案中，调整装置能够相对于从动轴轴向移动地支承并且包括下列特征：

－第一连接元件，用于在所述调整装置的卡锁位置中将所述第一从动齿轮与所述从动轴形状锁合地连接起来；以及

－第二连接元件，用于在所述调整装置的卡锁位置中将所述第二从动齿轮与所述从动轴形状锁合地连接起来。

为此能够通过这种方式使用所述两个连接元件之一，为了传递转动能从驱动轴到从动轴按顺序激活所述两个传动级，其方式为所述连接元件通过轴向移动在相应的驱动齿轮与从动齿轮之间相应地建立形状锁合的连接。卡锁位置能够完全置于按顺序的换挡过程的末端，由此能够在马达还将转动能传递到传动装置上期间锁止相应的调整元件位置，从而保护所述传动装置不受损害。

在一种特殊的改进方案中，所述第一从动齿轮与所述第二从动齿轮之间的平均从动齿轮间距不同于所述第一连接元件与所述第二连接元件之间的平均连接元件间距。

通过这种方式能够通过第一连接元件从卡锁位置的轴向移动来实现，第二连接元件松开其与第二驱动齿轮的啮合并且第一连接元件还一直啮合到第一驱动齿轮中，从而使得用于在卡锁位置与通过传动装置能够传递转动能的位置之间切换的路径短。

在本发明的一种特别优选的改进方案中，所述第一从动齿轮与所述第二从动齿轮之间的内间距大于所述第一连接元件的厚度。

通过这种方式能够将第一连接元件定位在所述两个驱动齿轮之间，由此完全能够使得所述传动装置既不被卡锁又不能传递转动能，从而以简单的方式借助短的切换路径提供了传动装置的空转。

在另一种技术方案中，传动装置具有第三连接元件，用于在所述调整装置的驱动位置中将所述第二从动齿轮与所述从动轴形状锁合地连接起来，其中所述第二连接元件布置在所述第一连接元件与所述第三连接元件之间。

通过这种方式其能够不必在连接元件的驱动位置、中立位置与卡锁位置之间通过最短的切换路径按顺序来回切换。

在本发明的另一种技术方案中，连接元件、即齿轮在从动轴上，所述从动轴相应设置用于啮合到第一和第二从动齿轮上的齿圈中。

相互啮合的齿轮和齿圈为了在驱动位置和卡锁位置之间切换形成形状锁合的连接并且允许传递要从驱动轴传递到从动轴上的相当大的力矩。

在本发明的另一种技术方案中，所述连接元件是滑块（Kulissenstein），所述滑块能够轴向移动地支承在所述从动轴上并且相应地设置用于啮合到所述第一和第二从动齿轮上的凹部中。

通过这种方式能够在传统的牵引键传动装置（Ziehkeilgetriebe）中实现本发明。

在本发明的一种优选的技术方案中，所述从动轴包括斜面，当所述滑块啮合到所述第一和第二从动齿轮上的凹部中时，所述滑块能够提高地支承在所述斜面上。

在传统的牵引键传动装置中实现了通过力锁合在支承在从动轴上的齿轮与从动轴之间切换。在此所述从动轴通过球体被挤压到齿轮上，其中所述球体按照其位置嵌入到相关的传动齿轮的为此设置的凹槽中。由于所述力锁合以及与此相联系的、从从动轴来看的、径向的表面压力，限制了能够从驱动轴传递到从动轴上的力矩，这在传动装置的坚固性设计中必须加以考虑。通过所述斜面和与此相联系的对滑块的提高的支承能够通过形状锁合实现在支承在从动轴上的齿轮与从动轴之间的切换，所述形状锁合完全不会导致径向的表面压力。因此，从动轴与驱动轴之间的能够传递的力矩基本上取决于构造在传动装置中的组件的材料强度。

在一种特别优选的技术方案中，所述导块（Nutstein）、所述斜面和所述凹部都倒过角，从而为了通过斜面提升导块并且为了将导块嵌入到凹部中使得所述导块必须仅沿着从从动轴来看的轴向方向移动，而无需其他致动器。

根据本发明的另一方面，车辆、尤其电动车包括马达、车轮以及所阐述的传动装置，其中所述马达与所述驱动轴连接并且所述车轮与所述从动轴连接，从而使得马达的转矩能够传递到车轮上。

附图说明

下面根据附图对本发明的优选的实施方式进行详细阐述。其中：

图1示出牵引键传动装置的剖面图；并且

图2示出替代的传动装置的剖面图。

具体实施方式

图1示出牵引键传动装置2的剖面图。牵引键传动装置2具有第一传动级4和第二传动级6用于将转动能从未示出的驱动轴传递到从动轴7。

第一传动级4具有第一驱动齿轮8，所述第一驱动齿轮支承在驱动轴上。第一驱动齿轮8啮合到第一从动齿轮10中，所述第一从动齿轮支承在从动轴7上。第一驱动齿轮8不可转动地支承在驱动轴上，而第一从动齿轮10可转动地支承在从动轴7上并且为了传递转动能必须首先以还有待描述的方式与从动轴7不可转动地连接。第一驱动齿轮8与第一从动齿轮10之间的传动比或者说第二驱动齿轮12与第二从动齿轮14之间的传动比是不同的。

类似于第一传动级4，第二传动级6具有第二驱动齿轮12，所述第二驱动齿轮12支承在驱动轴上。第二驱动齿轮12啮合到第二从动齿轮14中，所述第二从动齿轮支承在从动轴7上。如在第一传动级4中一样，第二驱动齿轮12不可转动地支承在驱动轴上并且第二从动齿轮14可转动地支承在从动轴7上。并且为了传递转动能必须首先与从动轴7不可转动地连接。

为了将从动齿轮10、14与从动轴7不可转动地连接起来，牵引键传动装置2具有四个滑块16、18、20、22，所述滑块能够在从动轴7上通过斜面24滑动。斜面24由从动轴7来看径向地导向所述滑块16、18、20、22并且引导其进入从动齿轮10、14上的相应的凹部26、28、30、32中，从而将其与从动轴7不可转动地连接起来。

在图1中，第一滑块26和第三滑块30径向导向地存在于斜面24上并且相应地啮合到第一从动齿轮10上的第一凹部26和第二凹部30中，从而使得第一从动齿轮10与从动轴不可转动地连接。

第二滑块18和第四滑块22不存在于斜面24上，不啮合到第二从动齿轮上的相应的第一凹部28和第二凹部32中并且因此没有将第二从动齿轮14与从动轴7不可转动地连接起来。

为了卡锁牵引键传动装置2并且防止将转动能从驱动轴传递到从动轴7上，设置有第一销钉34和第二销钉36，所述销钉能够通过斜面24同样径向导向（auslenken）并且啮合到凹部26、28、30、32中。滑块16、18、20、22和销钉34、36保持在牵引键壳体38中并且通过间距保持机构40、42、44、46相互分开。所述牵引键壳体在其内侧具有未示出的齿圈，所述齿圈能够移入到从动轴7上的齿轴56中和从中移出。通过由从动轴7来看轴向地移动牵引键壳体38能够将滑块16、18、20、22和销钉34、36嵌入到凹部26、28、30、32中并且因此啮合到其中。在所述凹部26、28、30、32之间存在自由空间48、50，在所述自由空间中不能存在滑块16、18、20、22或者说销钉34、36与凹部26、28、30、32之间的啮合。

从从动轴7来看沿径向方向，所述销钉34、36与滑块16、18、20、22相比具有更小的厚度。通过这种方式所述销钉34、36能够定位在所述自由空间48、50中，而滑块16、18、20、22仍然一直嵌入到凹部26、28、30、32中并且因此啮合到其中。

下面讨论牵引键壳体38的四个不同的轴向定位。

在图1中示出的、牵引键壳体38的卡锁位置将第一和第三滑块16、20相应地啮合到第一从动齿轮10上的第一和第二凹部26、30中并且将所述第一从动齿轮与从动轴7不可转动地连接起来。以同样的方式将销钉34、36啮合到第二从动齿轮14上的第一和第二凹部28、32上并且同样使所述第二从动齿轮不可转动地相互连接。通过不同的传动比能够使得驱动轴和从动轴7不再转动并且锁止。

如果朝示图平面内看去沿轴向向左牵引牵引键壳体38，则销钉34、36离开第二从动齿轮14上的第一和第二凹部28、32，而第一和第三滑块16、20由于其与销钉34、36不同的厚度相应地保持嵌入到第一从动齿轮10上的第一和第二凹部26、30。由此第一从动齿轮10与从动轴7保持不可转动地连接，而第二从动齿轮14当前则可转动地支承在从动轴7上。当前能够以第一驱动齿轮8与第一从动齿轮10之间的传动比将转动能从驱动轴传递到从动轴7上。

如果沿相同方向继续牵引牵引键壳体38，则销钉34、36到达凹部28、28、30、32之间的中心位置。在牵引键壳体38的相应的定位中，所有的滑块16、18、20、22由斜面24向下移动，从而使得牵引键壳体38中没有元件嵌入到所述凹部28、28、30、32之一中。在所述定位中不能传递转动能，驱动轴和从动轴7仍然能够***。传动装置2处于所谓的空转中。

如果继续牵引牵引键壳体38，则第二滑块18和第四滑块22上升并且相应地嵌入到第二从动齿轮14上的第一和第二凹部28、32中。销钉34、36这时则仍然一直处于自由空间48、50中，从而仅使得第二从动齿轮14与从动轴7不可转动地连接并且能够以第二驱动齿轮12与第二从动齿轮14之间的传动比将转动能从驱动轴传递到从动轴7上。

因此，通过沿从动轴7的轴向方向牵引所述牵引键壳体38能够按顺序进入卡锁位置、驱动位置和空转位置。因为牵引键壳体38的卡锁位置处于所述按顺序的序列的最外端，因此能够在将更大的转动能从驱动轴传递到从动轴7上期间例如通过专用的技术上的辅助工具锁止其用于牵引键壳体38的入口，从而保护所述传动装置2不会由于接入到卡锁位置中而引起的冲击类的停止而受到损害。

图2示出了替代的传动装置52的剖面图。在图2中用相同的附图标记设置与图1相同的元件并且不对其进行再次阐述。

在图2中，在从动轴7上不可转动地支承着关于从动轴7能够轴向移动的空心的切换元件54。这能够例如通过一下方式实现，即所述切换元件54在其图2中示出的端部上具有齿轴56，所述齿轴在切换元件54的内侧处啮合到相应的齿圈58中。在外周处，切换元件54具有带有未示出的齿的第一中间轮60和第二中间轮62，其在从动齿轮10、14的内侧处相应地啮合到齿圈64、66中。

传动装置52能够类似于图1中的牵引键传动装置2被卡锁。切换元件54的相应的位置在图2中示出，其中第一中间轮60和第二中间轮62同时啮合到第一从动齿轮10的齿圈64和第二从动齿轮14的齿圈66中。

所述两个中间轮60、62的平均间距大于所述两个从动齿轮10、14上的两个齿圈64、66的平均间距。通过朝示图平面内看去向右关于从动轴7轴向移动切换元件54，能够通过这种方式松开第二中间轮62与第二从动齿轮14的齿圈66的啮合，从而能够将转动能从驱动轴通过第一驱动齿轮8和第一从动齿轮10传递到从动轴7上。

如果使切换元件54继续向右移动，则第一中间轮60定位在所述两个齿圈64、66之间，从而使所述传动装置处于空转中。

在仍然继续向右移动切换元件时，第一中间轮60最终啮合到第二从动齿轮14的齿圈66中并且实现了将转动能从驱动轴通过第二驱动齿轮12和第二从动齿轮14传递到从动轴7上。

根据本发明多级的传动装置由以下方式卡锁，即同时切换多个传动级。

Claims (10)

1.用于将转动能从驱动轴传递到从动轴（7）上的传动装置，包括：

－第一传动级（4），所述第一传动级具有在所述驱动轴上的第一驱动齿轮（8）和在所述从动轴（7）上与所述第一驱动齿轮（8）处于啮合中的第一从动齿轮（10）；以及

－第二传动级（6），所述第二传动级具有在所述驱动轴上的第二驱动齿轮（12）和在所述从动轴（7）上与所述第二驱动齿轮（12）处于啮合中的第二从动齿轮（14），

－其中所述第一传动级（4）的传动比与所述第二传动级（6）的传动比不同，其特征在于

－调整装置（38、54），用于同时接入所述第一传动级（4）和所述第二传动级（6），从而使得所述第一传动级（4）和所述第二传动级（6）相互卡锁。

2.按权利要求1所述的传动装置，其中所述调整装置（38、54）能够相对于所述从动轴（7）轴向移动地支承并且包括下列特征：

－第一连接元件（16、60），用于在所述调整装置（38、54）的卡锁位置中将所述第一从动齿轮（10）与所述从动轴（7）形状锁合地连接起来；以及

－第二连接元件（36、62），用于在所述调整装置（38、54）的卡锁位置中将所述第二从动齿轮（14）与所述从动轴（7）形状锁合地连接起来。

3.按权利要求2所述的传动装置，其中所述第一从动齿轮（10）与所述第二从动齿轮（14）之间的平均从动齿轮间距不同于所述第一连接元件（16、60）与所述第二连接元件（36、62）之间的平均连接元件间距。

4.按权利要求2或3所述的传动装置，其中所述第一从动齿轮（10）与所述第二从动齿轮（14）之间的内间距大于所述第一连接元件（16、60）的厚度。

5.按权利要求2或3所述的传动装置，包括第三连接元件（18），用于在所述调整装置（38、54）的驱动位置中将所述第二从动齿轮（14）与所述从动轴（7）形状锁合地连接起来，其中所述第二连接元件（36、62）布置在所述第一连接元件（16、60）与所述第三连接元件（18）之间。

6.按权利要求2或3所述的传动装置，其中所述第一连接元件（16、60）和所述第二连接元件（36、62）是所述从动轴（7）上的齿轮（60、62），所述齿轮相应地设置用于啮合到所述第一和第二从动齿轮（10、14）上的齿圈（64、66）中。

7.按权利要求2或3所述的传动装置，其中所述第一连接元件（16、60）和所述第二连接元件（36、62）是滑块（16、18、36），所述滑块能够轴向移动地支承在所述从动轴（7）上并且相应地设置用于啮合到所述第一和第二从动齿轮（10、14）上的凹部（26、28）中。

8.按权利要求7所述的传动装置，其中所述从动轴（7）包括斜面（24），当所述滑块啮合到所述第一和第二从动齿轮（10、14）上的凹部（26、28）中时，所述滑块（16、18、36）能够升高地支承在所述斜面上。

9.按权利要求8所述的传动装置，其中所述滑块（16、18、36）、所述斜面（24）和所述凹部（26、28）都倒过角。

10.车辆，具有马达、车轮以及按前述权利要求1-9中任一项所述的传动装置（2），其中所述马达与所述驱动轴连接并且所述车轮与所述从动轴（7）连接，从而使得马达的转矩能够传递到车轮上。