CN111527000B - 具有锁止机构的圆柱齿轮传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种圆柱齿轮传动装置(1)，其具有驱动齿轮(2)、从动齿轮(4)和中间齿轮(3)，中间齿轮经由齿部(31)与驱动齿轮(2)上的齿部(21)并且与从动齿轮(4)的齿部(41)接合。在此，在中间齿轮(3)上设有锁止机构，锁止机构在第一运行状态下允许从驱动齿轮(2)到从动齿轮(4)的扭矩传递并且在第二运行状态下禁止从驱动齿轮(2)到从动齿轮(4)的扭矩传递。规定在中间齿轮(3)上构造有用于锁止机构(5)的至少一个导轨(6、13)，其中，导轨(6)具有径向内侧的导向壁(7)和径向外侧的导向壁(8)。在此，在径向外侧的导向壁(8)上构造有用于闭锁锁止机构(5)的卡合位置(9)。

Description

具有锁止机构的圆柱齿轮传动装置
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求的前序部分所述的具有锁止机构的圆柱齿轮传动装置以及用于机动车的具有这种圆柱齿轮传动装置的水平调整装置。
背景技术
圆柱齿轮传动装置通常具有两个圆柱齿轮，圆柱齿轮彼此接合，其中，其中一个圆柱齿轮形成驱动件并且相应的另一个圆柱齿轮形成从动件。通过这种方式，扭矩可以从所述其中一个圆柱齿轮传递到所述另一圆柱齿轮上并且必要时改变转速和扭矩。而对于一些应用情况，有利的是，不进行在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮之间的持久的扭矩传递，而是仅为了调节从初始位置传递到调节位置中并且使圆柱齿轮传动装置固紧在调节位置中。为了保持在调节位置中，已知锁定元件，例如卡合轮廓或锁定销，锁定元件形状锁合地固定圆柱齿轮传动装置。为了固紧，已知有纯机械式、机电式以及电气式的固紧元件。此外，可通过液压的或气压式的调节元件锁定在调节位置中。这种具有锁定机构的圆柱齿轮传动装置的一个应用领域是机动车中的水平调整装置。机动车中的水平调整装置一般由现有技术已知。在此，水平调整装置用于在不平整的行驶道路上或斜坡处提高离地距离或者用于在平整的行驶道路上降低机动车，或者说用于使机动车负载和卸载。为此，在机动车上、尤其在机动车的后桥上设置具有高度调节机构的弹簧支柱，其中，可借助合适的致动器调节高度并且借助相应的锁止机构将机动车保持在相应的位置中。
此外，已知在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮之间布置中间齿轮的圆柱齿轮传动装置。通过中间齿轮，驱动齿轮和从动齿轮具有相同的转动方向。此外，通过中间齿轮，在圆柱齿轮传动装置的传动比以及可能的锁止能力方面实现了其他的结构设计方案。
由DE 10 2014 209 939A1已知一种具有锁止功能的传动装置。传动装置包括驱动齿轮，驱动齿轮能围绕驱动轴线转动地布置，并且驱动齿轮沿周向具有驱动齿部区段。驱动齿轮可与从动齿轮接合，从动齿轮能围绕从动轴线转动地布置，并且从动齿轮沿周向具有从动齿部区段。在此，驱动齿部区段和从动齿部区段能通过转动彼此接合，从而传动装置处于驱动状态中。驱动齿轮具有驱动锁止区段，并且从动齿轮具有从动锁止区段，其中，驱动锁止区段和从动锁止区段可以通过另一转动或由驱动状态的驱动齿轮的继续转动彼此接合，从而传动装置处于锁止状态中。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有锁止机构的传动装置的替代实施方式，传动装置具有有利的力/杠杆比例，该传动装置能以紧凑的结构实施并且相比于已知的锁止机构降低了传递到闭锁元件上的力。
根据本发明，该目的通过一种圆柱齿轮传动装置实现，该圆柱齿轮传动装置具有驱动齿轮、从动齿轮和中间齿轮，中间齿轮经由齿部与驱动齿轮上的齿部并且与从动齿轮的齿部接合，其中，在中间齿轮上设有锁止机构，锁止机构在第一运行状态下允许从驱动齿轮到从动齿轮的扭矩传递并且在第二运行状态下禁止从驱动齿轮到从动齿轮的扭矩传递。在此，在中间齿轮上构造有用于锁止机构的至少一个导轨。导轨具有径向内侧的导向壁和径向外侧的导向壁，其中，在径向外侧的导向壁上构造有用于闭锁锁止机构的卡合位置。在由现有技术已知的方案中，卡合位置构造在两个导轨之间；而通过提及的设计方案，卡合位置在结构空间需求不变的情况下能在径向上进一步向外移位，由此降低了作用到锁止机构上的力。在此，至少一个导轨如此构造，使得该导轨具有径向内侧的导向壁和径向外侧的导向壁，其中，在径向外侧的导向壁中构造有凹部，凹部形成卡合位置。备选于使得用于锁止机构的机械负荷降低，具有较小直径的中间齿轮以及整个圆柱齿轮传动装置可以实施得更紧凑。额外获得的结构空间尤其也可用于加强对驱动齿轮的支撑。
通过在从属权利要求中提及的特征实现了在独立权利要求中给出的圆柱齿轮传动装置的有利的改善方案和改进方案。
在本发明的优选的实施方式中，锁止机构具有包括锁定销的锁止杠杆，其中，锁止杠杆能围绕转动轴线摆动地布置。导轨在导向壁之间凹槽状地构造，其中，锁止杠杆上的锁定销基本上垂直于导轨地定向，使得锁定销能够在导轨中简单地滑动。通过沿径向向外错开的位置可降低作用到锁定销上的力。在此，导轨构造成螺旋线状，其中，卡合位置位于导轨的径向外侧。在此，在沿一个方向转动时，卡合位置被“跨跃”；而在沿相反方向转动时，锁定销被挤入到卡合位置中，并且在位于卡合位置中时，使中间齿轮闭锁并由此使圆柱齿轮传动装置闭锁。
在此优选的是，锁定销沿径向或沿轴向接合到导轨中并且能借助摩擦力矩锁定在卡合位置中。在这种实施方式中有利的是，简化了在锁定位置中的卡入以及与此相关的圆柱齿轮传动装置的闭锁。由此可以避免锁定的无意的打开以及圆柱齿轮传动装置的不期望的解锁。
在本发明的另一改善方案中，锁止杠杆能相对于圆柱齿轮传动装置的壳体紧固。为了能够简单且成本有利地实现根据本发明的圆柱齿轮传动装置，值得期望的是，锁止杠杆支承在圆柱齿轮传动装置的壳体上并且能围绕旋转轴线转动地支承。由此锁止杠杆能够从打开位置和从锁止位置进行简单的转动，在打开位置中能够经由中间齿轮驱动从动齿轮，在锁止位置中中间齿轮被紧固并且没有扭矩传递到从动齿轮上。此外可能的是，壳体能够平移地运动，从而能够进行调节运动。
在本发明的有利的实施方式中，在中间齿轮上构造有第一导轨和第二导轨，其中，卡合位置构造在两个导轨中的径向外侧的导轨上。通过两个导轨实现了根据本发明的圆柱齿轮传动装置的功能特别可靠的实施方式。在此，在驱动齿轮的转动方向反向时，从第一导轨切换到另一导轨上。
在此特别有利的是，在中间齿轮的第一转动方向上，锁定销基本上通过第一导轨来引导；并且在中间齿轮的第二转动方向上，锁定销通过第二导轨来引导。由此实现了锁定销在卡合位置中的特别简单的卡入。
根据本发明的优选的实施方式，锁止机构具有锁止盘，在锁止盘中构造有至少一个导轨。导轨既可以直接地构造在中间齿轮中，也可以构造在与中间齿轮抗旋转地连接的锁止盘中。替代地，中间齿轮和锁止盘也可一件式地实施或通过相应的连接工艺力锁合地、形状锁合地或材料锁合地相互连接。
在本发明的另一优选的实施方式中，至少一个导轨构造在中间齿轮的侧面上或构造在放置在该侧面上的锁止盘的侧面上。导轨和相应卡合位置的布置在中间齿轮的侧面上是特别简单的，因为这些面能特别轻松地接触到并因此可以使锁止机构的设计成本保持得很低。
根据圆柱齿轮传动装置的有利的改进方案，驱动齿轮比中间齿轮具有更小的直径，并且从动齿轮比中间齿轮具有更大的直径。在此实现了：从高速转动的驱动齿轮到低速转动的从动齿轮的二级变速，以及从具有驱动齿轮的驱动轴的低扭矩到从动齿轮上的相对高的扭矩的二级传动。在此能够使中间齿轮上的力和力矩保持得相对低，从而使得作用到锁止机构上的力同样能够保持得相对低。由此能相应地调节对锁定销的机械负荷，从而避免锁定销过载。
在本发明的优选的实施方式中，中间齿轮上的用于容纳锁止盘的容纳孔相对于中间齿轮的中轴线偏移。通过偏移能够使卡合位置不再位于两个导轨之间，相对地，导轨在较小的直径上伸延。在此，通过偏移提供了额外的结构空间，由此实现圆柱齿轮传动装置的紧凑的实施方式。
根据本发明提出一种用于机动车的车身的高度调节的水平调节装置，其中，水平调节装置能与机动车的弹簧支柱作用式连接，从而使车身提升或下降。在此设置，水平调节装置包括根据本发明的具有锁止机构的圆柱齿轮传动装置。为了调节车身的高度，使圆柱齿轮传动装置解锁，并且经由圆柱齿轮传动装置的从动齿轮调节车身的高度水平。然后使圆柱齿轮传动装置转变到锁止位置中，由此车身保持在调节位置中并且避免从所选择的调节位置中不期望地移出。
如果在具体情况下没有相反说明，本发明的在本申请中所述的各种实施方式能有利地彼此组合。
附图说明
下面根据优选的实施例和附图详细描述本发明。附图为：
图1示出了根据本发明的具有锁止机构的圆柱齿轮传动装置的实施例；
图2示出了根据本发明的具有相应的锁止杠杆的圆柱齿轮传动装置的中间齿轮，锁止杠杆具有锁定销。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的圆柱齿轮传动装置1的实施例。圆柱齿轮传动装置1包括驱动齿轮2、中间齿轮3和从动齿轮4。在中间齿轮3上设有锁止机构5，借助锁止机构能锁止圆柱齿轮传动装置1。驱动齿轮2通过未示出的驱动轴被驱动。在驱动齿轮2上构造有驱动齿部21，驱动齿部与中间齿轮3上的齿部31接合。中间齿轮31上的齿部与从动齿轮4的齿部41接合，其中，驱动齿轮2和从动齿轮4朝相同的转动方向转动并且中间齿轮3朝与驱动齿轮2和从动齿轮4的共同转动方向相反的方向转动。从动齿轮4与机动车的未进一步示出的且通常已知的水平调整装置的调节机构20耦联。圆柱齿轮传动装置1具有壳体22，驱动齿轮2、从动齿轮4和中间齿轮3布置在壳体中。在此，驱动齿轮2、从动齿轮4和中间齿轮3的齿部21、31、41分别在圆柱侧接合。驱动齿轮2具有直径DI，该直径小于中间齿轮3的直径DZ。从动齿轮4的直径DO大于中间齿轮3的直径DZ，其中，驱动齿轮2和从动齿轮4朝相同的转动方向运动。驱动齿轮2、中间齿轮3和从动齿轮4上的齿部21、31、41优选实施成斜齿部。
锁止机构5包括锁止杠杆10，锁止杠杆能与锁止盘14有效连接，锁止盘与中间齿轮3抗旋转地连接。锁止杠杆10经由容纳部19能转动地支承在圆柱齿轮传动装置1的壳体22上。在此，锁止杠杆10能围绕旋转轴线18摆动。在锁止杠杆10上构造有锁定销11，锁定销在锁止盘14上的导轨中运行。
根据图1，根据本发明的圆柱齿轮传动装置1包括用于对机动车的未示出的车身进行高度调节的调节机构20。在此，从动齿轮4可构造成丝杠螺母，从而在借助螺纹传动件23进行转动时执行车身的高度调节。驱动齿轮2能借助未示出的与驱动齿轮2抗旋转地连接的驱动机、尤其电动机驱动。在此，圆柱齿轮传动装置1的壳体22能平移地运动并且因此实现对车身的高度调节。
在图2中示出了根据本发明的圆柱齿轮传动装置1的锁止机构5的优选实施例。锁止机构5包括具有锁定销11的锁止杠杆10和布置在中间齿轮3上的锁止盘14。锁止盘14放置在中间齿轮3的侧面15上并且与其抗旋转地连接。在锁止盘14中构造有径向外侧的第一导轨6，径向外侧的第一导轨由径向内侧的导向壁7和径向外侧的导向壁8限定。锁止杠杆10的锁定销11在导轨6中运行。为此，锁止杠杆10在其远离锁定销11的端部能围绕转动轴线12转动地被支承。在导轨6的径向外侧构造有口袋状的卡合位置9。在锁止盘14上构造有径向内侧的第二导轨13，第二导轨圆形地或螺旋形地围绕容纳孔16伸延。在此，第二导轨13的中轴线相对于中间齿轮3的中轴线17偏移。此外，容纳孔16相对于中间齿轮3的中轴线17以及相对于第二导轨13的中轴线偏移，从而为第二导轨13提供必需的空间。
在中间齿轮3沿着依据图示的顺时针方向转动时，锁定销11在第一导轨6中运行并且因此使得中间齿轮3能够转动，从而扭矩可以从驱动齿轮2传递到从动齿轮4上并且可以相应地调节调节机构20。若转动方向改变并且中间齿轮沿着依据图示的逆时针方向转动，则锁止杠杆10的锁定销11被压入卡合位置9中，由此不再能朝该方向继续转动并且相应地锁止中间齿轮3。
若需要反向于第一调节方向进行调节，则必须首先使锁定销11从卡合位置中转动出来，然后借助导轨6、13使锁止杠杆10朝向径向内侧转动，从而锁定销11进入到第二导轨13中。在此能够逆时针转动，从而能够使调节机构20朝向相反的方向调节。
替代地，导轨6、13也可构造成中间齿轮3的侧面15中的凹槽，从而能省去锁止盘14形式的附加构件。
综上所述可确定，通过提出的圆柱齿轮传动装置1提供一种替代的实施方式，该实施方式具有有利的力/杠杆比例，并且其特征在于紧凑的结构以及锁止机构5的相对小的负荷。
附图标记列表
1 圆柱齿轮传动装置
2 驱动齿轮
3 中间齿轮
4 从动齿轮
5 锁止机构
6 导轨
7 内侧的导向壁
8 外侧的导向壁
9 卡合位置
10 锁止杠杆
11 锁定销
12 转动轴线
13 第二导轨
14 锁止盘
15 侧面
16 容纳孔
17 中轴线
18 锁止杠杆的旋转轴线
19 容纳部
20 调节机构
21 驱动齿轮上的齿部
22 壳体
23 螺纹传动件
31 中间齿轮上的齿部
41 从动齿轮上的齿部
DI 驱动齿轮的直径
DO 从动齿轮的直径
DZ 中间齿轮的直径

Claims (10)

1.圆柱齿轮传动装置（1），其具有驱动齿轮（2）、从动齿轮（4）和中间齿轮（3），所述中间齿轮经由齿部（31）与所述驱动齿轮（2）上的齿部（21）并且与所述从动齿轮（4）的齿部（41）接合，其中，在所述中间齿轮（3）上设有锁止机构，所述锁止机构在第一运行状态下允许从所述驱动齿轮（2）到所述从动齿轮（4）的扭矩传递并且在第二运行状态下禁止从所述驱动齿轮（2）到所述从动齿轮（4）的扭矩传递，其特征在于，在所述中间齿轮（3）上构造有用于所述锁止机构（5）的第一导轨（6）和第二导轨（13），其中，所述第一导轨（6）具有径向内侧的导向壁（7）和径向外侧的导向壁（8），并且其中，在所述径向外侧的导向壁（8）上构造有用于闭锁所述锁止机构（5）的卡合位置（9）。
2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述锁止机构（5）具有包括锁定销（11）的锁止杠杆（10），其中，所述锁止杠杆（10）能围绕转动轴线（12）摆动地布置。
3.根据权利要求2所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述锁定销（11）沿径向或沿轴向接合到所述第一导轨（6）中并且能借助弹簧预紧力锁定在所述卡合位置（9）中。
4.根据权利要求2或3所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述锁止杠杆（10）能相对于所述圆柱齿轮传动装置（1）的壳体（22）紧固。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述中间齿轮（3）具有第一导轨（6）和第二导轨（13），其中，所述卡合位置（9）构造在两个导轨（6、13）中的径向外侧的导轨上。
6.根据权利要求2或3所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，在所述中间齿轮（3）的第一转动方向上，所述锁定销（11）基本上通过所述第一导轨（6）来引导；并且在所述中间齿轮（3）的第二转动方向上，所述锁定销通过所述第二导轨（13）来引导。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述锁止机构（5）具有锁止盘（14），在所述锁止盘中构造有所述第一导轨（6）和第二导轨（13）。
8.根据权利要求7所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述第一导轨（6）和第二导轨（13）构造在所述中间齿轮（3）的侧面（15）上或构造在放置在所述侧面（15）上的锁止盘（14）的侧面上。
9.根据权利要求7所述的圆柱齿轮传动装置（1），其特征在于，所述中间齿轮（3）上的用于容纳所述锁止盘（14）的容纳孔（16）相对于所述中间齿轮（3）的中轴线（17）偏移。
10.用于机动车的车身的高度调节的水平调节装置，其中，所述水平调节装置能与机动车的弹簧支柱作用式连接，从而使车身提升或下降，其特征在于，所述水平调节装置包括具有锁止机构（5）的根据权利要求1至9中任一项所述的圆柱齿轮传动装置（1）。
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