CN112368486A - 用于能够由肌肉力量驱动的交通工具的离合器装置和齿轮机构单元 - Google Patents

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Abstract

用于联接构件(88、26)的离合器装置(100),特别是作为齿轮机构单元(10)中的换档离合器,所述离合器装置具有第一构件(88)和第二构件(26),该第一构件(88)具有离合器齿系(94),至少一个锁定体装置(90)能够枢转地安装在第二构件(26)上,其中锁定体装置(90)能够枢转到离合器位置(KP)中,在离合器位置的情况下,锁定体装置(90)的驱动段(138)接合到离合器齿系(94)中,以便相对于沿第一方向的相对运动以强制联锁的方式将第一构件联接到第二构件,并且其中锁定体装置(90)能够枢转到释放位置(FP)中,在释放位置的情况下,锁定体装置(90)的驱动段(138)未接合到离合器齿系(94)中。在此,锁定体装置(90)具有能够枢转地安装在第二构件(26)上的锁定体承载件(110),并且具有能够枢转地安装在锁定体承载件(110)上的锁定体构件(116)。在锁定体构件上配置有驱动段(138)。

Description

用于能够由肌肉力量驱动的交通工具的离合器装置和齿轮机 构单元
本发明涉及一种用于联接构件的联接装置,特别是作为齿轮机构单元中的换档联接器的联接装置,该联接装置具有第一构件和第二构件,该第一构件具有联接齿(也称为联接齿系),至少一个锁定体装置可枢转地安装在该第二构件上,该锁定体装置可以枢转到联接位置中,在这种情况下锁定体装置的驱动段接合到联接齿系中,以便相对于沿第一方向的相对运动以强制联锁的方式将第一构件联接到第二构件,并且锁定体装置能够枢转到释放位置,在这种情况下锁定体装置的驱动段未接合联接齿系。
此外,本发明还涉及一种齿轮机构单元,特别是用于能够由肌肉力量驱动的交通工具的齿轮机构单元,该齿轮机构单元具有形成第一旋转构件并且可旋转地安装在形成第二旋转构件的齿轮机构轴上的齿轮。该齿轮可以通过联接装置在驱动旋转方向上连接到齿轮机构轴。
从文献EP 2379402B2中已知上述类型的联接装置和上述类型的齿轮机构单元。
上述类型的齿轮机构单元用于增加和/或降低肌肉力量,并且因此有助于交通工具的驱动。交通工具在许多情况下是自行车,但也可以是三轮车、通过肌肉力量驱动的具有四个轮的交通工具等。
原则上,存在用于通过肌肉力量驱动的交通工具的三种类型的换档***,确切的说是拨链器***、轮毂齿轮***、和交通工具中心齿轮机构。
在过去的几十年中,拨链器***基本保持不变。链条将驱动动力从踏板曲柄传递到交通工具的后轴,其中小齿轮组被安装在后轴上并且最多有十二个小齿轮,通过紧固至车架的后拨链器,待引导的链条可以在这些小齿轮之间来回切换。此外,大多数自行车在踏板曲柄的链环上还额外装有换档***。在此,最多三个链环被附接至踏板曲柄,可以通过紧固至车架的前拨链器而在链环之间来回地执行切换。这种类型的拨链器***可以提供多达30个齿轮,其中许多齿轮是***冗余的。由于对角链条路线,某些齿轮由于高摩擦损失而不能使用或只能以受限的方式使用。
在对于拨链器***的原理的情况下,除了大量的冗余齿轮和摩擦损失之外,不利的是,这些部件保持暴露并且因此直接受到诸如水和灰尘之类的环境影响。此外,由于冲击,拨链器***容易被损坏和/或未对准。
商业上可获得的第二种类型的自行车换档***是轮毂齿轮***。与拨链器***相反,这被理解为是一种齿轮机构,其被安装在后轴的轮毂壳体中。轮毂齿轮***通常没有位于外部的任何齿轮***部件,并且因此与拨链器***相比是耐冲击的并且受环境影响的程度更小。例如从DE 19720794A1已知的轮毂齿轮***目前可以实现多达14个齿轮。旋转质量的重量增加是不利的。自行车的质心向后轴移动,这对驱动性能产生不利的影响,特别是在具有后轮悬架的山地自行车的情况下。
从文献EP 0383350B1中已知另一轮毂齿轮***,在这种情况下两个行星齿轮机构相对于被固定在壳体上的轮毂而被同轴地布置。输入轴可以被连接到行星架。行星齿轮机构的太阳轮可以被固定地连接到被固定在壳体上的轮毂,以便经由可旋转的换档设备或变速设备而随轮毂旋转,从而设置不同的传动比。不利的是,整个齿轮机构很复杂,相对于可以实现的齿轮数量而言比较昂贵,并且导致重量很大。
自行车换档***的第三种变型由安装在踏板曲柄区域中的自行车中心齿轮机构或底部托架齿轮机构表示。如今,这种类型的自行车换档***对于商业上可获得的自行车而言是很普遍的。这种类型的自行车齿轮机构优于传统的拨链器***或轮毂齿轮***的地方在于,这种自行车齿轮机构没有任何保持暴露的部件,并因此被保护以免受冲击和环境的影响。自行车的质心被移动到中心中,同时未簧载的质量的总和减小。
文献US 5924950A公开了一种自行车齿轮机构,具有输入轴和副轴,输入轴上安装有多个驱动齿轮,副轴上安装有可以选择的相应数量的从动齿轮。可以通过布置在副轴上并且可以轴向地移动的多个自由轮和换档销来选择可以选择的齿轮。副轴通过行星齿轮机构连接到作为自行车齿轮机构的输出构件的小齿轮。小齿轮通过联接器与行星齿轮机构的太阳轮连接,并且行星齿轮机构的内齿轮可以通过鲍登线制动。通过所述自行车齿轮机构可以实现十四个齿轮。相对较大的轴向设计和可以实现的相对较少的齿轮级数是不利的。
文献WO 2008/089932A1公开了一种自行车齿轮机构,该自行车齿轮机构具有前后地连接的两个齿轮机构集合,结果,可以实现的齿轮级数是由两个组成部分的齿轮机构的各个齿轮机构相乘得到的。此外,可以实现紧凑的设计。为了选择惰性齿轮,凸轮轴轴向地移动。齿轮机构在轴向方向上具有相对较高的空间要求。
文献EP 1445088公开了一种用于自行车齿轮机构的换档设备。
首先提到的文献EP 2379402B2公开了一种用于封闭式自行车齿轮机构的换档设备,在这种情况下多个惰性齿轮安装在轴上,变速杆(也称为换档销)布置在轴内,由于转速叠加齿轮机构,该换档销与轴共同旋转。通过叠加齿轮机构的致动,可以在轴和换档销之间实现相对旋转。转速叠加齿轮机构被配置为行星齿轮机构。可以选择的自由轮形式的换档装置、或可枢转的锁定体装置被安装在轴上,并且可以通过换档销上的致动段来致动。锁定体被配置为双面杆。致动段通过换档销上的径向凹部来配置。
在用于通过肌肉力量操作的交通工具的齿轮机构单元的情况下,尚待解决的一个问题是在负载下进行齿轮级的改变。在机动车变速器中,这通常可以通过行星齿轮组的制动器或联接器来实现,如在转换器自动变速器中实现的那样。另一个概念是双离合器变速器,在这种情况下通过摩擦联接器的重叠致动来进行换档。然而,对于通过肌肉力量操作的交通工具而言,所有的上述***都太复杂。
然而,正好在通过肌肉力量操作的交通工具的情况下,在负载下换档将是有利的,因为例如在上升的斜坡上进行换档操作的情况下,可以避免牵引力的下降。
在所述背景下,本发明的目的是提出一种可以在负载下切换的联接装置,以及一种装备有所述联接装置的齿轮机构单元,并且特别适用于由肌肉力量驱动的交通工具。
在开头提到的联接装置的情况下,上述目的是通过以下事实来实现的:即锁定体装置具有可枢转地安装在第二构件上的锁定体承载件,并且具有可枢转地安装在锁定体承载件上的锁定体构件,并在锁定体构件上配置驱动段。
在上述类型的已知的换档设备的情况下,可以看出在负载下换档的基本问题实际上是:源齿轮级,即待分离的齿轮级,无法被可靠地脱离。由于在负载下换档意味着驱动力仍被传递到齿轮机构输入轴上,因此由于高转矩而在驱动段的区域中产生了高摩擦力,该高摩擦力可能使得不可能脱离齿轮级。即使是强制引导的机构也常常不能将锁定体装置强制地脱离移动到释放位置中。
所述的基本问题可以通过根据本发明的措施来解决,即通过两个构件形成锁定体装置,所述两个构件原样地彼此“串联”连接。这是因为通常由于两件式的特性,首先将力从第二构件传递到锁定体承载件,并将力从锁定体承载件传递到锁定体构件,然后,该锁定体构件又与锁定体构件的驱动段接合到联接齿系,以便以这种方式实现在驱动方向上的联接位置。其次,由于两件式的特性,可以以相对简单的方式再次取消所述联接位置。
因此,可以通过“拨动杆”的方式来配置或理解借助于锁定体承载件和锁定体构件的锁定体装置的配置。在所述实施例的情况下,变换体承载件是单侧杆,在该单侧杆上,另一(优选为单侧)杆可以以锁定体构件的形式枢转。
锁定体承载件和锁定体构件的可枢转性优选地通过未被固定的旋转轴而产生,而不是可以以取决于相对角位置的方式、以弯曲接头的方式来改变,在通过接头来联接的构件的那些元件的情况下,以基本上线性的方式进行接触。
即使通过锁定体装置在驱动方向上传递了很大的力,也可以通过根据本发明的类型的联接装置在齿轮机构单元中以简单的方式使源齿轮级脱离,并由此在驱动段和联接齿系之间存在很大的摩擦力。在此,优选地,由于锁定体构件和锁定体承载件彼此抵靠地枢转,锁定体装置枢转到释放位置中。
联接装置使得例如在构件在驱动方向上相对运动的情况下能够驱动第一构件,这包括第一构件可以固定在第二构件上。在此,该固定应理解为例如在第二构件沿驱动方向运动时驱动第一构件。其次,这还意味着在第一构件沿与驱动方向相反的方向运动的情况下驱动第二构件。
除了一个驱动段之外,每个锁定体构件还可以具有多个驱动段,多个驱动段同时接合到联接齿系的多个齿面中。例如,锁定体构件可以具有两个驱动段,该两个驱动段接合到联接齿系的不同的(特别是相邻的)齿槽中。
联接齿系优选是具有轴向延伸的齿和齿槽的径向齿系,例如花键轴轮廓、多边形轮廓或锯齿状齿系,但是也可以配置为轴向齿系。联接齿系的术语应被广义地理解,特别是在齿系的意义上,如用于强制联锁的轴/轮毂连接的那样。联接齿系的齿面优选地被配置为平面表面(与渐开线齿系相反)。联接齿系优选是正齿系。
在释放位置中,锁定体装置优选地被完全凹入第二构件中,也就是说优选地不突出超过第二构件的外径,从而使得联接齿系不接触锁定体承载件和锁定体构件。
当锁定体装置处于释放位置时,第一构件和第二构件优选地可以在两个方向上相对于彼此移动。在联接位置中,相对运动性至少被限制在一个方向上。
因此,该目的被完全实现。
联接装置的两个构件都能够被可移动地安装,或者其中一个构件可以被固定在壳体上。构件可以包括至少一个可线性移动的构件。
根据一个优选实施例,其中构件中的一个是相对于另一个构件可旋转的旋转构件,另一个构件优选地通过壳体形成或被固定在壳体上。
在所述实施例的情况下,例如,在释放位置中一个旋转构件可以相对于第一构件自由旋转,并且在联接位置中沿旋转方向固定地保持在另一构件上。这种类型的配置例如在齿轮机构单元中是有利的,在这种情况下将相对于壳体(诸如自行车齿轮机构壳体)固定有旋转构件(例如行星齿轮机构(例如太阳轮或内齿轮)),以便能够经由行星齿轮组的其它构件传递动力。
然而,特别优选的是如下情况:第一构件和/或第二构件是能够绕旋转轴线旋转的旋转构件,则联接装置用于将第一构件和第二构件彼此固定地连接,以便在一个方向上一起旋转,驱动方向是驱动旋转方向。
特别优选的是,两个构件被配置为旋转构件,特别是被配置为能够在齿轮机构单元的齿轮机构轴上旋转的第一构件形式的惰性齿轮的形式,其中齿轮机构轴形成能够绕旋转轴线相对于齿轮机构单元的壳体旋转的第二旋转构件。在所述实施例的情况下,在联接位置中惰性齿轮在驱动旋转方向上连接到轴,特别是以强制联锁的方式来连接。在释放位置中惰性齿轮和轴彼此不连接,使得轴可以在驱动旋转方向上旋转,而在这个过程中不驱动惰性齿轮。
在第一构件是旋转构件的情况下,联接齿系优选是平行于旋转轴线定向的轴向齿系。
在设定联接位置的情况下,驱动力从第二构件传递到锁定体承载件,并且驱动力由锁定体承载件进一步传递到锁定体构件,锁定体构件然后将力传递到第一构件。在此优选的是,在联接位置中锁定体装置借助于支撑构件相对于在释放位置的方向上的枢转而被支撑。
特别优选的是如下情况:锁定体承载件借助于支撑构件相对于在释放位置的方向上的枢转而被支撑在联接位置中。
所述措施可以实现这样的情形,其中,力的传递可以在两件式的锁定体装置没有“塌陷”的情况下从第二构件进行到第一构件。
换句话说,力的传递可以在锁定体承载件的轴线与锁定体构件的轴线之间没有相对角度变化的情况下进行,也就是说,特别地,在锁定体承载件和锁定体构件没有相对于彼此枢转的情况下进行。
支撑构件优选地被径向布置在锁定体装置内。
在此,特别优选的是,支撑构件能够在支撑位置和分离位置之间移动,在支撑位置中支撑构件支撑所述锁定体承载件和/或锁定体装置,在分离位置中支撑构件允许锁定体承载件和/或锁定体装置枢转到释放位置中。
支撑构件优选地可以相对于第二构件旋转,结果是,首先,支撑构件可以被移动到支撑位置中,在这种情况下可以进行从第二构件经由两件式锁定体装置到第一构件的力传递。其次,可以在支撑构件和第二构件之间建立相对位置,在这种情况下锁定体装置可以进入释放位置中或者可以保持在释放位置中以便以这种方式建立释放位置。
支撑构件可以例如被布置在如文献EP 2379402B1中设置的换档销上,或者被布置在具有可比或相当功能的凸轮轴上。
通常可以想到的是,锁定体承载件和锁定体构件在联接位置中沿一个轴线彼此定向,并且因此在联接位置中锁定体承载件轴线和锁定体构件轴线之间的角度为180°。在这种情况下,为了将锁定体装置转换到释放位置中,优选的是,在锁定体装置上施加一定的推动力,该推动力使锁定体承载件和锁定体构件相对于彼此枢转,使得根据角度函数,所述角度变得小于180°。在此,在这种情况下也称为力传递角的角度优选在锁定体承载轴线和锁定体构件轴线的背离支撑构件的一侧上测量。在此,由于枢转,与力传递角度相对应的相对角度大于180°。在此,所述相对角度面向支撑部件。
然而,特别优选的是以下情况:在联接位置中在(i)锁定体承载件枢转轴线和(ii)接合点之间设置力作用线,在联接位置中该锁定体承载件枢转轴线被建立在第二构件和锁定体承载件之间,在该接合点处锁定体构件的驱动段作用在联接齿系上,在联接位置中建立在锁定体构件与锁定体承载件之间的联接位置中的锁定体构件枢转轴线相对于力作用线径向地偏移,优选地径向地位于力作用线内。
在所述改进方案中,优选的是如下情况:如上所述,在联接位置中锁定体装置借助于支撑构件而相对于沿释放位置的方向的枢转而被支撑。
使得可以进行从第二构件经由锁定体承载件和锁定体构件向第一构件的力传递,而不会使锁定体装置塌陷。相反,一旦支撑构件移动到分离位置中,则锁定体装置在第二构件和第一构件之间沿周向方向被压缩,以种种方式,锁定体构件和锁定体承载件彼此抵靠地枢转,并且锁定体构件枢转轴线径向地偏移,确切地说,优选地是径向向内偏移,结果是力不能再在第二构件和第一构件之间传递。
可以利用所述状态以便将锁定体装置整体移动到释放位置中。
在所述改进方案中,特别优选的是以下情况:
-在联接位置,力作用线和锁定体构件枢转轴线之间的间距大于0mm且小于5mm,优选小于1mm,和/或以下情况:
-在联接位置,(i)力作用线与锁定体构件枢转轴线之间的间距与(ii)锁定体构件枢转轴线与锁定体承载件枢转轴线之间的间距的比率小于1:4且大于0,优选小于1:10,和/或以下情况:
-在联接位置中,(i)力作用线与锁定体构件枢转轴线之间的间距与(ii)锁定体构件枢转轴线与接合点之间的间距的比率小于1:4且大于0,优选小于1:10。
上述三种措施中的每种措施或其任何期望的组合都可以实现这样的情形:其中可以将较大的力从第一构件沿驱动方向传递到第二构件,尽管由于力比率,为此在相对于其横向的方向上只需要较小的支撑力。
因此,锁定体装置、和/或锁定体承载件与支撑构件之间的摩擦接合可以保持较低。结果,可以通过相对较小的力将支撑构件从支撑位置移动到分离位置中,确切地说,同时仍然将较大的力从第二构件传递到第一构件。总体上,可以优化联接装置的动力学。
总的来说,优选的是如下情况:在联接位置中锁定体承载件沿锁定体承载件轴线定向,在联接位置中锁定体构件沿锁定体构件轴线定向,在联接位置中锁定体承载件轴线和锁定体构件轴线以相对于彼此大于或等于150°且小于180°的力传递角定向。
特别优选的是如下情况:在联接位置中力传递角大于或等于160°,优选地大于或等于165°,特别是大于或等于170°。
作为所述措施的结果,锁定体构件枢转轴线可以被布置成靠近在锁定体承载件枢转轴线与联接齿系上的驱动段的接合点之间的力作用线。由此,所述措施同样有助于能够在从第二构件到第一构件的驱动方向上传递较大的力,确切的说,是在横向于其的方向上较小的支撑力的情况下。
此外,总体上有利的是如下情况:在联接位置中锁定体构件可以从锁定体构件联接位置枢转到空转位置中。
在所述实施例的情况下,锁定体承载件仍可以保持在其锁定体承载件联接位置,也就是说,特别地,例如可以通过支撑构件将所述锁定体承载件保持在锁定体承载件联接位置中。然而,第一构件可以“超过”第二构件,通过将锁定体构件从其联接位置移动到空转位置中而发生空转作用,其中锁定体构件位于第一构件和第二构件之间的过渡区域内。在此,锁定体构件可以通过联接齿系的齿而分别被枢转到空转位置中。
在此,锁定体承载件和锁定体构件优选地彼此联接,特别是弹性地联接,使得锁定体构件通常被预加载离开空转位置而朝向锁定体构件的联接位置。
换句话说,锁定体承载件与锁定体构件之间的联接作用优选地使得锁定体构件相对于位于联接位置的锁定体承载件而在锁定体构件联接位置的方向上被按压。结果,锁定体构件在此将总是试图接合到联接齿系的齿隙中。因此,在相对旋转方向反向的情况下,锁定体构件优选地将再次接合到联接齿系中,以便在第一构件在驱动方向上相对运动的情况下能够驱动所述第一构件。
根据另一优选实施例,锁定体构件在锁定体承载件上被预加载到空档位置中,锁定体构件可以从该空档位置沿相对于该空档位置的两个相反的方向枢转。
因此,可以通过朝着联接齿系枢转的方式来建立联接位置。沿相反的方向枢转使得当锁定体承载件位于锁定体承载件联接位置时,可以建立锁定体构件的空转位置。
锁定体构件的枢转角相对于锁定体承载件至少在一个方向上被限制,优选地,通过锁定体承载件的保持凸耳(参见下文)来限制。
优选地,借助于弹簧装置来实现将在锁定体承载件上的锁定体构件预加载到空档位置中。弹簧装置优选地作用于锁定体构件(特别是锁定体构件头部)与销装置之间,该销装置被安装在锁定体承载件上,使得可以在驱动方向上移动销装置。在此,销装置通过在锁定体承载件内的弹簧装置被压靠在止动件上,使得销装置的一部分在第二构件的连接插口的方向上从锁定体承载件中出来。
在所述实施例的情况下,弹簧装置优选地具有以下两种功能:将锁定体构件预加载到其在锁定体承载件上的空档位置;其次,弹簧装置还具有将第二构件的连接插口上的锁定体承载件预加载到基本位置中的功能,该基本位置优选地对应于锁定体承载件的释放位置。
根据另一总体优选实施例,在第一端,锁定体承载件具有锁定体承载件头部,该锁定体承载件头部被分配给第二构件的连接插口,以便在第二构件和锁定体承载件之间形成第一枢转支承。
在此,锁定体承载件头部优选以弯曲接头的方式被接纳在连接插口中,使得锁定体承载件枢转轴线不必相对于第二旋转构件固定。其余自由度可用于实现联接装置的不同功能。
然而,锁定体承载件头部与第二构件的连接插口之间的相互作用优选使得总是能够在驱动方向上将力从第二构件传递到锁定体承载件,而与锁定体承载件相对于第二构件的相对枢转位置无关。
此外,总体上有利的是以下情况:在第二端,锁定体承载件具有锁定体承载件插口,该锁定体承载件插口被分配有锁定体构件的锁定体构件头部,以在锁定体承载件和锁定体构件之间形成第二枢转支承。
锁定体承载件插口与锁定体构件头部之间的相互作用还使得建立了弯曲接头。然而,无论锁定体构件相对于锁定体承载件的相对枢转位置如何,都可以优选地沿驱动方向传递力。
在此特别有利的是如下情况:锁定体承载件具有接合在锁定体件头部上的至少一个保持凸耳,以便相对于锁定体承载件在驱动方向上保持锁定体构件。其次,当第一构件通过联接齿系来驱动第二构件时,保持凸耳还可以用于相对于锁定体构件来保持锁定体承载件。
锁定体承载件优选地具有两个保持凸耳,两个保持凸耳在相对于驱动方向呈横向的方向上彼此相对并且从相对侧接合在锁定体构件头部上,以便相对于锁定体承载件在驱动方向上保持锁定体构件。
如果锁定体构件在锁定体承载件上被预加载到空档位置中,则锁定体构件头部在此优选地被预加载抵靠保持凸耳,从而相对于锁定体承载件建立锁定体构件的空档位置。
根据代表独立发明的另一优选实施例,结合权利要求1的前序部分,驱动段被构造成这样的方式:在驱动力从第二构件传递到第一构件的情况下以及当锁定体装置位于联接位置时,锁定体装置被压入联接齿系中。
在此,锁定体装置的锁定体构件优选在联接位置中相对于锁定体承载件和/或相对于联接齿系的齿系或齿面呈现相对位置,使得由于驱动力,特别是周向力,锁定体装置与锁定体构件一起以机动车变速器的同步换档离合器齿系的负轮廓的方式被压入联接齿系中。
所述措施可以确保,只要驱动力通过锁定体装置从第二构件传递到第一构件,无论锁定体装置在施加在锁定体承载件上的预加载如何,锁定体构件始终保持在联接位置中。
根据代表独立发明的另一优选实施例,结合权利要求1的前序部分,驱动段被构造成这样的方式:在驱动力从第二构件传递到第一构件情况下以及当锁定体装置沿释放位置的方向枢转出联接位置时,锁定体装置从联接齿系中被压出。
结果,一旦锁定体装置离开联接位置,确切地说,优选紧接在此之后,驱动段与联接齿系之间的相对位置优选地反向,使得驱动段不再压入联接齿系中,而是从联接齿系中压出。
结果,辅助了锁定体装置从联接位置枢转到释放位置中。
换句话说,在过渡位置中,由于驱动段和联接齿系的相对几何形状,一旦锁定体装置已经离开了联接位置,驱动力就被用来以正轮廓的方式将驱动段压出联接齿系。
结果,在两件式锁定体装置的情况下,一旦锁定体装置不再由支撑构件来支撑,并且因此由于驱动力而被压缩(其结果是,优选地减小了锁定体承载件轴线与锁定体构件轴线之间的角度,或增大了相反的角度),锁定体构件抵靠锁定体承载件上的止动件而被枢转。然后,锁定体构件呈现相对于联接齿系的位置,该位置使得将锁定体构件以及由于止动件而通过驱动力(优选通过周向力)将整个锁定体装置从联接齿系中压出,并因此辅助脱离相关的齿轮级。
根据另一优选实施例,通过弹性弹簧装置将锁定体承载件保持在锁定体承载件释放位置中。
在此,弹性弹簧装置优选地作用于第二旋转构件的连接插口,该连接插口根据轮廓设计成这样的方式:锁定体承载件通过弹性弹簧装置而保持在其释放位置中。例如,当支撑构件位于分离位置中时,锁定体承载件可以处于其释放位置中。一旦支撑构件被枢转到支撑位置中,锁定体承载件优选地逆着弹性弹簧装置的作用而沿联接位置的方向被枢转离开释放位置。
在此,特别优选的是如下情况:弹性弹簧装置具有压缩弹簧,该压缩弹簧作用与抵靠第二构件的销和锁定体构件之间。
在此,所述压缩弹簧装置可以具有一个压缩弹簧、两个压缩弹簧或更多个并行作用的压缩弹簧。在此,压缩弹簧装置首先可以具有将锁定体承载件弹性地预加载到其释放位置中的作用。其次,压缩弹簧装置可以具有将安装在锁定体承载件上的锁定元件预加载到空档位置中的作用,锁定体构件可以在相对于锁定体承载件的两个相反的方向上被枢转出该空档位置。
根据代表独立发明的又一个总体优选的实施例,结合权利要求1的前序部分,联接装置包括凸轮轴,该凸轮轴具有分离周向段和联接或支撑周向段,锁定体装置具有一个凸轮从动段,在释放位置中该凸轮从动段作用于分离周向段,并且在联接位置中作用于支撑周向段。
在此,凸轮从动段优选地作用于锁定体装置的锁定体承载件。
如开头所提到的,优选的是,锁定体装置被配置成这样的方式:所述锁定体装置可以沿驱动方向传递力,锁定体装置优选地具有两件式的特性,使得力的传递必须通过支撑构件来支撑。在这种情况下,支撑构件可以通过凸轮轴的支撑周向段来形成。在此,支撑周向段优选地比分离周向段具有更大的外径。支撑周向段和分离周向段可以彼此邻接,使得在凸轮轴相对于当前被配置为旋转构件(优选地作为中空轴)的第二构件的相对旋转的情况下,从分离周向段到支撑周向段的过渡可以使锁定体装置的锁定体承载件从其释放位置枢转到联接位置中,确切地说,优选地逆着弹性弹簧装置的作用。
其次,一旦凸轮从动段不再作用于支撑周向段,就允许锁定体承载件枢转到释放位置中,这尤其是由于在第一构件和第二构件之间沿周向方向的驱动力而发生。该驱动力导致优选地两件式的锁定体装置“塌陷”,锁定体承载件与锁定体构件之间的角度减小。
在此,特别优选的是,凸轮轴在分离周向段的区域中具有凸轮轴外径,第二构件具有旋转构件外径,凸轮轴外径与旋转构件外径的比率介于0.15到0.5的范围内,特别是小于0.4,优选小于0.35。
因此,就外径而言,相对于第二构件的外径,凸轮轴的外径相对较小,该第二构件在当前情况下优选地被配置为旋转构件,特别是中空轴,凸轮轴被布置在该中空轴内。
支撑周向段的外径与旋转构件的外径的比率优选在小于0.7的范围内,优选小于0.6且特别是小于0.5。
即使当较大的力通过锁定体装置在驱动方向上传递时,所述比率也可以有助于使锁定体承载件与支撑构件或支撑周向段之间的力相对较小。
此外,特别优选的是,锁定体承载件通过凸轮从动段被支撑在凸轮轴的支撑周向段上,凸轮从动段在周向方向上与锁定体承载件枢转轴线间隔开至少45°,优选至少60°。替代地或附加地,优选的是如下情况:凸轮从动段在周向方向上位于锁定体承载件枢转轴线和锁定体构件枢转轴线之间,但是优选地在联接齿系上的接合点的方向上与锁定体构件枢转轴线间隔开并超过所述锁定体构件枢转轴线,也就是说,与在联接齿系中的接合点与锁定体承载件枢转轴线间隔开相比,在周向方向上与锁定体承载件枢转轴线更远地间隔开。
优选地,在根据本发明的齿轮机构单元中,多个上述类型的锁定体装置根据安装在齿轮机构轴上的齿轮数而被布置在齿轮机构轴上、被配置为惰性齿轮,并且在锁定体装置的内圆周上分别具有联接齿系。
在此,在齿轮机构轴上的锁定体装置优选地根据惰性齿轮的布置而轴向地偏移,并且也优选在周向方向上被偏移地布置,以便将凹部分配在齿轮机构轴中从而均匀地接纳锁定体装置,因此,齿轮轴由于凹部而整体上被均匀地削弱,而不是局部地被削弱。
齿轮机构轴优选地通过肌肉力量来驱动。通常在当前情况下不言而喻的是,通过肌肉力量驱动的交通工具也可以是电动自行车,在这种情况下,肌肉力量通过电动马达的驱动力来辅助。
齿轮级的改变通过凸轮轴相对于齿轮机构轴的相对旋转来进行。凸轮轴被配置成如下方式:所述凸轮轴具有支撑周向段,该支撑周向段对于每个锁定体装置轴向偏移地布置,结果,在每个相对旋转位置的情况下,所述锁定体装置中的一个锁定体装置被移出释放位置而进入到联接位置中,以便在驱动方向上将相关的惰性齿轮固定地连接到齿轮机构轴从而随其旋转。
在换档的情况下,凸轮轴以这种方式旋转:另一个惰性齿轮(用于目标齿轮级)的支撑周向段将目标惰性齿轮的锁定体装置的相关的凸轮从动段从释放位置移动到联接位置中。
然而,在升档到较高的目标齿轮级和/或降档到较低的目标齿轮级的情况下,源齿轮级(即,待脱离的齿轮级)的锁定体装置将由于仍然存在周向力而维持接合(毕竟换档是在负载下进行的,也就是说,在不中断牵引力的情况下)。所述源齿轮级的脱离然后仅由于以下事实而发生:凸轮轴的支撑周向段以其不再支撑源惰性齿轮的锁定体装置的凸轮从动段的方式被旋转,该支撑周向段被分配给源齿轮级或源惰性齿轮。由于周向力仍然沿驱动方向作用,这导致源齿轮级自动脱离,因为两件式锁定体装置由于周向力而“塌陷”,通过锁定体构件枢转轴线由于首先是驱动段其次是锁定体承载件头部的压缩(确切的说是由于没有支撑)而被径向向内地偏转。在此,驱动段和联接齿系的适配优选地从此时开始辅助将锁定体构件从联接齿系中压出,使得取消了齿轮机构轴与源齿轮级的惰性齿轮之间的旋转锁定连接或抗扭连接,并且仍然施加在齿轮机构轴上的周向力随后被转移到被分配给目标齿轮级的惰性齿轮的联接齿系。
结果,在根据本发明的齿轮机构单元中多次实现了根据本发明的联接装置。联接装置使得在负载下(确切的说,特别是在降档操作的情况下)齿轮机构单元能够换档。
在降档操作的情况下,目标齿轮相对于轴具有较低的转速(自由轮)。转速较高的源齿轮维持接合。因此,现有技术中分配给源齿轮的棘爪将不会被释放。然而,通过根据本发明的联接装置,可以释放源齿轮与相关联的轴之间的接合。
在升档的情况下,则情况相反。目标齿轮比轴具有更高的转速,并且在枢转出锁定体装置的情况下直接进入接合。然后,源齿轮立即进入空转中,并且分配给源齿轮的锁定体装置减轻了负载,并且因此,在现有技术中也可以比较简单地被释放。
不言而喻,在上文中提及的特征和在下文中将描述的特征不仅可以以各自指定的组合使用,还可以以其它组合或单独使用,而不脱离本发明的范围。
在附图中示出了本发明的示例性实施例,并将在以下描述中更详细地描述本发明。在附图中:
图1示意性地示出集成到交通工具的自行车架中的齿轮机构单元,所述齿轮机构单元形成多齿轮机构。
图2示出具有两部分齿轮机构和共用副轴的多齿轮机构的示意性换档示意图,如可以用于图1的齿轮机构中的那样。
图3示出用于改变齿轮机构单元的齿轮级的换档装置的示意性换档示意图,确切的说,具有用于第一部分齿轮机构的第一凸轮轴和用于第二部分齿轮机构的另一凸轮轴,以及相应的叠加齿轮机构。
图4示出用于齿轮机构单元的齿轮机构轴的透视图,所述齿轮机构轴具有布置在其上并分别分配给惰性齿轮的多个锁定体装置,所述惰性齿轮能够旋转地安装在齿轮机构轴上,在图4中示出其中一个锁定体装置。
图5示出沿着图4的直线V-V的示意性剖视图,图4具有以副轴的形式示出的齿轮机构轴、同心地布置在其中的凸轮轴,以及具有安装在齿轮机构轴的外部并能够借助于联接装置沿驱动方向连接到齿轮机构轴的惰性齿轮,所述联接机构具有位于图5中的释放位置的锁定体装置。
图6示出图5的锁定体装置的分解图。
图7示出在联接位置中联接装置和锁定体装置的图示(类似于图5)。
图8示出锁定体装置的示意图,以便说明产生的力,所述锁定体装置被示出为处于过渡位置,在这种情况下,锁定体装置由于凸轮轴的旋转而脱离图7中示出的联接位置,进入到释放位置中。
图9以放大图示出处于联接位置的联接装置的图示(类似于图7)。
图10示出处于过渡位置中的锁定体装置的图示(类似于图9),确切的说,在锁定体装置沿释放位置的方向离开联接位置的过渡之后不久。
图11示出在锁定体装置位于空转位置的情况下的图示(类似于图9)。
图12示出示意性剖视图以便说明图6的弹簧装置的力的作用。
图13-图16示出在减档操作的情况下的源齿轮级和目标齿轮级的联接装置。
图17示出图4的副轴连同凸轮轴一起的分解图。
图18以分解图示出图17的凸轮轴。
图19示出处于第一位置的图18的凸轮轴的驱动器装置。
图20示出处于第二位置的图19的驱动器装置。
图21示出处于第三位置的图19的驱动器装置。
图22示出固定在壳体上的齿轮机构轮毂的示意图,行星齿轮组的太阳轮能够旋转地安装在所述齿轮机构轮毂上。
图23以驱动器装置的可选实施例示出凸轮轴的图示(类似于图18)。
图24示出处于打开位置的图23的驱动器装置,以及
图25示出处于关闭位置的图23的驱动器装置。
在图1中,齿轮机构单元整体上由10表示。
图1示出了车架12的侧视图,该车架具有齿轮机构壳体14,齿轮机构单元10接纳在该齿轮机构壳体中。齿轮机构单元10在该图示中仅示意性地示出并且配置成紧凑的单元,该紧凑的单元优选地布置在齿轮机构保持架(在此未示出)中。在本文中齿轮机构单元10将通过例如在自行车的情况下的使用来描述,然而在通过肌肉力量操作的其它交通工具中的使用也是可能的。此外,也可以考虑将齿轮机构单元10用于交通工具,在这种情况下,将肌肉力量与驱动交通工具的驱动机器(例如用于电动马达辅助的电机)组合地使用。还可以考虑,齿轮机构单元用于完全由电动马达驱动的交通工具或者由内燃机驱动的其它交通工具。
齿轮机构单元10和齿轮机构壳体14与曲柄18一起形成多齿轮机构16,齿轮机构输入轴相对于驱动小齿轮20同轴地布置。驱动小齿轮20例如用于驱动牵引机构(诸如链条或齿带),该牵引机构此外与后轮小齿轮连接,以便以这种方式将通过踏板曲柄18引入的驱动动力经由多齿轮机构16以逐级降低或逐级升高的方式传递到后轮上,以便以这种方式驱动交通工具。
图2示意性地示出了包括多齿轮机构16的齿轮机构单元10的换档示意图。
齿轮机构单元10具有输入轴24,该输入轴与曲柄18固定地连接,以便能够与曲柄一起旋转,并且因此配置为曲轴。此外,在本文中齿轮机构单元10具有副轴26,该副轴被布置成相对于输入轴24平行地偏移并且在本文中形成第二旋转构件。副轴26相对于旋转轴线27同心地定向。
齿轮机构单元10具有分配给第一齿轮机构集合30的多个第一齿轮组28。第一齿轮组28分别具有固定齿轮和惰性齿轮,所述固定齿轮与输入轴24固定地连接以便随其旋转,所述惰性齿轮可旋转地安装在副轴26上。
此外,齿轮机构单元10包括具有多个第二齿轮组34的第二齿轮机构集合32。第二齿轮组34分别具有惰性齿轮和固定齿轮,所述惰性齿轮可旋转地安装在副轴26上,所述固定齿轮与中空轴36固定地连接以便随其旋转,该中空轴36相对于输入轴24同心地布置并且形成齿轮机构单元10的输出轴。驱动小齿轮20与中空轴36固定地连接以便随其旋转。
输入轴24被配置为轴向穿过轴。驱动小齿轮20形成齿轮机构单元10的输出构件,副轴26形成用于第一齿轮机构集合30的输出轴和用于第二齿轮机构集合32的输入轴。
在当前情况下,第一齿轮组28的数量等于六。第二齿轮组34的数量等于三。
两个齿轮机构集合30、32在动力流方向上前后地布置,使得通过齿轮机构单元10形成总共具有十八个齿轮级(六乘以三)的多齿轮机构16。各个齿轮组28、34的传动比可以以这种方式选择:十八个齿轮级可以从低齿轮级1直到最高齿轮级18以恒定的方式分级,例如在恒定的分级间距为11.5%的情况下总传动比或扩展为636%。
在一个替代的实施例中,第一齿轮机构集合30可以具有五个齿轮组,并且第二齿轮机构集合32可以具有四个齿轮组,从而可以实现具有更高的扩展的总共二十个齿轮级。
在这两种变型的情况下,通常可以设想,输入轴24通过换档设备(未详细示出)直接与输出轴36连接,以便建立附加的直接的齿轮。
为了建立齿轮级,通过借助于两个齿轮机构集合30、32分别形成多齿轮机构16的事实而在副轴26上连接两个惰性齿轮;确切地说,第一齿轮机构集合30的一个惰性齿轮和第二齿轮机构集合32的一个惰性齿轮。
换档设备(未在图2中更详细地示出)包括用于每个惰性齿轮的联接装置,所述联接装置用于将惰性齿轮固定地连接到副轴26以便随其旋转。通常,惰性齿轮分别具有径向内部的联接齿系。此外,在副轴26上为每个惰性齿轮安装一个锁定体装置。每个锁定体装置可以在联接位置和释放位置之间枢转,所述联接位置用于在驱动旋转方向上将副轴与相应的惰性齿轮连接,在所述释放位置中锁定体装置不与相关联的联接齿系接合,也就是说相关联的惰性齿轮不与副轴26固定地连接以便在驱动方向上随其旋转。
在此,在当前情况下,锁定体装置具有可枢转地安装在副轴26上的锁定体承载件和可枢转地安装在锁定体承载件上的锁定体构件,在该锁定体构件上配置有驱动段,在联接位置中该驱动段接合到相关联的惰性齿轮的联接齿系中并且在释放位置中未接合到联接齿系中。
图3示意性地示出了齿轮机构单元10’,所述齿轮机构单元在结构和操作方法方面可以对应于上述类型的齿轮机构单元,并且齿轮机构单元可以通过换档设备40进行换档。与图1和图2中相同的元件设有相应的附图标记。
换档设备40具有相对于副轴26’同轴的第一凸轮轴42和第二凸轮轴44。副轴26’配置成中空轴。凸轮轴42、44在副轴中相对于副轴同轴地设置。第一凸轮轴42分配给第一齿轮机构集合30’。第二凸轮轴44分配给第二齿轮机构集合32’。
齿轮机构单元10’的换档通常如下地进行。凸轮轴42、44分别以通常与副轴26’相同的转速的规则被驱动。为了接合和脱离齿轮,相应的凸轮轴42、44相对于副轴26’旋转,结果,目标齿轮级的相应的联接装置进入联接位置中,而其它齿轮组的联接装置进入释放位置中,使得齿轮机构集合的仅一个惰性齿轮分别与副轴26’固定地连接以便沿驱动方向随其旋转。
第一叠加齿轮机构46和第二叠加齿轮机构48用于在相应的凸轮轴42、44与副轴26’之间建立旋转速度一致性。
所述第一叠加齿轮机构46和第二叠加齿轮机构48共用公共的辅轴齿轮组50,该辅轴齿轮组包括连接到副轴26’的固定齿轮和连接到辅轴52的另一固定齿轮,该辅轴布置成相对于所述副轴26’平行地偏移。因此,辅轴52总是以与副轴26’的旋转速度成比例的旋转速度而旋转。
第一叠加齿轮机构46具有第一行星齿轮组54,第一行星齿轮组包括第一内齿轮56、第一行星架58和第一太阳轮60。所述第一太阳轮60固定地连接到辅轴52以便随其旋转。第一内齿轮56固定地连接到第一换档轴62以便随其旋转,该第一换档轴62相对于辅轴52同心地构造、呈中空轴的形式。第一牵引盘64固定在第一换档轴62上。第一换档轴62可旋转地安装在第一叠加轴66上。第一叠加轴66首先固定地连接到第一行星架58上以便随其旋转。其次,第一叠加齿轮机构46的第一叠加轴66经由第一叠加齿轮组68连接至第一凸轮轴42。
辅轴齿轮组50相对于齿轮机构单元10’的纵向范围基本上居中地布置。第一叠加齿轮组68布置在齿轮机构单元10’的第一轴向端处。第一凸轮轴42从第一轴向端沿轴向方向延伸到副轴26’中。第一行星齿轮组54和具有第一牵引盘64的第一换档轴62沿轴向方向布置在辅轴齿轮组50与第一叠加齿轮组68之间。
第二叠加齿轮机构48具有相对于第一叠加齿轮机构46基本上镜像对称的配置,并且包括第二行星齿轮组70。第二行星齿轮组70具有第二内齿轮72、第二行星架74和第二太阳轮76。第二太阳轮76固定地连接到辅轴52以便随其旋转。
第二内齿轮72固定地连接到第二换档轴78以便随其旋转,第二牵引盘80固定在第二换档轴78上。所述第二换档轴78相对于固定地连接到第二行星齿轮架74以便随其旋转的第二叠加轴82而被可旋转地安装。第二叠加轴82通过第二叠加齿轮组连接至第二凸轮轴44。所述第二叠加齿轮组84布置在齿轮机构单元10’的相对的第二轴向端处。第二凸轮轴44沿着轴向方向从所述相对的轴向端延伸到副轴26’中。
牵引盘64、80连接到相应的致动杆上,所述致动杆例如布置在自行车的车把上。该连接可以通过鲍登线等实现。
在接合后的齿轮级的情况下,牵引盘64、80分别以如下方式被固定地保持:辅轴52的与副轴26’的旋转成比例的旋转被转换成相应的叠加轴66、82的旋转,确切地说,与其成比例地转换成相应的叠加轴66、82的旋转,相应的叠加轴的旋转又通过相应的恒定的齿轮组68、84成比例地转换成相应的凸轮轴42、44的旋转,相应的凸轮轴分别与副轴26’的转速相同。如果一个牵引盘64和/或另一个80旋转,则相关的凸轮轴42、44相对于副轴26’与先前旋转成比例地旋转。这使得没有详细示出的、分配给齿轮机构集合30’、32’的齿轮组28和34的联接装置从动力流中移除或切换到动力流中。
在文献EP 2379402B2中也详细描述了上面关于图3描述的换档设备40。在本发明的情况下,参考了所述文献的公开内容的全部范围。从文献EP 2512909A1中已知另一种换档设备,在这种情况下,叠加齿轮机构被同轴地布置。在本发明的情况下,还参考了所述文献的公开内容的全部范围。
图4示意性地示出了齿轮机构单元10”的一部分,该齿轮机构单元在结构和操作方法方面可以与上述齿轮机构单元一致,确切地说,基于副轴26”的透视图,该齿轮机构单元具有换档设备40”,在该副轴上可旋转地安装有示例性的惰性齿轮88。所述惰性齿轮88例如可以是第一齿轮机构集合30的一部分,也就是说是齿轮组28中的一齿轮组的一部分。为了清楚起见,在图4中未示出第一齿轮组28”的其它齿轮组。此外,也未示出第二齿轮机构集合32的第二齿轮组34。可以看出,第一凸轮轴42”从一侧轴向延伸到副轴26”中。为了清楚起见,图4中未示出另一个第二凸轮轴44”。
在副轴26”上安装多个(在当前情况下为六个)锁定体装置90,这些锁定体装置90分别分配给第一齿轮机构集合30的惰性齿轮,并且在图4中示出了其中四个(其余的位于未示出的后侧)。第一齿轮机构集合30的锁定体装置90布置成彼此轴向地偏移并且布置在副轴26”的一侧上。此外,多个锁定体装置90a可枢转地安装在副轴26”上,这些锁定体装置90a分配给第二齿轮机构集合32的惰性齿轮,在此情况下有三个锁定体装置90a(图4中示出其中两个)。
因此,通过这种类型的齿轮机构可以实现多个(6×3=18个)齿轮级。然而,在实践中,布置在副轴26”上的锁定体装置90和90a的数量也可以更少或更多,结果是可以实现十二个、十六个、十八个、二十个或更多个齿轮级。
锁定体装置90分别安装在副轴26”中的径向凹部92中,所述径向凹部92沿径向方向配置为贯穿凹部。
锁定体装置90、90a可以分别从释放位置(分别在图4中示出)枢转到联接位置。在释放位置中锁定体装置90、90a分别径向地布置在副轴26”的外圆周内,使得分配给相应的锁定体装置90、90a的惰性齿轮能够相对于副轴26”自由地旋转。
在锁定体装置90和/或90a运动到联接位置中的情况下,相应的锁定体装置90、90a相对于副轴26”的外圆周径向向外移动,使得所述锁定体装置90、90a接合到相关联的惰性齿轮88的联接齿系94中。
此外,图4示出了通常的驱动旋转方向96,在从输入轴24通过具有惰性齿轮88的齿轮组将驱动动力传递到副轴26”上时,副轴26”沿该驱动旋转方向移动,然后从该副轴通过第二齿轮机构集合的另一惰性齿轮(未示出)将驱动动力传递到输出轴36上。因此,副轴26”驱动用于第二部分齿轮机构32的惰性齿轮(未示出),而惰性齿轮88驱动用于第一齿轮机构集合的副轴26”。
每个锁定体装置90与副轴26”或与副轴相关的径向凹部92以及相关的惰性齿轮88的联接齿系94一起形成联接装置100。在当前情况下,为副轴26”设置九个联接装置100,其中一个联接装置100基本上完全示出。图5中所示的横截面也被绘制为穿过所述联接装置100。
图5示出,惰性齿轮88具有轴向定向的联接齿系94。副轴26”径向地布置在联接齿系94内。副轴26”被配置为中空轴。在当前情况下,可以看到第一凸轮轴42”沿径向位于副轴26”内。在当前情况下示出,副轴26”借助于惰性齿轮88沿驱动方向96被驱动。然而,驱动动力同样可以从副轴26”沿相反的方向96’传递到惰性齿轮。
第一凸轮轴42”具有凸轮承载轴102,该凸轮承载轴设置有轴向的外齿系103。凸轮轴支承盘105和凸轮104被推到凸轮承载轴102上,该凸轮104与联接装置100轴向对齐。凸轮或凸轮体具有延伸超过300°的分离周向段108、以及支撑周向段106。支撑周向段106具有比分离周向段108更大的外径。凸轮轴支承盘105将凸轮承载轴102径向地支撑在副轴26”中。
锁定体装置90具有锁定体承载件110。锁定体承载件110容纳在径向凹部92中,确切地说,使得副轴26”沿驱动旋转方向96’的旋转能够将周向力传递到锁定体承载件110。在此,锁定体承载件110安装在副轴26”上以便能够绕平行于旋转轴线27延伸的锁定体承载件枢转轴线112而被枢转。锁定体承载件110从锁定体承载件110被接收在副轴26”的连接插口中的轴向端(也就是说,径向凹部92的相应地形成的径向壁)沿周向方向延伸直到的第二端,在所述第二端处锁定体构件116可枢转地安装,更确切地说,可以绕锁定体构件枢转轴线118枢转。在此,锁定体承载件110基本上沿着锁定体承载件轴线114延伸,在该情况下,该锁定体承载件轴线延伸穿过锁定体承载件枢转轴线112和锁定体构件枢转轴线118。
所述锁定体构件枢转轴线118相对于锁定体承载件枢转轴线112平行地定向。
锁定体构件116通过弹性装置(未更详细地示出)相对于锁定体承载件110被预加载到空档位置中,在这种情况下,锁定体构件116沿着锁定体构件轴线120延伸,所述锁定体构件轴线相对于锁定体承载件轴线114以一角度被定向。上述弹性装置或另一弹性装置附加地将锁定体承载件110预加载到图5所示的位置中,并且在这种情况下,锁定体承载件110位于释放位置FP中,并且在这种情况下,可枢转地安装在其上的锁定体构件116位于空档位置中。在所述释放位置中,如径向地观察的,整个锁定体装置90位于副轴26”的外圆周内,并且因此不与联接齿系94接合。然而,在图5中可以看出,锁定体承载件110可以径向向外地枢转离开图5中所示的释放位置,并且锁定体构件116可以在锁定体承载件上在相对于所示的空档位置的两个方向上枢转。
锁定体承载件110具有凸轮从动段122,在所示的释放位置FP中所述凸轮从动段支承抵靠凸轮体104的分离周向段108。凸轮从动段122可以这种方式与支撑周向段106相互作用。在第一凸轮轴42”相对于副轴26”相对旋转的情况下,支撑周向段106使锁定体承载件110径向向外地枢转离开在图5中示出的释放位置,更确切地说,枢转到接下来将在图中描述的联接位置。这种类型的枢转最终导致锁定体构件116的在周向方向上背离锁定体承载件110的端部段接合到联接齿系94中,以便在副轴26”沿驱动旋转方向96’旋转的情况下驱动惰性齿轮88,也就是说建立相对于惰性齿轮88的径向固定连接。
相反,在图5所示的释放位置FP中,惰性齿轮88在旋转方向上与副轴26”分离。
图6以分解视图示出了锁定体装置90。
在其一个周向端处,锁定体承载件110具有锁定体承载件头部128,锁定体承载件头部接合到示意性地示出的连接插口129中,该连接插口通过径向凹部92的径向壁形成。图6还示意性地示出了驱动旋转方向96’,并且在副轴26”沿驱动旋转方向96’旋转的情况下,锁定体承载件110必须沿相同的旋转方向被驱动。
在径向外部,锁定体承载件110具有锁定体承载件偏转面130,通过该锁定体承载件偏转面,锁定体承载件110能够可选地支承抵靠联接齿系94并且从联接齿系偏转,使得锁定体承载件110本身不能接合到联接齿系94中。
在周向方向上的相反端处,锁定体承载件110具有锁定体承载件插口132和在径向方向上彼此间隔开的两个保持凸耳134。在一个周向端处,锁定体构件116具有以这样的方式形成的锁定体构件头部136:其能够轴向地引入到由锁定体承载件插口132和保持凸耳134限定的接合装置中。结果,锁定体构件116在周向方向上不可释放地联接到锁定体承载件110。锁定体构件头部136然后可在周向方向上支撑在锁定体承载件插口132上。在周向方向的相反端上,锁定体构件116具有驱动段138,在释放位置FP中所述驱动段在径向方向上位于副轴26”的外圆周内,并且在联接位置(见下文)中接合到联接齿系94中,以便所述驱动段能够在驱动旋转方向96上驱动惰性齿轮88。
在锁定体承载件110与副轴26”之间以及在锁定体构件头部136与锁定体承载件插口132之间的铰接连接分别以弯曲接头的方式配置,使得相应的旋转轴线不必是固定的,而是可以以取决于相对旋转的方式而变化。
此外,锁定体装置90在锁定体承载件110中具有在轴向方向上间隔开的并且基本上在周向方向上延伸的两个销孔140,销孔140分别沿锁定体承载件头部128的方向从锁定体承载件插口132延伸并且分别配置为通孔。
此外,锁定体装置90包括两个销142,所述销具有第一直径的第一销端144和第二外径的第二销端146,以及位于第一销端和第二销端之间的具有更大外径的肩段。销142被引入销孔140中。销孔140分别在锁定体承载件头部128的区域中具有肩部,结果销142不能在周向方向上从销孔140中压出。然而,在止动位置,第一销端144相对于锁定承载件头部128突出并且支承抵靠接合插口129。
压缩弹簧148分别被布置在第二销端146和锁定体构件头部136之间,该压缩弹簧148被支撑在销142的肩段上并且在周向方向上压靠锁定体构件头部136。
因此,所示的弹簧装置149使得锁定体承载件110由于接合插口129和作用于弹簧装置的销端144的轮廓而沿释放位置FP的方向被预加载。此外,弹簧装置149使得锁定体构件116在周向方向上被按压远离锁定体承载件插口132而抵靠保持凸耳134,如图5中可以看出的,锁定体构件116位于空档位置。
图7示出了图5和图6的联接装置100的视图,锁定体装置90已经枢转到联接位置KP中。
凸轮轴已经旋转,使得支撑周向段106或凸轮体104已经经由凸轮从动件接触部124将凸轮从动段122径向地移动到外部,使得锁定体承载件110整体绕锁定体承载件枢转轴线112枢转到外部。在此,锁定体承载件偏转面130位于副轴26”的外圆周的区域中。
此外,锁定体构件116的驱动段138支承抵靠联接齿系94的齿面154,并且因此接合到联接齿系中。在驱动段138与齿面154之间的有效接合点152,与锁定体承载件枢转轴线112一起形成对应于力作用线158的直的连接线,副轴26”的驱动动力沿着该直的连接线经由锁定体承载件110和锁定体构件116沿驱动旋转方向96’传递到联接齿系94并且因此传递到惰性齿轮88。
在此,驱动段138的径向外部段优选地支承抵靠联接齿系94的齿根。
在此,锁定体构件116同样已经相对于图5中所示的空档位置径向向外枢转到联接位置,使得锁定体构件轴线120在联接位置120(KP)中从接合点152延伸直到锁定体构件枢转轴线118,该锁定体构件枢转轴线相对于力作用线158径向地偏移,并且在当前情况下在径向方向上位于力作用线158内侧。锁定体构件枢转轴线118与力作用线158的间距在图7中以156示出,在这种状态下,换言之,锁定体承载件枢转轴线112与锁定体构件枢转轴线118之间的锁定体承载件轴线114(KP)、以及锁定体构件枢转轴线118与接合点152之间的锁定体构件轴线120(KP)呈现小于180°的力传递角150,并且优选地小于或等于150°。
沿驱动旋转方向96’从副轴26”经由接合插口129引入到锁定体承载件110中的力,经由锁定体承载件插口132和在联接位置KP中支承抵靠锁定体承载件插口的锁定体构件头部136传递到锁定体构件116,并因此传递到联接齿系94。
这里,锁定体装置的两个构件,即锁定体承载件110和锁定体构件116,相对于彼此位于相对位置,在这种情况下,锁定体承载件和锁定体构件之间的枢转轴线118相对于力作用线158偏移。因此,为了沿周向方向(驱动旋转方向96’)将动力传递到联接齿系94,需要通过凸轮从动件接触部124支撑锁定体装置90,凸轮从动段122被支撑在支撑周向段106上。
由于锁定体构件枢转轴线118非常靠近力作用线158的事实,支撑所述锁定体承载件110所需的径向力相对较低。由于枢转轴线112和枢转轴线118之间的间距小于锁定体承载件枢转轴线112和凸轮从动件接触部124之间的间距的事实,所述径向力被进一步减小,如图7中R1处和R2处所示。
在图8中可以看出,在周向力FU沿驱动旋转方向96’传递的情况下,所述力作用于力作用线158,存在于接合点152处的反作用力FG(例如,由于可以通过驱动阻力等方式而形成的驱动反作用力)位于相同的力作用线158上,锁定体构件枢转轴线118与该力作用线径向地间隔开。结果沿着力作用线158在相反方向上作用的力FU、FG在锁定体构件枢转轴线118中产生合力FR,该力FR在径向方向上指向内部。在联接位置KP中所述力FR通过凸轮从动段122支承抵靠安装周向段106,从而支撑在凸轮从动件接触部124中。
一旦凸轮轴42”继续旋转,如图8所示,凸轮从动段122就失去其通过支撑周向段106的支撑,结果,锁定体构件枢转轴线118在径向方向上被自由地压向内部,并且在此过程中驱动锁定体承载件110,使得锁定体承载件在释放位置的方向上枢转,如图8中的箭头所示。在联接位置KP和释放位置FP之间的所述位置也称为过渡位置UP。
图8示出锁定体构件枢转轴线118径向地移动到内部,其结果是力传递角150(见图7)将减小。
根据图8,锁定体构件116具有单个驱动段138。在一个替代的改进方案中,锁定体构件116A具有两个(或更多个)驱动段138、138A,如通过虚线所指示的。在这种情况下,锁定体构件116A在两个接合点152、152A处作用于联接齿系94,特别是作用于联接齿系94的不同齿的齿面。与图8的图示相比,在这种情况下联接齿系94的齿距倾向于被选择得更小,从而接合点152、152A在周向方向上彼此更靠近。
此外,如图8所示,锁定体构件116的驱动段138在接合点152的区域中具有这样的轮廓:该轮廓使得在从联接位置KP过渡到释放位置FP的情况下,通过锁定体构件116来辅助所述锁定体装置将其自身从联接齿系94释放。其次,驱动段138的所述轮廓被配置成使得在联接位置KP中锁定体构件116被压入到联接齿系94中。
这将在以下基于图9和图10的文本中描述。
图9示出了处于联接位置KP的联接装置100。在联接位置KP中锁定体承载件110被固定。锁定体构件116可以绕锁定体构件枢转轴线118枢转。此外可以看出,在联接位置中驱动段138在接合点152处作用于联接齿系94的齿面154,该接合点实际上限定了一条相对于图面垂直延伸的接合线。驱动段138具有包括接合线并且限定驱动段平面159的轮廓或面。在驱动段平面159和作用线之间形成角度160,该作用线通过锁定体构件枢转轴线118和接合点152限定。角度160形成负轮廓,并且特别地,大于90°。这实现了这样的情形:在联接位置中并且当力沿着力作用线158传递时,锁定体构件116以及因此整个锁定体装置90被径向向外压入到联接齿系94中。在锁定体构件116的径向内部段上配置有未详细示出的凸耳,在联接位置KP中该凸耳支承抵靠相关联的齿尖并且由此在联接位置KP中确保锁定体构件116的所限定的位置和所限定的力传递角150。
图10示出了与图8类似的情况,在这种情况下,联接装置100位于从联接位置KP到释放位置FP的过渡位置处。由于没有由支撑周向段106进行的支撑,锁定体承载件110不再被固定并且径向地枢转到内部。结果,在图10中未更详细地示出的力传递角150减小。锁定体构件116抵靠形成枢转角度限制装置的径向外部保持凸耳134而枢转,结果是锁定体装置90总体上向内枢转,确切地说,绕锁定体承载件枢转轴线112而枢转。结果,驱动段138以不同的角度、特别是在径向方向上进一步向内地作用于联接齿系94的齿面154。在力作用线158(通过锁定体承载件枢转轴线112和接合点152限定)与驱动段平面159之间的角度162于是形成正轮廓,并且特别地小于90°。由于力沿着力作用线158的持续传递,锁定体装置90总体上被压出联接齿系94,如箭头164所示。
与齿面154接触的驱动段138的形状以产生上述效果的方式来选择。
此外,图9和图10示出了以下直径,即,代表凸轮轴42的外径的直径D1、代表副轴26的外径(并且优选地是惰性齿轮88的内径)的直径D2,以及(参见图9)代表支撑周向段106或凸轮104的有效直径的直径D3。
D1与D2的比率优选小于0.5,特别是小于0.35。D3与D2的比率优选小于0.6,优选小于或等于0.5。
因此,在从副轴到惰性齿轮的力传递的情况下出现的周向力可以在相对小的半径上得到支持,这可以降低在这种类型的力传递(“负载”)期间旋转所述凸轮轴42所需的摩擦力。
图11示出了处于空转位置FLP的联接装置100。
锁定体承载件110位于联接位置。凸轮从动段122通过凸轮104或支撑周向段106来支撑。在力从副轴26”传递到惰性齿轮88的情况下,锁定体构件116同样位于联接位置,如通过图9中的示例所示的那样。如果从图9的情形开始惰性齿轮88出于任何期望的原因而突然比副轴26”更快地旋转,则发生空转,在这种情况下,惰性齿轮88的齿系94使锁定体构件116相对于锁定体承载件110径向向内枢转,如图11中通过箭头所示的那样。在此,由于安装在锁定体承载件110上的枢转,锁定体构件116可以枢转,使得锁定体构件116完全布置在副轴26”的外圆周内。因此,惰性齿轮88可以以在较大程度上不受阻碍的方式而比副轴26”更快地旋转,结果是存在空转的可能性。联接装置100毕竟包括弹簧装置149,如图6所示,因此,从图11所示的径向向内枢转的位置开始,锁定体构件116通常通过弹簧装置149被径向向外按压到空档位置中,准确地说,相对于锁定体承载件110被按压到空档位置中,例如如图5所示。在空转位置FLP中锁定体构件116因此总是试图再次径向向外枢转,确切地说是枢转到联接齿系94中。如果惰性齿轮88相对于副轴26”的输出情形因此结束,如在166处所示,并且副轴26”再次比惰性齿轮88更快地旋转,则锁定体构件116就再次径向向外枢转到联接齿系中,以便再次设定联接位置KP,例如如图9所示。
图12示出了联接装置100的剖视图,以便阐明弹簧装置149的操作方法。
在图12的图示中,因为第一销端144支承抵靠接合插口129,更确切地说,在锁定体承载件头部128也支承抵靠接合插口129的区域中,销142相对于止动位置沿周向方向移动。压缩弹簧148通过第二销端146在销142上对中,并且在周向方向上压靠锁定体构件头部136,使得锁定体构件头部在周向上被按压远离锁定体承载件插口132,更确切地说抵靠保持凸耳134。锁定体构件头部136相对于保持凸耳134以这样的方式形成:使得锁定体构件116通过压缩弹簧148的弹簧力被预加载到空档位置中,锁定体构件116能够相对于该空档位置径向向外枢转和径向向内枢转。
图13至图16示出了用于源齿轮级(例如齿轮级5)的联接装置100-Q和用于减档操作的目标齿轮级(例如齿轮级4)的联接装置100-Z,确切地说,在减档操作的各个阶段中,由于联接装置100-Q和100-Z,减档操作可以在负载下进行。
作为源齿轮级的齿轮级5和作为目标齿轮级的齿轮级4仅作为示例选择。源齿轮级和目标齿轮级也可以是齿轮级3和齿轮级2等。
图13示出了一种状态,在这种情况下,联接装置100-Q处于联接位置KP中,从而驱动动力96能够经由联接装置100-Q(也就是说例如从副轴到惰性齿轮或者从惰性齿轮到副轴)传递。在与图13相同的状态下,用于目标齿轮级的联接装置100-Z处于释放位置FP,也就是说还没有被接合。
为了执行降档,用于目标齿轮级的联接装置100-Z被致动(例如,通过致动根据图3的牵引盘64和/或牵引盘80)。在此,凸轮轴旋转,确切地说,旋转一角度,该角度小于相应的支撑周向段106延伸的角度。这意味着联接装置100-Q仍然处于联接位置KP,也就是说,由相关联的支撑周向段支撑。在图14中,两个联接装置100-Q和100-Z因此位于联接位置KP。在此,由于源齿轮级的更高的转速,源联接装置100-Q仍然处于接合状态并传递驱动动力96,而联接装置100-Z处于联接位置KP,但不传递任何载荷。这可以从以下事实看出:锁定体构件116的锁定体构件头部在周向方向上与锁定体承载件110的相关联的连接插口间隔开。
在凸轮轴相对于副轴沿相同的旋转方向进一步旋转的情况下,源联接装置100-Q的凸轮从动段122脱离与凸轮的相关联的支撑周向段的接合,使得源联接装置100-Q进入到过渡位置UP中。结果,源联接装置100-Q不再能够传输驱动动力。目标联接装置100-Z进入接合状态,并且在联接位置KP中传递驱动动力96,如图15所示。
由于联接装置100-Q的驱动段的特定配置,如上所述,所述联接装置100-Q进一步与相关联的接齿系脱离接合,并进入图16所示的释放位置FP中。目标联接装置100-Z保持在联接位置中并继续传递驱动动力96。
因此,整个换档操作可以以这样的方式进行:驱动动力如通过箭头96所示的那样由源联接装置100-Q传递直到所述源联接装置被释放,并且已经位于联接位置KP中的目标联接装置100-Z呈现驱动力的传递,然后处于较低齿轮级(例如GS 4)。
图17示意性地示出了凸轮轴42和布置在副轴26中的凸轮轴44,其中,由凸轮轴42、44形成的凸轮轴装置包括分配给第一凸轮轴42的第一锁止装置180和分配给第二凸轮轴44的第二锁止装置182。
凸轮轴42、44通过驱动装置184彼此联接,其联接方式将在下文中参照图19至图21进行描述。
图18以分解视图示出凸轮轴42、44。
可以看出,凸轮轴42、44分别具有外齿系103、103’,其分别被配置为具有轴向定向的齿和齿槽的径向齿系。为了形成凸轮轴,凸轮轴支承盘105和凸轮或凸轮体104分别以交替的方式被推到相应的凸轮承载轴102、102’上。凸轮轴42、44分别经由凸轮轴支承盘105在径向方向上被支撑在轴26的内圆周上。
外齿系103、103’的齿距或齿数可以相同,并且优选地是齿轮级数的函数。
凸轮轴42、44通过相应的锁止装置180、182以锁止的方式锁止在相应的位置上,在这种情况下,齿轮级被接合,也就是说,凸轮从动段122位于支撑周向段106上。
如图18所示,锁定装置180、182分别具有与轴26旋转锁定地连接的定位轴承或定位支承186、186’。在定位轴承186、186’上分别以可径向移动的方式安装有一个滚珠188、188’。滚珠188、188’分别通过在周向方向上敞开配置的弹簧圈190、190’在径向方向上被保持为朝向外部。
在凸轮轴42、44相对于轴26相对旋转的情况下,相应的滚珠188、188’从外齿系103、103’的齿槽中径向向外地压出,确切地说,与相应的弹簧圈的预压力相反。一旦凸轮轴旋转到使滚珠188、188’再次位于齿槽上方的程度,相应的弹簧圈190、190’就将滚珠再次压入齿槽中,从而再次建立锁止位置。
凸轮轴42、44经由驱动器装置184彼此联接。
驱动装置184具有驱动器盘192,该驱动器盘旋转锁定地或抗扭地***到凸轮轴42的外齿系103上。驱动器盘192与凸轮轴44可旋转地连接并且具有径向槽,在该径向槽中安装滚子194(滚子194的旋转轴线平行于凸轮轴42的轴线)。
其上配置有径向槽的段由控制环196接合,滚子194从内部作用于控制环。与滚珠188、188’一样,滚子194与外齿系103的大小相匹配,使得滚子194能够接合到外齿系103的齿根中。
控制环196具有内径较小的周向段198,通过该周向段在凸轮轴42、44之间建立角度可选择的驱动功能。周向段198延伸的角度取决于分配给凸轮轴42的齿轮级数。在当前情况下,周向段198的角度精确地为60°(360°除以六个齿轮级=60°)。
下面基于图19到图21详细描述驱动器装置184的功能。
图19示出了处于第一位置的驱动器装置184。在此,滚子194位于驱动器盘192的凹槽中并且特别支承抵靠控制环196的内圆周,更确切地说支承抵靠在周向段198外的区域中。因此,凸轮轴42可以自由旋转,以便以这种方式改变分配给凸轮轴42的齿轮级(在当前情况下,六个齿轮级)。
如果带有紧固至其的驱动器盘192的凸轮轴旋转直到滚子194与周向段198(图20)接合,则滚子194被径向向内按压,更确切地说按压到凸轮轴42的外齿系103中。
因此,凸轮轴42的进一步旋转引起驱动器盘192的驱动,该驱动器盘然后选择锁定地连接到第二凸轮轴44。因此,当第一凸轮轴42旋转时,第二凸轮轴44经由周向段198在旋转方向上被驱动。这导致分配给第二凸轮轴44的齿轮级也被选择。
所述功能用于执行换档,在这种情况下,两个齿轮机构集合将被切换。
因此,在具有分配有六个齿轮级和三个齿轮级的两个齿轮机构集合的齿轮机构中,相应地,齿轮级1到齿轮级6仅通过第一凸轮轴42的旋转来选择。在此,第二凸轮轴44保持静止并且通过锁止装置182来保持在旋转位置中。
在选择齿轮级7时,第一凸轮轴42又进入到与第一齿轮机构集合的第一前进齿轮级相应的位置中,并且在此过程中(确切地说通过周向段198)被驱动的第二凸轮轴44被切换到第二齿轮机构集合的下一齿轮级中,从而齿轮级7然后被接合。随后,在不驱动第二凸轮轴44的情况下再次选择齿轮级8到齿轮级12。为了接合前进齿轮级13,然后再次驱动第二凸轮轴44,以便选择分配给第二凸轮轴44的齿轮级,并因此选择分配给第二齿轮机构集合的齿轮级。
图22示出了联接装置100”’的另一实施例,其在结构和操作方法方面与上述联接装置100相一致,相同的元件用相同的附图标记表示,并且该联接装置100”’用于根据需要将呈太阳轮88”’形式的第一旋转构件与呈轮毂26”’形式的第二构件相联接,所述轮毂固定在壳体上。
太阳轮88”’是行星齿轮组170的一部分,所述行星齿轮组具有内齿轮172和行星架174。多个行星齿轮176可旋转地安装在行星架174上,这些行星齿轮176接合到内齿轮172的内齿系中并且接合到太阳轮88”’的外齿系中。此外,太阳轮88”’在其内圆周上具有联接齿系94”’。
通常,太阳轮88”’可以相对于轮毂26”’自由地旋转。由于凸轮轴(未示出,在图4至图12的联接装置100的情况下对应于凸轮轴42)的旋转,安装在轮毂26”’上的锁定体装置90”’可径向向外枢转,以便轮毂接合到太阳轮88”’的联接齿系94”’中,以便将太阳轮88”’在驱动方向上固定地保持在壳体上,并且在相反的旋转方向上实现空转功能。
在此,联接配置100”’的构造可以与图4至图12的联接装置100相同。
图23到图25示出了驱动器装置184A的可选实施例,其功能与上述驱动器装置184的功能相同。
图23到图25的驱动器装置184A包括第一驱动器盘192A和第二驱动器盘192B、压缩弹簧202和两个径向定向的驱动器销204。
第一驱动器盘192A固定地安装在第一凸轮承载轴102上以便随其旋转,但是以轴向可移位的方式。第二驱动器盘192B以旋转锁定且轴向锁定的方式固定在第二凸轮轴44的第二凸轮承载轴102'上。
第一驱动器盘192A通过轴向支撑在凸轮轴盘105上的压缩弹簧202而压靠第二驱动器盘192B。
驱动销204被固定地压入到轴26的径向孔(未更详细地示出)中,并从轴的内圆周在径向方向上延伸到内部。
第一驱动器盘192A具有张角206和轴向延伸的凹槽210。第二驱动器盘192B具有轴向延伸的销208。
图24示出了驱动装置184A的位置,在这种情况下,凸轮轴42、44彼此分离,结果第一凸轮轴42的旋转仅仅引起第一齿轮机构集合内的换档,但是第二凸轮轴44不是同时旋转的。在所述位置中第一驱动器盘192A轴向地支撑在驱动销204上,也就是说,通过压缩弹簧202轴向地压靠销204。在此,驱动器盘192A、192B彼此分离。
一旦第一凸轮轴旋转直到传动销204进入张角206的区域中,压缩弹簧202就可以将第一驱动器盘192A轴向地压靠第二驱动器盘192B,销208被压入到第一驱动器盘192A的凹槽210中,从而在驱动器盘192A、192B之间实现旋转联接。这在图25中示出。
因此,第一凸轮轴42的进一步旋转同时引起第二凸轮轴44的旋转,从而两个齿轮机构集合可以切换。随后,包括驱动销204的装置再次从张角206的区域出来。因此,由于传动销204上的过渡斜面,第一驱动器盘192A逆着弹簧202的力被轴向地按压远离第二驱动器盘192B,从而驱动器盘192A、192B再次脱离接合。
由此,对于下一次旋转,例如分别转过60°的角度,仅第一齿轮机构集合的齿轮级可以被切换,直到再次达到张角206,以便随后同样再次切换第二齿轮机构集合中的齿轮级。这与图17至图21的上述示例的情况一样,例如在齿轮级6到齿轮级7的切换和齿轮级12到齿轮级13的切换的情况下。

Claims (19)

1.一种用于联接构件(88、26)的联接装置(100),特别是作为齿轮机构单元(10)中的换档联接器,所述联接装置具有
-第一构件(88),所述第一构件具有联接齿系(94),
-第二构件(26),至少一个锁定体装置(90)以能够枢转的方式安装在所述第二构件上,所述锁定体装置(90)能够被枢转到联接位置(KP)中,在所述联接位置的情况下,所述锁定体装置(90)的驱动段(138)接合到所述联接齿系(94)中,以便相对于沿第一方向(96)的相对运动以强制联锁的方式将所述第一构件(88)联接到所述第二构件(26),并且所述锁定体装置(90)能够枢转到释放位置(FP),在所述释放位置的情况下,所述锁定体装置(90)的所述驱动段(138)未接合到所述联接齿系(94)中,
其特征在于
所述锁定体装置(90)具有以能够枢转的方式安装在所述第二构件(26)上的锁定体承载件(110),并且具有以能够枢转的方式安装在所述锁定体承载件(110)上的锁定体构件(116),所述驱动段(138)被构造在所述锁定体构件上。
2.根据权利要求1所述的联接装置,其特征在于,所述第一构件(88)和/或所述第二构件(26)是能够绕旋转轴线(27)旋转的旋转构件,所述联接装置(100)用于将所述第一构件(88)和所述第二构件(26)彼此固定地连接以便一起旋转,并且所述第一方向是旋转方向(96)。
3.根据权利要求1或2所述的联接装置,其特征在于,在所述联接位置(KP)中所述锁定体承载件(110)以相对于在所述释放位置(FP)的方向上枢转的方式而被支撑构件(104)支撑。
4.根据权利要求3所述的联接装置,其特征在于,所述支撑构件(104)能够在支撑位置与分离位置之间移动,在所述支撑位置,所述支撑构件支撑所述锁定体承载件(110),在所述分离位置,所述支撑构件(104)允许所述锁定体承载件(110)枢转到所述释放位置(FP)中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的联接装置,其特征在于,在所述联接位置(KP)中力作用线(158)被建立在(i)锁定体承载件枢转轴线(112)与(ii)接合点(152)之间,在所述联接位置(KP)中所述锁定体承载件枢转轴线被建立在所述第二构件(26)与所述锁定体承载件(110)之间,在所述接合点处所述驱动段(138)作用在所述联接齿系(94)上,在所述联接位置(KP)中被建立在所述锁定体构件(116)与所述锁定体承载件(110)之间的锁定体构件枢转轴线(118)在所述联接位置(KP)中相对于所述力作用线(158)径向地偏移。
6.根据权利要求5所述的联接装置,其特征在于,
-在所述联接位置(KP)中所述力作用线(158)与所述锁定体构件枢转轴线(118)之间的间距(156)大于0mm并且小于5mm,和/或其特征在于,
-在所述联接位置(KP)中(i)所述力作用线(158)与所述锁定体构件枢转轴线(118)之间的间距(156)与(ii)所述锁定体构件枢转轴线(118)与所述锁定体承载件枢转轴线(112)之间的间距(R1)之间的比率小于1:4并且大于零,和/或其特征在于,
-在所述联接位置(KP)中(i)所述力作用线(158)与所述锁定体构件枢转轴线(118)之间的间距(156)与(ii)所述锁定体构件枢转轴线(118)与所述接合点(152)之间的间距之间的比率小于1:4并且大于零。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的联接装置,其特征在于,在所述联接位置(KP)中所述锁定体承载件(110)沿着锁定体承载件轴线(114(KP))定向,在所述联接位置(KP)中所述锁定体构件(116)沿着锁定体构件轴线(120(KP))定向,所述锁定体承载件轴线(114(KP))和所述锁定体构件轴线(120(KP))在所述联接位置(KP)中以大于或等于150°并且小于180°的力传递角度(150)相对于彼此定向。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的联接装置,其特征在于,在所述联接位置(KP)中所述锁定体构件(116)能够从锁定体构件联接位置枢转到空转位置(FLP)中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的联接装置,其特征在于,所述锁定体构件(116)在所述锁定体承载件(110)上被预加载到空档位置,所述锁定体构件(116)能够在相对于所述空档位置的两个相反方向上枢转离开所述空档位置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的联接装置,其特征在于,在第一端处,所述锁定体承载件(110)具有锁定体承载件头部(128),所述锁定体承载件头部被分配给所述第二构件(26)的连接插口(129),以便在所述第二构件(26)与所述锁定体承载件(110)之间形成第一枢转支承。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的联接装置,其特征在于,在第二端处,所述锁定体承载件(110)具有锁定体承载件插口(132),所述锁定体承载件插口被分配有所述锁定体构件(116)的锁定体构件头部(136),以便在所述锁定体承载件(110)与所述锁定体构件(116)之间形成第二枢转支承。
12.根据权利要求11所述的联接装置,其特征在于,所述锁定体承载件(110)具有至少一个保持凸耳(138),所述保持凸耳接合在所述锁定体构件头部(136)上,以便相对于所述锁定体承载件(110)在驱动方向上保持所述锁定体构件(116)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的联接装置或根据权利要求1的前序部分所述的联接装置,其特征在于,所述驱动段(138)被配置成使得在驱动力从所述第二构件(26)传递到所述第一构件(88)的情况下并且当所述锁定体装置(90)位于所述联接位置(KP)中时,所述锁定体装置(90)被压入所述联接齿系94)中。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的联接装置或根据权利要求1的前序部分所述的联接装置,其特征在于,所述驱动段(138)被配置成使得在驱动力从所述第二构件(26)传递到所述第一构件(88)的情况下并且当所述锁定体装置(90)在所述释放位置(FP)的方向上枢转离开所述联接位置(KP)时,所述锁定体装置(90)被压出所述联接齿系(94)。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的联接装置,其特征在于,所述锁定体承载件(110)借助于弹性弹簧装置被保持在锁定体承载件释放位置中。
16.根据权利要求15所述的联接装置,其特征在于,所述弹性弹簧装置具有压缩弹簧装置(148),所述压缩弹簧装置作用在销(142)与所述锁定体构件(116)之间,所述销支承抵靠所述第二构件(26)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的联接装置或根据权利要求1的前序部分所述的联接装置,其特征在于,凸轮轴(42)具有分离周向段(108)和支撑周向段(106),所述锁定体装置(90)具有凸轮从动段(122),在所述释放位置(FP)中所述凸轮从动段未作用于所述支撑周向段(106)并且在所述联接位置(KP)中所述凸轮从动段作用于所述支撑周向段(106)。
18.根据权利要求17所述的联接装置,其特征在于,所述凸轮轴(42)在所述分离周向段(108)的区域中具有凸轮轴外径(D1),所述第二构件(26)具有旋转构件外径(D2),所述凸轮轴外径(D1)与所述旋转构件外径(D2)的比率介于0.15到0.5的范围内,特别是小于0.4,并且优选地小于0.35。
19.一种齿轮机构单元(10),特别是用于能够通过肌肉力量被驱动的交通工具,所述齿轮机构单元具有齿轮(88),所述齿轮形成第一旋转构件并且能够旋转地安装在形成第二旋转构件的齿轮机构轴(26)上,所述齿轮(88)能够借助于根据权利要求1至18中任一项所述的联接装置(100)在驱动旋转方向(96)上被连接到所述齿轮机构轴(26)。
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