CN102171491A - 曲轴无级变速器 - Google Patents

Abstract

曲轴无级变速器，包含与变速器从动轴连接的自由轮装置(10)。该自由轮装置适合于选择式地允许和闭锁自由轮装置与从动轴之间的相对转动。该曲轴无级变速器还包含适合于换接该自由轮装置的换接单元(30)，可与从动轴并且通过连接器件与差速器连接的内轴。该内轴可在从动轴的轴向方向上移动。该曲轴无级变速器还包含促动器(20)，该促动器与换接单元相互作用并且适合于启动自由轮装置的换接。该促动器具有第一机构(100)。该第一机构适合于使内轴在轴向方向上移动以便使内轴与差速器(2)分离。该促动器还具有第二机构(200)。该第二机构适合于驱动该换接单元。其中，第二机构与第一机构耦合并且在时间上在第一机构之后被驱动。

Description

曲轴无级变速器

本发明涉及一种曲轴无级变速器。本发明尤其涉及一种促动器，该促动器启动曲轴无级变速器的自由轮的换接。

曲轴无级变速器例如由DE 102 43 533 A1已知。该变速器具有可与发动机联接的驱动轴例如变速器输入轴，以及具有至少一个被驱动的轴，例如变速器输出轴，它们在驱动方面相互连接。此外该变速器具有一自由轮装置。该自由轮装置由多个围绕被驱动的轴轴向相继布置的自由轮单元，这些自由轮单元是可换接的。这意味着，关于两个可相互扭转的环而言夹紧体的闭锁方向是可转换的。通过使用这种自由轮单元可以简单地在该变速器中改变轴的转向并从而例如实现倒档。不需要附加的方向转换传动装置，例如行星齿轮传动装置。

为了换接自由轮的闭锁功能，在DE 102 43 533 A1中设置了换接装置，它具有多个换接单元，这些换接单元分别安置在相邻的夹紧体之间。这些换接单元可同步操作并具有夹紧器件，这些夹紧器件各具有一个可扭转的盘形区域以及一个优选由异型棒构成的异型区域。在该异型区域上设有弹簧，该弹簧由扭力弹簧构成。该弹簧可被夹紧在异型区域和夹紧体之间。异型棒以及换接激活装置可以在轴向上穿过所有自由轮单元延伸，使得当异型棒扭转时所有自由轮装置可被同时换接。

为了能够换接曲轴无级变速器的自由轮以改变车辆的行驶方向，曲轴无级变速器必须是空载的。因此曲轴无级变速器的从动单元必须与差速器脱耦。在迄今已知的曲轴无级变速器中从动单元的该脱耦或解锁以及换接的激活借助片式离合器或借助多个滑动联接器进行。在此，片式离合器或滑动联接器具有促动器的功能。

从动单元通过片式离合器或滑动联接器脱耦或解锁具有缺陷，即通常对于多个自由轮装置也需要多个促动器。多个促动器使曲轴无级变速器需要较大的结构空间。这意味着，随着促动器数量增多在曲轴无级变速器中的位置需求也增大。此外脱耦过程必须通过合适的控制装置在时间上与换接过程协调。

由此出发，本发明的任务是，提供一种曲轴无级变速器，该曲轴无级变速器具有唯一的促动器用于使驱动单元脱耦并用于启动自由轮的换接。

该任务通过具有权利要求1的特征的曲轴无级变速器解决。在从属权利要求中给出优选实施方式。

本发明所基于的构思是，曲轴无级变速器的从动单元的脱耦和自由轮的换接的启动通过唯一一个促动器来实现。在此，从动单元的脱耦通过第一机构进行而自由轮的换接的启动通过第二机构启动，这两个机构的作用方式相互协调。为了从动单元的脱耦，使连接器件与差速器分离，其方式是，使连接器件滑动而脱开啮合，该连接器件安置在一内轴上并且形成从动单元与差速器之间的连接元件，该内轴又与一从动轴连接。

在此，曲轴无级变速器包含一与变速器从动轴连接的自由轮装置，该自由轮装置适合于选择式地允许和闭锁自由轮装置与从动轴之间的相对扭转。该曲轴无级变速器还包含一换接单元和一内轴，该换接单元适合于换接自由轮装置，该内轴可与所述从动轴连接并且可通过连接器件与差速器连接。内轴可在从动轴的轴向方向移动。该曲轴无级变速器还具有一促动器，该促动器与换接单元相互作用并且适合于，启动自由轮装置的换接。在此，促动器具有第一机构和第二机构，该第一机构适合于，使内轴在轴向方向上移动以便将内轴与差速器分开，第二机构适合于驱动换接单元。此时第二机构与第一机构耦合并且在时间上在第一机构之后才被驱动。

从动单元的脱耦优选例如通过在使用斜坡机构的情况下使连接器件退出来进行。在此斜坡机构具有球或滚子形式的斜坡体。斜坡机构的操作通过第一行星组进行。自由轮的换接通过另外两个行星组进行。

这三个行星组优选具有共同的桥接条，从而具有共同的行星架。通过共同的行星架和第一与第二机构的适当连接，自由轮的换接在时间上与从动单元的脱耦相协调。

这意味着，按照本发明的基本构思，自由轮的换接过程与从动单元脱耦过程的进展相关并且与该进展相协调地进行。自由轮的换接在连接器件的脱耦已结束并且从动单元已空载时才发生。基于换接过程与脱耦过程之间的优选机械式的作用连接可避免错误控制。由此能够实现曲轴无级变速器的可靠运行流程并且同时结构空间需求小。

连接器件可优选相当于一锥齿轮。换接单元可以是一螺旋杆单元或其它换接机构。

当驱动单元借助第一机构卸载时，驱动单元在与差速器的耦合方面被置于空载状态。

按照一种优选实施方式，第一机构具有一驱动器。通过该驱动器来驱动促动器。

该驱动器有利地是一蜗杆传动装置或一蜗轮。

第一机构有利地还具有第一内齿轮、第一行星组和第一太阳轮。为了驱动促动器，蜗杆传动装置啮合到第一内齿轮的圆周上的、相应地为了蜗杆传动装置的啮合而构造的区域中。

行星齿轮传动装置具有独特的结构紧凑的优点。因此，行星齿轮传动装置与其它传动装置类型相比的优点一方面在于传动比可比的情况下结构紧凑，另一方面能够同轴地变换方向。

优选第一机构还包含所述斜坡机构或者替换地包含另一机构，该机构负责使内轴纵向移动。在此，该斜坡机构具有斜坡行星组、第一斜坡和第二斜坡，该第一斜坡与内轴固定连接，该第二斜坡固定地安置在斜坡壳体中。第一斜坡和第二斜坡在从动单元的轴向方向上相继布置，在第一斜坡和第二斜坡之间安置至少一个斜坡体。该斜坡体可以是球或滚子。

优选第一机构还具有一压缩弹簧，该压缩弹簧被适配和安置用于，将第一斜坡和第二斜坡挤压在一起。此时该压缩弹簧在第一斜坡和第二斜坡上施加一持久的力，由此对第一斜坡和第二斜坡设置压力，该压力使第一斜坡和第二斜坡相互挤压，从而负责在耦合状态中预加载。

具有可在从动单元的轴向方向上移动的斜坡的斜坡机构的优点在于，通过斜坡的有针对性的造型，也可实现可移动的内轴的以及斜坡的有针对性的、因而可事先精确确定的轴向移动。因此可保证锥齿轮的受控制的退出和介入。因此，如果第一斜坡和第二斜坡不断地被一弹簧、尤其是被一压缩弹簧相互压紧，就导致斜坡体的无缺陷的、事先确定的运动。

第一机构有利地具有另一弹簧，尤其是一弓形弹簧，该弓形弹簧安置在第一太阳轮和斜坡机构之间。

第一太阳轮和斜坡机构之间的弓形弹簧的优点在于，自由轮换接的换接能被中间储存在弓形弹簧中。这尤其在锥齿轮的齿顶妨碍在换接后立即介入差速器中时是有利的。通过使用弓形弹簧，一旦具有曲轴无级变速器的车辆缓慢起步，锥齿轮就又进入啮合，第一斜坡锁止该位置。因此，通过该弹簧中间储存介入所需的能量。

第二机构有利地具有第二内齿轮、第二行星组和第二太阳轮。

此外第二机构有利地还具有第三内齿轮、第三行星组和第三太阳轮。

在此优选，第一太阳轮和第三太阳轮可转动地支承在从动单元中，而第二太阳轮与斜坡壳体固定连接。在此第二太阳轮固定地安置在斜坡壳体的圆周上。

除了结构形式紧凑的优点外，同轴的方向转换也是特别有利的，该同轴方向转换通过行星齿轮传动装置中的三个或多个大多同轴布置的轴实现。在径向较远的外部作用于从动单元是、尤其作用于第一内齿轮上的力可借助一个行星齿轮传动装置和/或多个行星齿轮传动装置在径向上继续传递到从动单元的内部。

第一机构的第一行星组和第二机构的第二行星组以及第三行星组有利地具有共同的行星架。该行星架相当于一桥接条，第一、第二和第三行星组安置在该桥接条上。

通过该共同的行星架，换接过程有利地与脱耦过程相关联。因此，在时间上在锥齿轮自差速器的脱耦已结束的时候才进行自由轮装置的换接。即，在锥齿轮已从差速器脱耦从而从动单元已空载的时候才进行自由轮装置的换接。由此确保，曲轴无级变速器的自由轮装置仅在曲轴无级变速器空载时才换接。

有利地，第二机构的第二内齿轮在配置给第一内齿轮的那面上具有至少一个弧形的槽，在该槽中安置一销，该销与第一内齿轮固定连接。该至少一个槽在第二内齿轮的径向延伸方向或延展方向上延伸。通过该销能够使第一内齿轮与第二内齿轮连接。

优选第二内齿轮在配置给第一内齿轮的那面上具有三个弧形的槽，在这些槽中各安置一个销，该销与第一内齿轮固定连接。在此这三个槽在第二内齿轮的径向延伸方向或延展方向上延伸。通过这些销能够使第一内齿轮与第二内齿轮连接。

第一内齿轮和第二内齿轮通过在槽中滑动的销连接是特别有利的，因为以此方式能够有针对性地控制第一内齿轮相对于第二内齿轮的连接。这就是说，第二内齿轮的转动或旋转与第一内齿轮的位置相关。通过第二内齿轮中的槽(与第一内齿轮固定连接的销在这些槽中滑动)，能够精确地确定，自由轮单元的换接何时能够或者应当进行，即一旦曲轴无级变速器的从动单元空载。

优选第二机构的第二内齿轮和第二机构的第三内齿轮通过至少一个卡锁装置相互连接。

卡锁装置的优点是，阻止第二内齿轮相对于第一内齿轮在自由轮换接过程中扭转并从而实现顺利的换接。因此，第二内齿轮和第三内齿轮不是持久地相互连接，而是仅在自由轮装置的换接过程中相互耦合。

优选换接单元相当于一螺旋杆或一由多个螺旋杆组成的螺旋杆单元，该螺旋杆或螺旋杆单元也可在从动轴的轴向方向上移动。通过该轴向移动，自由轮装置被换接。为此螺旋杆单元在其圆周上在径向方向上具有铣削槽或缺口。

通过在从动轴的轴向方向上可移动的螺旋杆单元，能够有利地换接大量的自由轮。

优选自由轮装置构造为可换接的自由轮，该自由轮选择式地闭锁自由轮装置和从动轴之间在第一或第二相对转动方向上的相对转动并且允许自由轮装置和从动轴之间在第一或第二相对转动方向中的另一个上相对转动。

可换接的自由轮具有的优点是，具有紧凑、从而稳定的结构，因此特别耐磨损并且可持久承受负载。

下面示例性地借助附图来说明本发明。附图中示出：

图1本发明曲轴无级变速器的从动单元在轴向上的横剖面，具有促动器和介入变速器联接轴与差速器之间的锥齿轮，

图2曲轴无级变速器的驱动单元的横剖面，具有促动器和脱出的锥齿轮，

图3促动器的横剖面，

图4带有压缩弹簧、斜坡机构和锥齿轮的联接轴的立体视图，

图5带有压缩弹簧、螺旋杆和斜坡壳体的联接轴的立体视图，

图6带有螺旋杆和斜坡壳体的从动轴的立体视图，

图7带有螺旋杆的从动轴的立体视图，

图8带有第一内齿轮、蜗杆传动装置和第二内齿轮的从动轴的立体视图，

图9带有第一内齿轮、蜗杆传动装置、第二内齿轮和第三内齿轮的从动轴的立体视图，

图10第二内齿轮的立体视图，

图11第一内齿轮的立体视图，

图12第二内齿轮和斜坡机构在第一换接阶段的俯视图，

图13第二内齿轮和斜坡机构在第二换接阶段的俯视图，

图14第二内齿轮和斜坡机构在第三换接阶段的俯视图，

图15第二内齿轮和斜坡机构在第四换接阶段的俯视图，

图16第二内齿轮和斜坡机构在第五换接阶段的俯视图，

图17第二内齿轮和斜坡机构在第六换接阶段的俯视图，

图18第二内齿轮和斜坡机构在第七换接阶段的俯视图，

图19第二内齿轮和斜坡机构在第八换接阶段的俯视图。

在附图中示出一根据本发明的曲轴无级变速器的一种实施方式。

附图1和2尤其示出一曲轴无级变速器的从动单元1。一自由轮装置10呈多个在轴向方向上前后相继布置的自由轮的形式，用于与变速器(未示出)的驱动侧连接。为此这些自由轮例如分别具有用于类似连杆的连接元件与该驱动侧的偏心单元的铰接点。这些自由轮设置在变速器的从动轴500上。在从动轴500中在轴向方向上设置有一些钻孔，在这些钻孔中可轴向移动地各接收一个螺旋杆单元30。在此，螺旋杆单元30包含多个螺旋杆300并且用作换接装置。从动单元1在轴向上具有第一端部40和第二端部50，该第一端部相当于与差速器2的连接部位，该第二端部例如规定从动轴500在壳体上的支承。自由轮装置10安置在该第二端部50上。在第一端部40上设有一促动器20，该促动器在以后详细描述。

在从动轴500中还安置了一中心贯通孔，在该贯通孔中安置有内轴或联接轴400。联接轴400从变速器的第一端部40延伸至第二端部50。在联接轴400上在第一端部40安置有锥齿轮180。在联接轴400的轴向方向上在锥齿轮180后面朝向第二端部50的方向安置有斜坡机构160。此外设有一压缩弹簧164，该压缩弹簧螺旋形地围绕联接轴400安置并且对该联接轴400相对于从动轴500朝向差速器2的方向预加载。压缩弹簧164在联接轴400的轴向方向上朝向第二端部50安置在斜坡机构160后面。

在附图1和2示出的从动单元1的剖面图中，图1示出曲轴无级变速器的一种状态，在该状态，从动单元1与差速器2耦合并且从动单元1通过锥齿轮180与差速器2连接。图2示出曲轴无级变速器的一种状态，在该状态，从动单元1不与差速器2耦合并且从动单元1的锥齿轮180不与差速器2连接。在耦合状态，锥齿轮180位于从动单元1的最外边的第一端部40上。在不耦合状态，锥齿轮180向从动单元1的第二端部50方向缩回。

图3示出图2的促动器20的放大视图。该促动器20的构造在下面借助附图3至11解释。

促动器20安置在第一端部40上。促动器20具有用于从动单元1与差速器2脱耦的第一机构100(图3中右边)和用于操作螺旋杆单元30的第二机构200(图3中左边)。在此，第一机构100靠近从动单元1的第一端部40安置，第二机构200在从动单元1的轴向方向上朝向第二端部50方向安置在第一机构100的后面。螺旋杆单元30在轴向方向上衔接在第二机构200上并且一直延伸至从动单元1的第二端部50。

促动器20的第一机构100具有第一内齿轮110、第一行星组120和第一太阳轮130，第一行星组120与第一内齿轮110啮合，第一太阳轮130支承在从动单元1中并且与第一行星组啮合。此外第一机构100具有一斜坡机构160。斜坡机构160包含一斜坡行星组140，该斜坡行星组包含三个斜坡行星齿轮、一个第一斜坡161、一个第二斜坡162和三个球形斜坡体163(见附图12至19)，这些斜坡体在导向槽中以沿着圆周变化的深度安置在第一斜坡161和第二斜坡162之间。在从动单元1的轴向方向上(朝向第一端部40方向)在斜坡机构160旁边安置了锥齿轮180。斜坡机构160还具有斜坡壳体150。此外第一机构100在第一太阳轮130与斜坡机构160之间具有弓形弹簧170，该弓形弹簧用于储存换接能。

在变速器壳体600中的一个缺口内安置了蜗杆传动装置105，它作用于第一内齿轮110的外圆周上，该第一内齿轮位于变速器壳体600中的该缺口的下方。

第二机构200在从动单元1的轴向方向上(朝向第二端部50的方向)布置在第一机构100后面。第二机构200包含第二内齿轮210、第二行星组220和第二太阳轮230。第二太阳轮230与斜坡壳体150固定连接。第二机构200还具有第三内齿轮240、第三行星组250和第三太阳轮260，该第三太阳轮支承在从动单元1中。在此第三内齿轮240、第三行星组250和第三太阳轮260在从动单元1的轴向方向上(朝向第二端部50方向)分别布置在对应的第二内齿轮210、第二行星组220和第二太阳轮230的后面。第三太阳轮260与螺旋杆单元30的螺旋杆300啮合。在联接轴400和从动轴500之间在促动器20的区域中安置一斜坡壳体150。

第一内齿轮110与第二内齿轮210通过三个在第一内齿轮110的端面上固定安置并且在第二内齿轮220的端面上的槽211中滑动的销220连接(见附图10和11)。第二内齿轮210与第三内齿轮240通过卡锁装置241连接，该第三内齿轮固定地安置在变速器壳体600中，该卡锁装置241主要包含一螺旋弹簧和一球。

第一行星组120、第二行星组220和第三行星组250具有共同的行星架270并且各包含三个行星齿轮。

在附图4至11中以立体视图示出曲轴无级变速器的细节。

附图4和5示出联接轴400的立体视图，螺旋形的压缩弹簧164安置在该联接轴上。

在此，图4示出锥齿轮180，该锥齿轮在从动单元1的第一端部40处布置在联接轴400上。斜坡机构160在从动单元1的轴向方向上(朝向第二端部40方向)在锥齿轮180的后面布置在联接轴400上。第一斜坡161具有一太阳轮区段，该区段用于与第一机构100的斜坡行星组140啮合。第一斜坡161支承得可在从动单元1的轴向方向上移动。第二斜坡162与从动单元1固定连接。

图5示出斜坡壳体150，该斜坡壳体包围锥齿轮180和斜坡机构160。斜坡行星组140以三个斜坡行星齿轮在斜坡壳体150上的三个为此设置的缺口处穿过斜坡壳体150。

附图6至9示出从动轴500、螺旋杆单元30和斜坡壳体150，该斜坡壳体具有用于斜坡行星组140的三个斜坡行星齿轮的上述缺口。螺旋杆单元30具有六个单独的、可轴向移动的螺旋杆300，它们支承在从动轴500中(图7)。

图8示出第一内齿轮110以及蜗杆传动装置105，该蜗杆传动装置作用于内齿轮110的外圆周上。第一内齿轮110被这样适配，使得蜗杆传动装置105能够作用在该第一内齿轮110的外圆周上。这意味着，第一内齿轮110在其外圆周上具有供蜗杆传动装置105啮合的、相应造型的沟槽型廓。

图9示出第一内齿轮110，第二内齿轮210和第三内齿轮240，它们在从动单元1的轴向方向上相继地、在径向上围绕从动轴地布置。在此第一内齿轮110靠近从动单元1的第一端部40布置而第二内齿轮210和第三内齿轮240朝向第二端部50方向布置在第一内齿轮110的后面。

图10示出第二内齿轮210的立体视图。在面对驱动单元1的第一端部40的一侧，在第二内齿轮210的圆周附近布置了三个弧形的槽211。在三个槽211的每一个中安置一可移动的销212。

图11示出第一内齿轮110和三个销212，这些销在第一内齿轮100的朝向第二端部50的一侧上靠近第一内齿轮110的圆周均匀布置。在槽211中可移动的销212(图10)与第一内齿轮110固定连接。

在附图12至19中示出第二斜坡162的俯视图。

第二斜坡162在朝向或配属给从动单元1的第一端部40的一侧或者一面上具有三个在周向上均匀分布的、弧形的斜坡区域165。三个弧形的斜坡区域165中的每一个包含两个第一斜坡区段166，两个第二斜坡区段167和两个第三斜坡区段168。两个第三斜坡区段168相互毗邻。在外侧，两个第二斜坡区段167邻接两个第三斜坡区段168并且两个第一斜坡区段166邻接两个第二斜坡区段167，使得在斜坡162的俯视图中两个第一斜坡区段166、第二斜坡区段167和第三斜坡区段168分别关于对称轴线对称，该对称轴线将第一斜坡区段166相互分开。

第一斜坡区段166和第三斜坡区段168沿着斜坡162无斜度，因此具有分别垂直于从动单元1轴向方向的斜坡面。但第一166第三斜坡面168处于垂直于该轴向方向的不同平面上。第二斜坡区段167将第一斜坡区段166与第三斜坡区段168连接并且具有下降的斜坡面。因此，在从动单元1的轴向方向上(朝向第一端部40方向)，就斜坡162而言第一斜坡区段166高出最多或者说凹下最少，相反，第三斜坡区段168在从动单元1的轴向方向上(朝向第二端部50方向)在斜坡162中沉入最深。

下面描述换接机构和促动器的功能方式：

附图12至19借助第二内齿轮210的和第二斜坡162的俯视图示出促动器20的不同换接阶段。这些换接阶段取决于第二内齿轮210的三个槽211中的三个销的位置和第二斜坡162中的三个球形斜坡体163的位置。

在图12中，三个槽211中的三个销212处于槽211的第一槽端点213和第二槽端点214之间。三个球形斜坡体163分别位于第一斜坡区段166上。这意味着，图12示出促动器20的第一换接阶段。在第一换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1与差速器2连接，即，锥齿轮180与差速器2耦合并且从动单元1的自由轮装置10允许从动单元1在第一转动方向上旋转运动。在此，球形斜坡体163安置在第一斜坡区段166上并且销212在槽211中处于第一槽端点213和第二槽端点214之间的一个位置上。

为了驱动自由轮的换接机构20，蜗杆传动装置105(未示出)开始驱动第一内齿轮110(未示出)。此时第二内齿轮210先不转动。与第一内齿轮110固定连接的销212在第二内齿轮210的槽211中在第一转动方向上移动。在图12中处于第一斜坡区段166中的球形斜坡体163由于第一斜坡161(未示出)在第一转动方向上的转动而也沿着斜坡区域165在第一转动方向上运动，这在图13中示出。

在图13中，三个销212分别处于各自的槽211的第一槽端点上。三个球形斜坡体163分别位于第二斜坡区段167上，这些第二斜坡区段相应于球形斜坡体163在第一转动方向上运动。这意味着，图13示出第二换接阶段。在第二换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1不再与差速器2连接，就是说，锥齿轮180与差速器2脱开耦合。为此球形斜坡体163位于第二斜坡区段167中，该第二斜坡区段从第一斜坡区段166向第三斜坡区段方向下降并因此挤压斜坡161，162相互分开，这导致联接轴400相对于从动轴500相对移动。销212在第一槽端点213处被第二内齿轮210止挡。

由于第一内齿轮110始终在第一转动方向上转动，第二内齿轮210从销212被第一槽端点213止挡的瞬间起被第一内齿轮110沿第一转动方向携动。球形斜坡体163也继续在第一转动方向上运动，这在图14中示出。

在图14中，三个销212分别处于各自的槽211的第一槽端点213处。三个球形斜坡体163分别位于第三斜坡区段168上，这些第三斜坡区段相应于球形斜坡体163在第一转动方向上运动。这意味着，图14示出第三换接阶段。在第三换接阶段中曲轴无级变速器的从动单元1也不与差速器2连接，就是说，锥齿轮180始终还和差速器2脱开耦合。销212处于第一槽端点213上而球形斜坡体163安置在第三斜坡区段168中。

因此，第二内齿轮210通过第二行星组220和行星架270使第三行星组和第三太阳轮260转动，第三太阳轮驱动螺旋杆单元30并从而使自由轮装置10从第一转动方向转换到第二转动方向。因此，自由轮装置10从第一转动方向向第二转动方向的转换在第三换接阶段进行。

为了避免在自由轮单元10换接期间第二内齿轮210相对于第三内齿轮250扭转，第二内齿轮210在换接过程中通过卡锁装置241保持在其相对于第三内齿轮250的位置中。一旦换接过程过去了，卡锁装置241松开并且第二内齿轮210又可以相对于第三内齿轮250扭转，这在图15中示出。

自由轮装置10从第一转动方向到第二转动方向的转换使得，从动单元1的所有转动构件在第二转动方向上运动。

在图15中，三个销212处于槽211各自的第一槽端点213和各自的第二槽端点214之间。三个球形斜坡体163分别位于第二斜坡区段167上，这些第二斜坡区段相应于球形斜坡体163在第二转动方向运动。这意味着，图15示出第四换接阶段。在第四换接阶段曲轴无级变速器的从动单元1的也不与差速器2连接，就是说，锥齿轮180与差速器2脱耦合。三个销212在槽211中分别安置在第一槽端点213和第二槽端点214之间的一个位置上。球形斜坡体163位于第二斜坡区段167上。

销212在槽211中从第一槽端点213向第二槽端点214方向沿第二转动方向运动。因此第二内齿轮210不转动。球形斜坡体163也在第二转动方向上运动，这在图16中示出。

在图16中三个销212分别处于槽211各自的第二槽端点214上。三个球形斜坡体163分别位于第一斜坡区段166上。这意味着，图16示出第五换接阶段。在第五换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1又与差速器2连接，就是说，锥齿轮180又与差速器2耦合，以便将从动单元1的第二转动方向传递到差速器2上。

此时球形斜坡体163继续在第二转动方向上运动并且在换接阶段中又处于第一斜坡区段166上。销212还在槽211中在第一槽端点213和第二槽端点之间在第二转动方向上滑动，因此第二内齿轮210不运动。

一旦自由轮装置10为了转动方向的反向而要重新换接，则重新进行驱动单元1与差速器2的脱耦，以便自由轮装置10能够无负载地换接。这可从图17中看出。

在图17中三个销212分别处于槽211的第二槽端点214上。三个球形斜坡体163分别位于第二斜坡区段167上，这些第二斜坡区段相应于球形斜坡体163在第二转动方向运动。这意味着，图17示出第六换接阶段。在第六换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1不再与差速器2连接，即，锥齿轮180与差速器脱耦并且从动单元是空载的。

由于从动单元1仍然还在第二转动方向上转动，球形斜坡体163起先也在第二转动方向上运动。销212在槽211中也在第二转动方向上运动并且与第二槽端点214发生止挡。从该时刻起第二内齿轮210又被第一内齿轮110携动并且在第二转动方向上运动，这在图18中示出。

在图18中三个销212处于槽211各自的第一槽端点213和各自的第二槽端点214之间。三个球形斜坡体163分别位于第三斜坡区段168上，这些第三斜坡区段相应于球形斜坡体163在第二转动方向上运动。这意味着，图18示出第七换接阶段。在第七换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1仍然不与差速器2连接，即锥齿轮180仍保持与差速器脱耦。销212仍位于槽端点214上并且球形斜坡体163位于第三斜坡区段168上。

由于第一内齿轮110(未示出)与第二内齿轮210通过销212连接，这些销处于槽端点214上，第二内齿轮210继续在第二转动方向上被携动。因此，第二内齿轮通过第二行星组220和行星架270使第三行星组和第三太阳轮260旋转，第三太阳轮驱动螺旋杆300以使自由轮装置10从第二转动方向向第一转动方向转换，这在图19中示出。

因此，第二内齿轮210通过第二行星组220和行星架270使第三行星组和第三太阳轮260旋转，第三太阳轮驱动螺旋杆单元30从而使自由轮装置10从第二转动方向向第一转动方向转换。因此在第七换接换接阶段中进行自由轮装置10从第二转动方向向第一转动方向的转换。

在图19中三个销212处于的槽211各自的第一槽端点213和各自的第二槽端点214之间。三个球形斜坡体163分别位于第二斜坡区段167上，这些第二斜坡区段相应于球形斜坡体163在第一转动方向上运动。这意味着，图19示出第八换接阶段。在第八换接阶段曲轴无级变速器的从动单元1仍不与差速器2连接，即锥齿轮180还与差速器脱耦。

销212又在第一转动方向上运动并且在槽211中处于第一槽端部位置213与第二槽端部位置214之间的位置上。球形斜坡体163也在第一转动方向上运动并且安置在第二斜坡区段167上。

第九换接阶段相当于图12示出的第一换接阶段。在第一换接阶段，曲轴无级变速器的从动单元1又与差速器2连接，即锥齿轮180与差速器2耦合并且从动单元1的自由轮装置10允许从动单元1的转动构件在第一转动方向上运动。此时球形斜坡体163安置在第一斜坡区段166上并且销212在槽211中处于第一槽端点213和第二槽端点214之间的位置上。

在曲轴无级变速器1运行时，为了换接自由轮装置10，首先激活第一机构100。为此蜗杆传动装置105驱动第一内齿轮110。第一内齿轮110又驱动第一行星组120，第一行星组与第一太阳轮130啮合并驱动第一太阳轮130。第一太阳轮130与斜坡行星组140啮合，该斜坡行星组嵌入到第一斜坡161的太阳轮区段中并因此驱动斜坡机构160的第一斜坡161。由于第一斜坡161转动，三个球形斜坡体163在第一斜坡161和第二斜坡162之间沿着斜坡区域165移动并且使第一斜坡161在从动单元的轴向方向上向从动单元1第一端部40的方向逆着弹簧164的预加载力运动。

第二斜坡162在从动单元的轴向方向上不可移动。根据第一斜坡161的转动方向不同，球形斜坡体163在第一转动方向上或第二转动方向上运动并因此在斜坡区域165中运动，这些斜坡区域相应于第一转动方向或第二转动方向。

如果球形斜坡体163处于斜坡区域165的对应第一斜坡区段166上，则第一斜坡161在驱动单元1的轴向方向上向第一端部40方向移动经过最大可能的距离。在该状态下从动单元1的锥齿轮180与差速器2连接或者说耦合，因此进行自从动单元1到差速器2的转矩传递。

如果球形斜坡体163处于斜坡区域165的第三斜坡区段168上，则第一斜坡161在驱动单元1的轴向方向上向第二端部50方向移动最大可能的距离。在该状态下从动单元1的锥齿轮180不与差速器2连接或者说耦合。即锥齿轮180与差速器2脱耦，不发生自从动单元1到差速器2的转矩传递。

在第一机构100用于锥齿轮180的耦合及脱耦期间，不发生第二机构200的操作。这意味着，将第一机构100的第一内齿轮110与第二机构200的第二内齿轮210相互连接的销212在锥齿轮的脱耦过程中在槽211中滑动并因此导致，第二内齿轮210在锥齿轮180的脱耦过程中不随第一内齿轮110转动。

如果脱耦过程结束，即，锥齿轮180与差速器2脱耦并且从动单元1因此空载，则三个销212分别止挡在槽211的第一槽端点213上。一旦三个销212已到达槽211的第一槽端点213，第二内齿轮210即被第一内齿轮110携动并因此被驱动。由于通过销212在第一内齿轮110与第二内齿轮210之间产生连接，第一内齿轮110和第二内齿轮210以彼此相同的速度在共同的第一转动方向上转动。

第二内齿轮210驱动第二行星组220，第二行星组220与第二太阳轮230啮合。太阳轮230与从动单元1固定连接。因此，第二行星组220的转动驱动行星架270。

行星架270又驱动第三行星组250，第三行星组250与第三内齿轮240和第三太阳轮260啮合，第三内齿轮240固定地安置在变速器壳体600中，第三太阳轮260与螺旋杆单元30连接。第三太阳轮260驱动螺旋杆单元30，螺旋杆单元30安置在从动轴400中。

螺旋杆单元30可在轴向方向上移动。通过螺旋杆单元30的轴向移动进行自由轮装置10的换接，例如通过回环弹簧机构与螺旋杆单元30的锥形区段相结合。

为了使锥齿轮180无缺陷地耦合到差速器2中，在第一太阳轮130和斜坡机构160之间安置了一弓形弹簧170，该弓形弹簧在自由轮装置10换接时储存能量并且支持锥齿轮180耦合到差速器2中，如果锥齿轮的齿顶妨碍立即耦合。

斜坡机构160的顺利的功能由压缩弹簧164保证，该压缩弹簧螺旋形地围绕联接轴400安置并且始终将第一斜坡161和第二斜坡162压合并从而使它们处于压力下。

附图标记列表

1从动单元

2差速器

10自由轮装置

20促动器

30换接单元，螺旋杆单元

100第一机构

105驱动器，蜗杆传动装置

110第一内齿轮

120第一行星组

130第一太阳轮

140斜坡行星组

160斜坡机构

150斜坡壳体

161第一斜坡

162第二斜坡

163斜坡体

164压缩弹簧

165斜坡区域

166第一斜坡区段

167第二斜坡区段

168第三斜坡区段

170弓形弹簧

180连接器件，锥齿轮

200第二机构

210第二内齿轮

211槽

212销

213第一槽端点

214第二槽端点

220第二行星组

230第二太阳轮

240第三内齿轮

241卡锁装置

250第三行星组

260第三太阳轮

270行星架

300螺旋杆

400联接轴

500从动轴

600变速器壳体

Claims (16)

1.曲轴无级变速器，包含：

与变速器的从动轴(500)连接的自由轮装置(10)，该自由轮装置适合于，选择式地允许和闭锁自由轮装置(10)与从动轴(500)之间的相对转动，

换接单元(30)，该换接单元适合于换接该自由轮装置(10)，

内轴(400)，该内轴可与从动轴(500)并且通过连接器件(180)可与差速器(2)连接，其中，该内轴(400)可在从动轴(500)的轴向方向上移动，

促动器(20)，该促动器与换接单元(30)相互作用并且适合于，启动自由轮装置(10)的换接，其中，该促动器(20)：

具有第一机构(100)，该第一机构适合于，使内轴(400)在轴向方向上移动以便使内轴(400)与差速器(2)分离，并且

具有第二机构(200)，该第二机构适合于驱动该换接单元(30)，

其中，第二机构(200)与第一机构(100)耦合并且在时间上在第一机构(100)之后被驱动。

2.根据权利要求1所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一机构(100)具有一驱动器(105)。

3.根据权利要求2所述的曲轴无级变速器，其特征在于，该驱动器(105)具有蜗杆传动装置。

4.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一机构(100)还具有第一内齿轮(110)、第一行星组(120)和第一太阳轮(130)。

5.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一机构(100)还具有一斜坡机构(160)，其中，该斜坡机构(160)具有：

斜坡行星组(140)，

第一斜坡(161)，该第一斜坡与内轴(400)固定连接，

第二斜坡(162)，该第二斜坡(162)固定地安置在斜坡壳体(150)中，和

至少一个斜坡体(163)，该至少一个斜坡体(163)安置在第一斜坡(161)和第二斜坡(162)之间。

6.根据权利要求5所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一机构(100)还具有一压缩弹簧(164)，该压缩弹簧被适配和布置用于将第一斜坡(161)和第二斜坡(162)压合在一起。

7.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一机构(100)还具有一弓形弹簧(170)，该弓形弹簧安置在第一太阳轮(130)和斜坡机构(160)之间。

8.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第二机构(200)具有第二内齿轮(210)、第二行星组(220)和第二太阳轮(230)。

9.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第二机构(200)还具有第三内齿轮(240)、第三行星组(250)和第三太阳轮(260)。

10.根据权利要求9所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一太阳轮(130)和第三太阳轮(260)可转动地支承而第二太阳轮(230)与斜坡壳体(150)固定连接。

11.根据权利要求9或10所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第一行星组(120)、第二行星组(220)和第三行星组(250)具有共同的行星架(270)。

12.根据权利要求8至11之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第二内齿轮(210)在配属给第一内齿轮(110)的那面上具有至少一个弧形的槽(211)，在该槽中安置有一销(212)，该销与第一内齿轮(110)固定连接。

13.根据权利要求12所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第二内齿轮(210)在配属给第一内齿轮(110)的那面上具有三个槽(211)，在这些槽中各安置有一个销(212)，该销与第一内齿轮(110)固定连接。

14.根据权利要求9至13之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，第三内齿轮(240)具有至少一个卡锁装置(241)，该卡锁装置适合于，使第二内齿轮(210)与第三内齿轮(240)固定连接。

15.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，换接单元(30)具有一螺旋杆，该螺旋杆在从动轴(500)的轴向方向上是可移动的。

16.根据前述权利要求之一所述的曲轴无级变速器，其特征在于，该自由轮装置(10)构造得用于选择式地闭锁自由轮装置(10)和从动轴(500)之间在第一相对转动方向上的或者自由轮装置(10)和从动轴(500)之间在第二相对转动方向上的相对转动并且在此时允许自由轮装置(10)和从动轴(500)之间在对应的另一相对转动方向上相对转动。

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