CN104755302B - 传动系统的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆的传动系统的传动装置。本发明包括用于传输动力和/或扭矩的传输部件以及接头，所述传输部件和所述接头可以通过动力传输方式和/或扭矩传输方式可逆地相互连接。

Description

传动系统的传动装置

技术领域

本发明涉及车辆的传动系统的传动装置。

背景技术

车辆的传动系统通常用来把至少一个发动机提供的动力和扭矩传输给车辆的车轮。在某些车辆中，两个横向的轮轴都可以被驱动，因此这类车辆被称为四轮驱动车辆。然而，大多数车辆中只有一个轮轴可以被驱动。另外，还有一些车辆设置有非永久性的、可以被启用和关闭的四轮驱动功能。

具体而言，传动系统中的机械分离器可以提高车辆的效率，也使得用于混合驱动的各种驱动系统更加易于使用。

为了在单轴驱动模式和四轮驱动模式之间切换，在现有技术的范围内，已经有一些实施方式为人所知。

专利文件WO2010/069578A1公开了一种离合器组件，其具有差动器，通过该差动器可以对多轴驱动的车辆的驱动轴进行启动。

美国已公开的专利申请US2003/0209939A1描述了一种传动结构，使用该传动结构，可以通过齿轮联轴器取消提供给机动车辆的车轮的动力传输和扭矩传输。

根据欧洲已公开的专利申请EP0879728A2，通过行星齿轮和双重分离机构，可以在机动车辆的前后两根轮轴上实现扭矩的分配。

然而，现有技术中使用的一部分联接结构通常会导致更多的空间需求以及更大的重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传动装置，其用作传动系统的一部分，可以替代现有技术，并且允许动力传输和/或扭矩传输的连接和分开，尤其是允许将动力和/或扭矩传输到轮轴上以及从轮轴上撤消。

根据本发明提供的传动装置可用于解决前面推导出来和提及的问题，所述传动装置的首要和本质的特征在于：设有至少一个传输部件，用于传输动力和/或扭矩；设有至少一个接头；所述传输部件和所述接头可以通过动力传输方式和/或扭矩传输方式可逆地相互连接。

举例来说，在德国已公开的专利申请DE102011106355A1中可以找到这样的接头。

具体而言，根据本发明提供的传动装置的优势在于，它是在已经使用于许多现有车辆中的传动装置的基础上构建的。在这种情况下，现有技术中的传动系统的接头主要用于对传动系统中作用相互抵消的部件或元件进行补偿，另外，特别是在所述接头的形式为插入式接头的情况下，也用于使传动系统的各个部分之间能够进行轴向的相对运动。因此，对于根据本发明提供的传动装置来说，不需要在传动系统中插入任何完全新增的部件。因为根据传统技术提供的、已经存在的传动装置出于操作可逆性的考虑需要被延长，但是根据本发明提供的传动装置不需要，所以根据本发明提供的传动装置对空间的需求相应地较低，而且附加的重量也较少。

在本发明中，对接头和传输部件之间的被设计成例如轮轴的结构进行了修改，使得与动力和/或扭矩的传输有关的传输部件和接头可以被可逆地彼此连接。这样就可以产生和再次消除所述动力和/或扭矩的传输。这样依照顺序进行操作，就使得例如对轮轴的驱动和停止驱动成为可能。因此，传输部件和接头并不像现有技术中那样固定地相互连接以便传输动力和扭矩，它们之间的连接或者动力和/或扭矩的传输是可以被暂时地建立或取消的，特别是在通过形状配合来建立连接或者动力和/或扭矩的传输的实施方式中。

在一个实施方式中，提供了至少一种驱动装置，该驱动装置产生传输部件和接头之间的用于传输动力的连接和/或用于传输扭矩的连接，和/或取消该等连接。在本实施方式中，通过驱动装置实现传输部件和接头之间的可逆的连接，该可逆的连接可以被建立和再次取消。该驱动装置实质上起到了一种开关的作用，可以启动或关闭动力或扭矩的传输过程。

一个实施方式涉及被使用的接头，更确切地说，特别地涉及所谓的滑动式接头。该实施方式提供的接头包括至少一个具有滚珠轨道的外侧部分和一个具有滚珠轨道的内侧部分，其中内侧部分至少部分地设置在外侧部分内部，外侧部分和内侧部分之间设有窗式限位笼，限位笼的滚珠被设置在限位笼的窗口中。这里，在接头的一种结构中，该接头被设计成滑动式接头，使得外侧部分和内侧部分可以沿着接头的纵向轴线作主要为轴向的彼此相对的移动(或者明确地说：可以滑动)。具体地，在另一个实施方式中，外侧部分的滚珠轨道的数量和内侧部分的滚珠轨道的数量是相同的，而且外侧部分的滚珠轨道和内侧部分的滚珠轨道两两相对地设置。在又一个实施方式中，对于每一对滚珠轨道来说，滚珠被设置在(球形的)限位笼的窗口中。这样的接头是现有技术中已经广为人知的。

在一个实施方式中，通过驱动装置驱动外侧部分和内侧部分进行相对于彼此的移动，且移动方式是使得滚珠被放置在外侧部分的滚珠轨道的外部和/或内侧部分的滚珠轨道的外部，就可以利用驱动装置取消传输部件和接头之间的用于传输动力的连接和/或用于传输扭矩的连接。这样，驱动装置驱动外侧部分和内侧部分进行相对于彼此的移动——通过移动外侧部分或外侧部分来实现——且移动方式是使得滚珠没有被同时放置在外侧部分的滚珠轨道和内侧部分的滚珠轨道中。然而，如果滚珠不再被设置在外侧部分的滚珠轨道和/或内侧部分的滚珠轨道中，外侧部分和内侧部分之间就不能再通过滚珠形成任何的动力传输和扭矩传输。

相反地，在另一个进一步增加的或者作为选择的实施方式中，通过驱动装置驱动外侧部分和内侧部分进行相对于彼此的移动，且移动方式是使得滚珠被放置在外侧部分的滚珠轨道的内部以及内侧部分的滚珠轨道的内部，就可以利用驱动装置形成用于传输动力的连接和/或用于传输扭矩的连接。在这种情况下，这个连接是可逆的，这意味着通过产生反向分开的相对运动，尤其是通过像前面所描述的实施方式中那样的手段，就可以把这个连接重新取消。这样，四轮驱动模式可以通过开关启动，而不是一直给定的。

在一个实施方式中，驱动装置包括至少一个滑动槽。通过该滑动槽，驱动装置驱动外侧部分相对于内侧部分进行移动。

在一个实施方式中，传输部件被构建和布置成使其能够围绕旋转轴线旋转的方式，接头被构建和布置成使其能够围绕纵向轴线旋转的方式。因此，在被连接或被耦合的情况下，动力和扭矩可以通过该接头进行传输。为了能够建立和取消该等连接，从而使其具有可逆性，外侧部分和内侧部分可以沿着纵向轴线进行相对于彼此的移动。

在一个实施方式中，在邻近外侧部分的滚珠轨道的位置设有释放环。作为一种选择方案，释放环在其内侧具体地设有与外侧部件所显示出来的轮廓相应的轮廓。另外，为了取消用于传输动力的连接和/或用于传输扭矩的连接，驱动装置驱动外侧部分相对于内侧部分进行移动，使得滚珠被放置到释放环内部。较佳地，内侧部分并非沿着轴向移动，而是停留在其原有位置。由于外侧部分和内侧部分之间的相对移动，滚珠从外侧部分的滚珠轨道中移动到释放环结构中；较佳地，该释放环结构也具有滚珠轨道。

在一个实施方式中，接下来，另一个结构承载部分的适配结构延伸到内侧部件的滚珠轨道，在这个供选择的实施方式中，这是为了在外侧部件和内侧部件处于非连接状态时对滚珠进行导向和限位。

外侧部件和释放环的结构或外形有着特别的设计，使得它们允许滚珠发生位移，从而建立或取消传输部件和接头之间的连接，这样该连接就是可逆的。

如果释放环具体地包括为滚珠设置的滚珠轨道，那么对于建立连接而言，注意使外侧部分的转速和释放环的转速没有差异或者仅有微小的差异，以保证滚珠可以从释放环中移回到外侧部分的滚珠轨道中，是一个较佳的方案。

在一个实施方式中，至少一个承载部件对释放环形成枢轴支撑。一方面，释放环被用于将滚珠限制在没有与传输部件及接头连接的状态；另一方面，释放环与外侧部分或者传输部件之间的动力连接和扭矩连接也必须被避免，或者至少必须被减小到最低限度。为了达到这个目的，这里提供的方案是使用至少一个承载部件，例如滚柱轴承，对释放环形成枢轴支撑。为了获得紧凑和稳定的结构，释放环通过该至少一个承载部件被安装在例如外侧部分的凹陷部中。

在一个实施方式中，传输部件被至少部分地制造成套筒状的结构，较佳地，传输部件的正对接头的部分被制造成套筒状的结构。

附图说明

具体而言，根据本发明可以提供多种多样的设计和进一步发展传动系统的可能性。这些可能性涉及到下面的具体实施方式中的与附图结合的文字描述。在所述附图中：

图1是本发明提供的传动系统的示意图，该示意图实质上显示了该传动系统的处于一第一状态下的一部分的功能性的动作；

图2是图1所示的结构处于一第二状态下的示意图；以及

图3是图1及图2所示的结构处于所述第二状态下，且其中的接头形成一定夹角时的示意图。

具体实施方式

在图1到图3中，显示了根据本发明提供的车辆的传动系统的传动装置1的一种实施方式。为了充分显示该传动装置1的结构，该传动系统可以是例如采用纵向驱动轴形式的传动系统或者采用横向驱动轴形式的传动系统。在这种情况下，传动系统可以通过更多的连接元件进行连接，所述连接元件可以是传输输出轴、差动输出轴或差动输入轴、轮毂及其类似元件等等，在这里并没有示出。本实施方式还可以设有其他配件例如长度补偿部件，但也没有在这里示出。

传动装置1具有传输部件2和接头3。这里传输部件2的一部分被设计成类似套筒的结构，并且传输部件2还被用作例如用于承受发动机提供的扭矩的主轴的一部分。在另一个供选择的实施方式中，动力或扭矩由传输部件2传导。为了控制传输部件2和接头3之间的动力连接和/或扭矩连接，该传动装置1还设有驱动装置4，也就是说，该驱动装置4用于建立或取消上述的动力连接和/或扭矩连接。

具体而言，接头3可以是所谓的滑动接头，除了用于传输扭矩之外还允许轴向上的位移。为了达到这个目的，接头3包括外侧部分5和内侧部分7，该外侧部分5上设有滚珠轨道6，该内侧部分7上也设有滚珠轨道8。外侧部分5上的滚珠轨道6和内侧部分7上的滚珠轨道8分别两两成对地设置。在外侧部分5和内侧部分7之间设有限位笼9，限位笼9上开设有窗口，滚珠10在该窗口中被引导着运动。滚珠10用于在外侧部分5和内侧部分7之间建立实际的动力传输和实际的扭矩传输，而且这些滚珠10都分别被限位笼9限制在同一个平面内，以便防止接头3内部发生阻塞。在图1所示的状态中，多个滚珠10同时被置于外侧部分5的滚珠轨道6和内侧部分7的滚珠轨道8中，这样通过位于接头3的外侧部分5和内侧部分7之间的滚珠10就可以产生动力传输和扭矩传输。

外侧部分5——在现有技术中也被称为外轮毂——被设置在滑动套筒11上(或者通常设置在换档锁圈上)，该滑动套筒11是与传输部件2连接的驱动装置4的一部分，这样就可以在这两个部件之间建立动力传输和扭矩传输。滑动套筒11还用于另一个目的，就是相对于内侧部分7移动外侧部分5。

传输部件2可以围绕转动轴线12转动，接头3可以围绕纵向轴线13转动。在传输部件2和接头3之间存在动力传输和/或扭矩传输的状态下，轴线12和13是重叠的。具体而言，沿着接头3的纵向轴线13，外侧部分5和内侧部分7是可以相对于彼此进行移动的。

利用滑动套筒11，外侧部分5可以沿着纵向轴线13进行相对于内侧部分7的移动，从而控制(这里指的是中断或产生)传输部件2和接头3以及连接到接头3但并未在这里示出的其他元件之间的(因此也存在于传动系统中的和传输部件2相互关联或者从属于传输部件2的、并且没有在这里示出的元件之间)动力传输和扭矩传输。

在所示的状态中，外侧部分5和内侧部分7彼此相对地放置，使得滚珠10同时嵌合在外侧部分5的滚珠轨道6和内侧部分7的滚珠轨道8两者之中，从而建立动力传输和/或扭矩传输。

在邻近外侧部分5的滚珠轨道6的位置还设有释放环14，该释放环14通过外侧部分5内部的承载部件15被可旋转地支撑着(在这里，作为示例，承载部件15可以是滚柱轴承)。释放环14围绕接头3的纵向轴线13自由地转动，而且释放环14和外侧部分5之间不存在动力连接或扭矩连接。在释放环14中设有与外侧部分5的滚珠轨道6对应的结构16。

图2显示出了图1所示的传动装置1在其外侧部分5被驱动装置4移动之后的状态，其中该移动操作使得滚珠10被置于外侧部分5的滚珠轨道6之外以及释放环14的滚珠轨道16之内，而内侧部件7仍保持静止。这样，滚珠10就不会在外侧部分5和内侧部分7之间传输任何的动力或扭矩。

在如图所示的传动装置1的示例性的实施方式中，在外侧部分5被移动的期间会进而拖动释放环14，这样滚珠10就会从外侧部分5的滚珠轨道6进入释放环14的滚珠轨道16中，从而使滚珠10从滑动套筒11的运动中脱离。然而，由于释放环14被可以自由转动地枢轴支撑在承载部件15中，不会有动力或扭矩通过滚珠10在外侧部分5和内侧部分7之间传输，这样就使得传动系统的两侧(接头3设置在该两侧之间)相互脱离。

在另一个没有在这里被示出的供选择的实施方式中，内侧部分7被相对于外侧部分5进行移动，使得滚珠10从内侧部分7的滚珠轨道8中脱离，并且容纳在合适的承载部件或辅助部件的结构中。

图3显示了图2中所示的传动装置1的“脱钩”状态；相对于图1及图2中所示的直的接头3，图3中所示的状态下的接头3发生了弯曲。内侧部分7相对于外侧部分5形成了一定的夹角，使得接头3的纵向轴线13也不再与传输部件2的转动轴线12重合。

Claims (5)

1.一种用于车辆的传动系统的传动装置，其特征在于：所述传动装置设有至少一个用于传输动力和/或扭矩的传输部件；所述传动装置还设有至少一个接头；所述传输部件和所述接头可以通过动力传输方式和/或扭矩传输方式可逆地相互连接；所述传动装置还设有至少一个驱动装置，所述驱动装置形成和/或取消所述传输部件和所述接头之间的用于传输动力的连接和/或用于传输扭矩的连接；所述接头包括至少一个开设有滚珠轨道的外侧部分、至少部分地设置在所述外侧部分内部的开设有滚珠轨道的内侧部分、设置在所述外侧部分与所述内侧部分之间的窗式限位笼、以及设置在所述窗式限位笼的窗口内的滚珠；所述外侧部分和所述内侧部分是可以相对于彼此进行移动的；所述传动装置还包括邻近所述外侧部分的滚珠轨道设置的释放环，所述释放环也具有滚珠轨道；当所述驱动装置被用于取消所述用于传输动力的连接和/或所述用于传输扭矩的连接时，所述驱动装置驱动所述外侧部分相对于所述内侧部分进行移动，且移动方式是使得所述滚珠被放置到所述外侧部分的滚珠轨道的外部和所述释放环内部。

2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：当所述驱动装置被用于建立所述用于传输动力的连接和/或所述用于传输扭矩的连接时，所述驱动装置驱动所述外侧部分和所述内侧部分相对于彼此进行移动，且移动方式是使得所述滚珠被放置在所述外侧部分的滚珠轨道的内部和所述内侧部分的滚珠轨道的内部。

3.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述驱动装置具有至少一个滑动槽，所述驱动装置驱动所述外侧部分在所述滑动槽上相对于所述内侧部分进行移动。

4.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述传输部件可以围绕转动轴线旋转，所述接头可以围绕纵向轴线旋转，并且所述外侧部分和所述内侧部分可以沿着所述纵向轴线进行相对于彼此的移动。

5.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于：所述释放环被枢轴支撑在至少一个承载部件中。