CN117916500A - 用于两轮车的传动单元 - Google Patents

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CN117916500A CN202280059295.2A CN202280059295A CN117916500A CN 117916500 A CN117916500 A CN 117916500A CN 202280059295 A CN202280059295 A CN 202280059295A CN 117916500 A CN117916500 A CN 117916500A
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C·布劳恩
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Abstract

本发明涉及一种用于对传动单元(1)进行切换的切换系统(14)，其具有至少一个可动布置的切换轴(19、20)和至少一个切换器件(15、16)，通过切换轴(19、20)相对于切换器件(15、16)的运动能改变切换器件(15、16)的切换状态，能够围绕中轴线(10)旋转的驱动轴(18)构造为切换系统(14)的一部分，在切换器件(15、16)的第一切换状态中能够使该驱动轴至少在一个转动方向上与传动单元(1)的构件(5)以不能相对转动的方式连接，在切换器件(15)的第二切换状态中能够使该驱动轴在任何转动方向上都与传动单元(1)的构件(5)脱开。根据本发明，切换器件(15、16)与驱动轴(18)相关联地构造为，使切换器件(15、16)的至少一部分随着驱动轴(18)围绕中轴线(10)的旋转而一起旋转，由此能够产生切换器件(15、16)相对于切换轴(19、20)的相对运动。本发明还涉及具有至少一个切换系统(1)传动单元(1)。

Description

用于两轮车的传动单元
技术领域
本发明涉及用于对传动单元进行切换的切换系统，其具有至少一个可动布置的切换轴和至少一个切换器件，其中，通过切换轴相对于切换器件的运动能改变切换器件的切换状态，其中，能围绕中轴线旋转的驱动轴构造为切换系统的一部分，在切换器件的第一切换状态中能够使该驱动轴至少在一个转动方向上与传动单元的构件以不能相对转动的方式连接，在切换器件的第二切换状态中能够使该驱动轴在任何转动方向上都与传动单元的构件脱开。
背景技术
文献EP 0 915 800 B1公开了这种用于切换自行车的传动单元的切换系统，其可安置在自行车的车架处。在此，传动单元形成车轮轮毂，使得自行车的驱动轮可通过传动单元支承，并且车轮的辐条可安置在传动单元的壳体上。
换挡借助于切换单元通过对切换器件的切换来实现，以便将传动单元的行星齿轮传动机构的构件固定在例如在贯穿轴、壳体或传动单元的静止贯穿轴上，以及可选地将其释放。在此，行星齿轮传动机构的构件设有单向离合器/超越离合器，使得切换器件的切换与单向离合器之间的相互作用能够实现传动单元的多个挡位。
切换系统具有作为贯穿轴的静止的空心轴，该空心轴紧固在两轮车的车架上，并且在空心轴中安装有凸轮轴，其可由自行车的驾驶员通过转动启动器步进地置于转动运动中，以便在凸轮轴的不同的转动位置中使切换棘爪接合到行星齿轮传动机构的构件中，以及与之脱离接合。
为了使切换器件与行星齿轮传动机构的构件脱离接合，必须中断来自驱动器的力流，因为经由转动启动器的切换力，通常没有足够的力来使凸轮轴旋转。其缺点是必须因此而中断传动机构的功率流，这尤其在骑自行车上坡时不可取。
由文献EP 0 910 530 B1公开了可通过切换系统切换的传动单元的另一示例。传动单元的该实施方案同样用作自行车的驱动轮的车轮轮毂，并且这种车轮轮毂传动机构用作链条切换部的替代方案。这种切换系统结合传动单元的优点是紧凑、封闭的结构，从而可取消对污物敏感且维护密集的链条切换部，并且使得其可用于自行车，然而还可用于其他类型的两轮车，例如电动自行车、电动滑板车、电动摩托车，或者甚至带有内燃机的传统摩托车。在此，已知的切换系统构建成使得原则上必须中断功率流，因此必须中断在驱动轴处的转矩，才能实施换挡。这尤其是因为通过切换器件本身的力流，切换器件必须与传动单元的构件脱离接合，以便换挡，其中，切换器件的运动必须由操作者的操作力引起。如果切换器件与传动机构的构件处于力流中，尤其当在驱动轴处存在转矩时，并且如果要进行换挡，则必须用很大的力脱开切换器件与传动机构的构件的接合，这不能借助于鲍登线等实现。
发明内容
本发明的目的在于，改进切换系统及可通过该切换系统切换的传动单元，其尤其适用于两轮车，优选地适用于自行车，其中，还希望实现无负载中断的传动单元换挡。
该目的通过根据权利要求1的前序部分结合特征部分的特征的切换系统以及根据权利要求13的结合特征部分的特征的传动单元来实现。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
为了实现该目的，本发明提出，切换器件与驱动轴组合地构造为，使切换器件的至少一部分随着驱动轴围绕中轴线的旋转而一起旋转，由此能够产生切换器件相对于所述切换轴的相对运动。
本发明的核心构思是，利用可外部驱动的驱动轴中的驱动力或驱动转矩，引起切换器件的运动，使得能在切换器件的第一切换状态和第二切换状态之间变化。在一定程度上，驱动轴中的驱动功率的一小部分发生转移，以便使切换器件运动，尤其从第一切换状态运动到第二切换状态中。
为此，根据本发明提出，切换器件与驱动轴组合地设计，即尤其与驱动轴连接或布置在驱动轴中或布置在驱动轴上，使得切换器件的至少一部分、优选地整个切换器件随着驱动轴一起旋转。通过切换器件随着驱动轴旋转，可借助于切换轴产生切换器件的相对运动，从而切换轴可对切换器件进行切换，而无须将大的力或转矩引入切换轴中来使切换器件运动，这是因为由来自驱动轴的驱动运动的分支力(部分力)使切换器件运动。
切换器件可一件式地实施，例如以一件式的切换器件的形式，或者切换器件多件式地构建，使得多件式的切换器件的至少一部分随着驱动轴一起旋转。在最简单且优选的情况下，所有切换器件作为一件式的切换器件随着驱动轴一起旋转，为此切换器件可运动地接纳在驱动轴中或接纳在驱动轴上，切换器件因此一起实施驱动轴围绕中轴线的旋转。
在此，仅仅切换轴与相应的器件连接，通过该器件可使切换轴运动，其中，切换轴对于其功能本身不需要大的切换力。切换轴仅接触切换器件的一部分、功能面或功能区段，并且根据本发明的基本构思，切换轴可以一定的方式改变切换器件的功能环境，使得切换器件实施在第一切换状态和第二切换状态之间的期望的运动，尤其从第一切换状态运动到第二切换状态中。
为此，切换轴提供相应的几何结构，通过使切换轴沿径向或沿轴向移位，该几何结构至少部分地一起进入随着驱动轴一起旋转的切换器件的运动范围，尤其是围绕中轴线的运行轨迹，以便相应地作用于切换器件并且以便改变切换状态。
根据切换系统的有利的实施方案，至少切换器件的随着驱动轴旋转的部分或整个一件式的切换器件具有至少一个能与切换轴接触的抓取部/接合部。因此，通过切换轴的运动，以切换系统的、优选地同样形成传动单元中轴线的中轴线为基准，抓取部可沿轴向和/或沿径向移位，以便最终对切换器件在切换状态方面进行改变，尤其以便使切换器件从第一切换状态转变到第二切换状态中。
抓取部可构造为在切换器件本身上的几何设计，尤其当切换器件一件式地实施为切换棘爪时。抓取部可实施为抓取部头部，切换器件通过它与切换轴接触。
在切换系统的另一可行的实施方案中，切换轴具有至少一个斜坡，或设置有斜坡元素，其与切换轴相互作用。斜坡可作为与切换轴相互作用的单个部件来提供，或者斜坡有利地构造在切换轴本身上。抓取部作为切换器件上的一部分或以布置在切换器件处的方式可与斜坡接触，使得以切换系统的中轴线为基准抓取部和因此切换器件的一部分沿轴向和/或沿径向可移位，其中，可借助于切换轴的运动产生斜坡的移位。
斜坡有利地实施为周向作用的斜坡，使得抓取部通过驱动轴的旋转运动而以中轴线为基准沿径向运动。然而，还可想到的是，斜坡沿轴向起作用地实施，或者斜坡实施成使得抓取部沿轴向和沿径向移位。在本发明的范围内，斜坡可包括任何几何设计，只要其适合于使抓取部以中轴线为基准沿径向或沿轴向移位，从而使得还实现切换器件的至少一部分或整个切换器件的移位，并且通过移位可使切换器件在第一切换状态与第二切换状态之间改变，尤其可从第一切换状态转变到第二切换状态中。就此而言，还可想到膨胀套筒、锥体元件、锥形元件等，其优选地还具有可弹性变形的区段，以便提供斜坡，其在径向上来看可改变直径，类似于吸入和呼出。还可想到可用流体加载的装置，例如借助于压力油，以便暂时改变斜坡的径向位置或直径。
在对切换轴结合切换器件和/或抓取部进行几何设计中的一个重要方面规定，如下的运动方向与尤其作为切换器件的一部分的抓取部的操纵方向彼此垂直：在该运动方向中切换轴使斜坡在与抓取部接触的情况下运动。作用于切换轴的力沿其运动方向与斜坡一起由操作者引入到切换轴中，从而用于使切换轴运动的力相当小。另一方面，必须用很大的力使抓取部以及因此切换器件的一部分或切换器件本身沿其操纵方向运动，其中，相对于切换轴的运动的小的力，大的力通过在切换轴处的几何结构产生，尤其通过斜坡。在此，大的力由驱动轴的驱动力或驱动力矩提供，其中，小的力由操作者引入，例如借助于转动启动器。
切换系统还可尤其与电动执行器接连，使得切换轴例如不是通过鲍登线由人置于运动中，而是借助于电动执行器。在此，电动执行器还可以是切换系统的一部分，并且电动执行器例如可根据遥控原理由操作员操控。
为了使切换系统即使在传动机构静止时也能实现换挡，切换轴或与切换轴连接的部件可实施为，切换器件的抓取部可借助于切换轴的切换运动独立于驱动轴的转动运动在第一切换状态和第二切换状态之间运动，尤其借助于在切换轴上的或在与切换轴连接的部件上的至少一个轴向倾斜构造的斜坡。沿轴向-径向、即沿轴向并且锥体式或锥形构造的斜坡可邻接于所述斜坡或与所述斜坡在构造上统一地实施，其形成在切换轴处的不同直径的周向面之间的斜面，抓取部可在这些周向面之间改变其接触。
当切换元件围绕中轴线随驱动轴一起旋转时，沿周向方向延伸并且以中轴线为基准具有逐渐增大的半径的斜坡可对切换元件进行切换，并且当切换元件处于静止并且没有围绕切换轴旋转时，然而当切换轴和因此沿轴向并且沿径向的斜坡相对于切换器件沿轴向移位时，至少部分地形成锥体或锥形的轴向-径向斜坡可对切换元件进行切换。
切换器件可实施为牙嵌式接合装置，并且优选地实施为切换棘爪或切换棘爪系统。切换器件尤其可形成切换棘爪，其可接合到传动机构构件中的卡锁轮廓或接合轮廓中，该轮廓尤其构造在内表面上，从而使得传动机构构件就此而言形成配合切换器件。因此，切换器件可涉及任何这样的部件，其适合并且构造为通过在两个切换状态之间的运动使另一构件与切换器件接纳在其中或其上的构件在至少一个方向上以不能相对转动的方式连接。
传动单元有利地具有至少一个行星齿轮传动机构，传动单元尤其包括两个行星齿轮传动机构。根据本发明，可与驱动轴连接的构件可以是所述行星齿轮传动机构或行星齿轮传动机构中的至少一个行星齿轮传动机构或两个行星齿轮传动机构的齿圈、行星齿轮架和/或太阳轮。
切换器件进入第二切换状态的切换过程可借助于斜坡与抓取部的接触来实施，其中，抓取部还可仅仅是在一件式的切换器件上的简单的功能面。因此，从第一切换状态进入第二切换状态的切换过程通过斜坡接触来进行，其中，切换状态从第二切换状态变成第一切换状态优选地在抓取部与斜坡没有接触的情况下进行。为此可尤其设立有加载弹簧，其将切换器件推入第一切换状态中。
在此，在切换器件从与传动单元的构件脱离接合的第二切换状态转变到与传动单元的构件接合的第一切换状态中时，可仅用最小的力消耗来进行，因为切换器件，即尤其切换棘爪、牙嵌式接合装置等，不处于由驱动轴经传动单元的功率传递产生的力流中。就此而言，示例性地通过简单的加载弹簧使切换器件从第二切换状态转变到第一切换状态中。
进一步有利地，切换轴包括具有更小直径的第一区段和具有更大直径的第二区段。区段尤其形成具有圆柱状周面的区段，即，因此形成环形区段，其在整个周向上具有保持恒定的直径。在此，在切换器件的切换状态之间的变化可通过经由斜坡在区段之间改变切换器件和尤其切换器件的抓取部接触来完成，从而斜坡使切换器件的抓取部或切换器件本身在第一区段和第二区段之间转变。
切换轴尤其多件式地实施，并且有利地设有第一切换轴和第二切换轴，所述第一切换轴与第二切换轴以相对彼此能沿轴向运动、不能相对转动的方式连接。通过划分切换轴，切换轴的两个部分可占据不同的轴向位置，从而多个切换器件可彼此独立地通过切换轴的多个部分来切换。
贯穿轴尤其设置为切换系统的一部分和/或传动单元的一部分，贯穿轴沿着中轴线延伸，第一切换轴和第二切换轴被接纳在该贯穿轴上，其中，第一切换轴具有第一引导滑道，在该第一引导滑道中引导布置在所述贯穿轴上的第一引导元件。此外，第二切换轴具有第二引导滑道，在该第二引导滑道中引导布置在贯穿轴上的第二引导元件。因此，第一切换轴和/或第二切换轴沿中轴线的轴向位置可彼此独立地改变。驱动轴同样围绕贯穿轴延伸并且尤其支承在贯穿轴上，其中，驱动轴优选地实施为空心轴，切换轴延伸到该空心轴中。此外，切换轴优选地实施为空心轴，贯穿轴穿过该空心轴。
此外，切换系统有利地具有转动启动器，其构造为使切换轴相应地运动，尤其置于转动运动中。转动启动器与切换轴作用连接，其中，转动启动器可由操作者操控。转动启动器例如具有鲍登线。通过转动启动器可使切换轴置于转动运动中，其中，转动运动又可转变成切换轴或切换轴的一部分的轴向运动。因此，在启动转动启动器时，切换轴或切换轴的一部分可沿径向和/或沿轴向移位或围绕中轴线转动。
本发明还涉及传动单元，其具有至少一个根据上文说明的切换系统，其中，传动单元包括至少一个行星齿轮传动机构，尤其两个行星齿轮传动机构，其中，行星齿轮传动机构的能借助于切换器件在传动单元的至少一个转动方向上与驱动轴以不能相对转动的方式连接的构件实施为所述至少一个行星齿轮传动机构的齿圈、行星齿轮架和/或太阳轮。行星齿轮传动机构的输出部例如由行星齿轮架形成，其中，作为用于借助于切换系统切换的构件的行星齿轮架是第一行星齿轮传动机构的行星齿轮架，并且其中，用于形成输出部的行星齿轮架是第二行星齿轮传动机构的行星齿轮架。两个或多个彼此嵌套的行星齿轮传动机构尤其彼此同轴地，并且尤其一个嵌套在另一个内部，其中，第一行星齿轮传动机构和/或第二行星齿轮传动机构的齿圈、行星齿轮架和/或太阳轮可借助于切换系统切换，其中，还可将多于两个的行星齿轮传动机构构造为彼此嵌套。
根据本发明的切换系统还可由单向离合器单元来补充，单向离合器单元在相应切换的构件和切换系统的固定部分之间起作用。补充地或附加地，传动单元具有至少一个单向离合器。第一单向离合器可构造为在外置的第二行星齿轮传动机构的齿圈与传动单元的固定部分之间形成作用连接。第二单向离合器可构造为在内置的第一行星齿轮传动机构的行星齿轮架与固定部分之间形成作用连接，其中，尤其还可设置有第三单向离合器，其在太阳轮与驱动轴之间形成作用连接。
附图说明
下面使用附图结合对本发明的优选的实施例的说明进一步阐述改进本发明的其他措施。其中：
图1示出了具有根据本发明的切换系统的传动机构的等效示意图，
图2示出了传动机构的透视图，
图3示出了具有根据本发明的切换系统的传动结构的剖视图，
图4示出了切换单元的透视图，其中示出了两个切换轴以及转动启动器，然而没有示出驱动轴，
图5示出了切换单元的透视图，其中示出了切换轴以及根据图4的转动启动器，其中，还示出了驱动轴，从而遮盖了另一切换轴，
图6示出了第一切换轴的透视图，
图7示出了实施为切换棘爪的切换器件的透视图，
图8示出了切换单元的另一透视图，其中，以剖视图示出了布置的多个切换棘爪以及驱动轴，
图8a示出了内行星齿轮传动机构的太阳轮的透视图。
具体实施方式
图1示出了传动单元1的等效示意图的上半部分，其中，示出了根据本发明的切换系统14。作为承载元件的贯穿轴11贯穿传动单元1延伸，该贯穿轴例如可静止地安置在两轮车的车架上，并且就此而言不可转动。贯穿轴11沿着中轴线10延伸，该中轴线同时形成两个行星齿轮传动机构12、13的旋转轴线。行星齿轮传动机构12形成内行星齿轮传动机构，行星齿轮传动机构13形成外行星齿轮传动机构，它们尤其是嵌套布置。
驱动轴18至少部分地围绕贯穿轴11延伸，该驱动轴18可由驾驶员或由两轮车的电机驱动，并且形成切换系统14的一部分。驱动轴18接纳切换器件15、16，其中，切换器件15与行星齿轮传动机构13的齿圈28共同作用，而切换器件16与内行星齿轮传动机构12的行星齿轮架29共同作用。切换器件17与内行星齿轮传动机构12的太阳轮30共同作用，并且被接纳在传动单元1的固定部分48上，因此形成内太阳轮30与固定部分48的作用连接，就此而言，还形成与贯穿轴11的作用连接。因此，切换器件17同样为切换系统14的一部分。
外行星齿轮传动机构13的齿圈28以中轴线10的延伸方向为基准分成两个部分，从而得到左侧所示的第一子齿轮28a和右侧所示的第二子齿轮28b。由此在子齿轮28a和28b之间产生轴向间隙，传动单元1的输出部穿过该轴向间隙，其中，输出部以未进一步示出的方式由传动单元1的壳体形成，该壳体与第二行星齿轮传动机构13的外行星齿轮架33以不能相对转动的方式连接。输出部例如可形成传动单元的未进一步示出的壳体，该壳体穿过在子齿轮28a和28b之间的间隙与行星齿轮架33连接。
外行星齿轮34与齿圈28的两个子齿轮28a、28b接合，使得子齿轮28a、28b借助于外行星齿轮34以不能相对转动的方式彼此连接。
第一行星齿轮传动机构12布置在内侧，第二行星齿轮传动机构13布置在外侧，其中，两个行星齿轮传动机构12、13嵌套布置，内置的第一行星齿轮传动机构12的齿圈与外置的第二行星齿轮传动机构13的太阳轮在结构上设计为同一构件，并且因此形成中心齿圈31。
接纳切换器件17并且与太阳轮30共同作用的固定部分48还可实施为贯穿轴11的一部分，其中，有利地，固定部分48形成单个部件或部件组，还与之接连的是单向离合器35和36，而单向离合器37设置在内太阳轮30和驱动轴18之间。单向离合器35形成固定部分48与子齿轮28b的作用连接，而单向离合器36形成固定部分48与行星齿轮架29的作用连接。
图2示出了传动单元1与驱动器的透视图，其中示出了在链轮43上引导的链条42，链轮43与驱动轴18直接作用连接。贯穿轴11穿过传动单元1，该贯穿轴可通过轮毂螺纹件41固定在两轮车、尤其自行车的车架处，使得贯穿轴11以不能相对转动的方式静止地布置。在此，在贯穿轴11处刚性地布置有固定臂40，该固定臂同样安置在两轮车的车架处，以便支持传动单元1中产生的转矩。
传动单元1的操控通过鲍登线39来实现，该鲍登线与转动启动器21共同作用，该转动启动器同样与贯穿轴11刚性连接，并且被示出为功能单元。传动单元1的输出部通过壳体32实现，该壳体具有用于接纳车轮辐条的器件38。
图3示出了传动单元1的上半部分剖面，并且示出了作为主要组成部分的贯穿轴11，该贯穿轴沿中轴线10延伸并且可刚性地布置在两轮车的车架上。
空心实施的驱动轴18部分地围绕贯穿轴11延伸，在该驱动轴上接纳有链轮43，以用于旋转驱动驱动轴18。驱动轴18通过滚动轴承44支承地接纳在贯穿轴11上。驱动轴18在内侧相对于贯穿轴11的外周具有径向间隙，切换轴19和20从与链轮43的布置相反的一侧部分地延伸到该径向间隙中。在驱动轴18中或上接纳有切换器件15、16，使得切换器件15、16随着驱动轴18围绕贯穿轴11并且就此而言还围绕切换轴19和20的旋转而旋转。切换器件17接纳在固定部分48上。为了图示的目的，切换器件15被以转动截面示出，并且实际上位于置于围绕中轴线10的圆周上的位置处，其中，所有切换器件15、16、17相应成对地存在于对置的位置中。
通过切换器件15、16和17可使第一内行星齿轮传动机构12和第二外行星齿轮传动机构13的相应构件被切换。行星齿轮传动机构12和13接纳在传动单元1的壳体32内，其中，壳体32用作传动单元1的输出部，而驱动轴18用作驱动部。
切换单元14具有转动启动器21，该转动启动器与切换轴19、20作用连接，并且可由操作者激活，以便将步进的、分级式的转动运动以离散的步进角度引入切换轴19、20中。在此，相对于静止的贯穿轴11发生切换轴19、20中的步进的转动运动，并且如稍后所示，该转动运动转变成沿着中轴线10的轴向运动。
切换轴19、20被实施成两部分，并且具有第一切换轴19和第二切换轴20，其中，第一切换轴19和第二切换轴20彼此不能相对转动、但能沿轴向运动。
行星齿轮传动机构12、13的第一构件形成第二外行星齿轮传动机构13的齿圈28，其中，齿圈28分成第一子齿轮28a和第二子齿轮28b。在此，第一切换器件15或第一切换器件对15与由第一子齿轮28a表示的齿圈28共同作用，以便在切换器件15接合时使第一子齿轮与驱动轴18以不能相对转动的方式连接。行星齿轮传动机构12、13的另一构件由行星齿轮架29表示，其是第一内行星齿轮传动机构12的一部分，其中，第二切换器件16或第二切换器件对16与行星齿轮架29共同作用，以便在接合时使行星齿轮架与驱动轴18以不能相对转动的方式连接。最后，行星齿轮传动机构12、13的另一可切换的构件借助于第一内行星齿轮传动机构12的太阳轮30表示，其中，第三切换器件17与太阳轮30共同作用，以便在接合时使该太阳轮与传动单元1的固定部分48以不能相对转动的方式连接。就此而言，切换器件17不是接纳在驱动轴18上，而是接纳在固定部分48上，该固定部分同样可多件式地构造。
传动单元1的壳体32借助于滚动轴承44可转动地支承在固定部分48上，此外可转动地支承在驱动轴18上，其中，壳体32用作输出元件。为此，壳体32与第二外行星齿轮传动机构13的外行星齿轮架33连接。该连接通过在齿圈28的子齿轮28a和28b之间的轴向间隙进行，使得在周向上分布有外行星齿轮架33的一个或多个桥接部，壳体32至少间接地、尤其通过布置在外行星齿轮34的周向位置之间的弹性的连接元件与该桥接部连接。
示出的第一单向离合器35在第二外行星齿轮传动机构13的齿圈28与固定部分48之间形成作用连接。示出的第二单向离合器36在第一内行星齿轮传动机构12的行星齿轮架29与固定部分48之间形成作用连接，其中，设置有第三单向离合器37，其在太阳轮30和驱动轴18之间形成作用连接。
如果传动单元1被切换到空转状态N0中，则所有的切换器件15、16和17缩回并且处于不与行星齿轮传动机构12、13的构件接合的状态中。
对于第一挡N1，仅切换器件15移出并且与齿圈28接合，而其他切换器件16、17不接合。
对于第二挡N2，仅切换器件16移出并且与行星齿轮架29接合，而切换器件15和17保持缩回。
对于第三挡N3，切换器件15和切换器件17分别与齿圈28和太阳轮30接合。
对于第四挡N4，切换器件15保持缩回，而切换器件16、17分别与行星齿轮架29和太阳轮30接合。
对于第五挡N5，切换器件15和切换器件16移出，而切换器件17保持缩回。
最后，对于第六挡N6，所有三个切换器件15、16、17都移出并且与行星齿轮传动机构12、13的相应的构件接合。
图4示出了切换单元14的透视图，其中，切换轴19、20布置在贯穿轴11上，其中，还示出了转动启动器21与鲍登线39。
切换轴19具有引导滑道22，在该引导滑道中对引导元件24进行引导。引导元件24刚性地布置在贯穿轴11上，并且横向于中轴线10穿过该贯穿轴。引导滑道22具有“Z”字形轮廓，从而在借助于转动启动器21使切换轴19转动时，使切换轴19沿着中轴线10进行方向变化的轴向运动。
切换轴20相对于切换轴19以虽然不能相对转动、但可轴向运动的方式被接纳，从而借助于转动启动器21经由切换轴19同样能将转动运动引入到切换轴20中。同样在切换轴20中引入有引导滑道23，引导元件25同样在该引导滑道23中受到引导，该引导元件刚性地安置在贯穿轴11上。引导滑道23同样具有Z字形轮廓，从而根据切换轴19、20的由转动启动器21步进式调节的转动位置，通过两个引导滑道22、23可使切换轴19、20实施彼此独立的轴向运动。在此，切换轴19可与切换器件16、17共同作用，而切换轴20可与切换器件15共同作用。
图5示出了切换系统14的主要构件的另一透视图，其中，现在示出了驱动轴18，其由链条42和与之连接的链轮43驱动。在此，切换轴20内置地布置在驱动轴18中并且被驱动轴遮盖，使得仅仅切换轴19可见。
在驱动轴18中接纳切换器件15、16，该切换器件相应通过加载弹簧49预加载，使得切换器件15、16移出并且可推入到行星齿轮传动机构12、13的构件中。同样的情况适用于切换器件17，其同样示出为被加载弹簧49预加载，并且可与示出的切换轴19共同作用，然而，切换器件17不是接纳在驱动轴18上，而是接纳在未示出的固定部分48处。
还示出了切换轴19中的引导滑道22与在贯穿轴11上的引导元件24，借助于转动启动器21与鲍登线39可以调整切换轴19的转动位置，并通过引导滑道22的作用调整其轴向位置。
图6以单独的图示出了切换轴20，其可沿着中轴线10移位，为此，切换轴可转动地布置在贯穿轴11上，引导元件25在Z字形地实施的引导滑道23中移动。因此切换轴20围绕中轴线10的转动引起切换轴20在贯穿轴11上沿着中轴线10的来回移位。
切换轴20的外轮廓具有第一区段A1和第二区段A2，其中，第一区段A1的直径小于第二区段A2的直径。示出的切换轴20的外轮廓中的示例性地示出的区段A1、A2在另一切换轴19上同样存在，从而切换器件15、16以及必要时17可与切换轴19、20上的相应分配的区段A1、A2共同作用。在此，对区段A1、A2的工作原理的下文的说明适用于分配给相应的切换器件的所有区段，并且因此下文中以切换轴20的区段A1、A2作为示例进行总体说明。
参见图7，如果切换器件15、16、17的抓取部27在第一区段A1上运行，则切换器件15、16、17移出，并且推入到行星齿轮传动机构12、13的构件中，这由相应的加载弹簧49引起。如果切换轴20以及以相同的方式未示出形式的切换轴19通过借助于转动启动器21实现的围绕贯穿轴11的转动而沿轴向移位，则所引起的轴向移位使切换器件15、16、17的抓取部27克服加载弹簧49的预加载力从接触第一区段A1变化到接触第二区段A2。
基于抓取部27沿着斜坡26的旋转运动会引起转变，使得抓取部27可以确定的方式从较小的直径向上移动到较大的直径。由于切换轴20仅给定轮廓，并且切换器件15、16通过驱动轴18的旋转而围绕切换轴19、20旋转，切换器件15、16的接合脱离，并且因此即使在负载下也毫无问题地脱开来自行星齿轮传动机构12、13的构件的力流，因为不必借助于转动启动器21并且因此通过鲍登线39引入脱离，而是通过用于驱动驱动轴18的驱动力本身(即，因此通过驱动功率)实现脱离。在此，切换器件15、16以及17与相应分配的区段A1、A2的接触通过加载弹簧49来保持，在图5中为切换器件15、16、17中的每个示出了加载弹簧。
斜坡26构造为径向-周向侧的斜坡，并且当随着驱动轴的旋转切换器件围绕切换轴20转过一定程度时，可使切换器件的抓取部从与更小的直径的区段A1的接触脱开，并且转变成与具有更大的直径的区段A2接触。如果驱动轴静止并且使抓取部或切换器件占据固定的周向位置，则仍可在与区段A1的接触和与区段A2的接触之间发生变化，因为切换轴20具有轴向-径向斜坡26‘，其在切换轴20处构造在实际斜坡26的端侧旁边和该端侧处。因此，还可在静止中进行换挡。在此，轴向-径向斜坡26‘至少部分地构造为锥形。
如图7所示，切换器件15、16、17围绕摆动轴线45的简单的摆动足以使切换器件15、16、17在切换状态之间运动，其中，锁定区段46特别在切换器件15、16、17的端侧具有凸出的廓形，从而能简单地、用最小的力实现切换器件15、16、17的锁入状态从行星齿轮传动机构12、13的构件的简单脱离。
图8示出了切换单元14与驱动轴18的剖视图，其中，所连接的转动启动器21与切换轴19处于作用连接。示出了切换器件16的双重对置的布置，其中，切换器件16接纳在驱动轴18中，并且在切换轴19的第一区段A1上运行。没有通过剖视图示出的切换器件15以相同的方式接纳在驱动轴18中，与加载弹簧49连接的切换器件17不在驱动轴18中或其上。
最后，图8a示出了第一内行星齿轮传动机构12的太阳轮30，其具有内置的锁止凹部47，切换器件17的锁定区段46可推入到该锁止凹部中。
本发明的实施不限于上面给出的优选的实施例。相反，可想到许多变体，即使在根本不同的实施方案中，它们也可以利用所提出的解决方案。由权利要求、说明书或附图产生的所有特征和/或优点，连同结构细节或空间布置，无论单独还是以各种组合，对于本发明来说都可以是重要的。
附图标记列表
1 传动单元
5 传动单元的构件
10 中轴线
11 贯穿轴
12 行星齿轮传动机构
13 行星齿轮传动机构
14 切换系统
15 切换器件
16 切换器件
17 切换器件
18 驱动轴
19 切换轴
20 切换轴
21 转动启动器
22 引导滑道
23 引导滑道
24 引导元件
25 引导元件
26 斜坡
26‘ 斜坡
27 抓取部
28 齿圈
28a 第一子齿轮
28b 第二子齿轮
29 行星齿轮架
30 太阳轮
31 中心齿圈/太阳轮齿圈
32 壳体
33 外行星齿轮架
34 外行星齿轮
35 第一单向离合器
36 第二单向离合器
37 第三单向离合器
38 用于接纳车轮辐条的器件
39 鲍登线
40 固定臂
41 轮毂螺纹件
42 链条
43 链轮
44 滚动轴承
45 摆动轴线
46 锁定区段
47 锁止凹部
48 固定部分
49 加载弹簧
A1 第一区段
A2 第二区段

Claims (14)

1.一种用于对传动单元(1)进行切换的切换系统(14)，该切换系统具有至少一个可动布置的切换轴(19、20)和至少一个切换器件(15、16)，其中，通过切换轴(19、20)相对于切换器件(15、16)的运动能够改变切换器件(15、16)的切换状态，能够围绕中轴线(10)旋转的驱动轴(18)构造为切换系统(14)的一部分，在切换器件(15、16)的第一切换状态中能够使该驱动轴与传动单元(1)的构件(5)至少在一个转动方向上以不能相对转动的方式连接，在切换器件(15)的第二切换状态中能够使该驱动轴在任何转动方向上都与传动单元(1)的构件(5)脱开，
其特征在于，
切换器件(15、16)与驱动轴(18)组合地构造为，使切换器件(15、16)的至少一部分随着驱动轴(18)围绕中轴线(10)的旋转而一起旋转，由此能够产生切换器件(15、16)相对于切换轴(19、20)的相对运动。
2.根据权利要求1所述的切换系统(14)，
其特征在于，
至少切换器件(15、16)的随着驱动轴(18)旋转的部分具有至少一个能够与切换轴(19、20)接触的抓取部(27)，其中，通过切换轴(19、20)的运动，以中轴线(10)为基准，抓取部(27)能沿轴向和/或沿径向移位，以便将切换器件(15、16)置于第二切换状态中。
3.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
切换轴(19、20)具有至少一个斜坡(26)和/或与至少一个斜坡相互作用，其中，抓取部(27)能通过其围绕中轴线(10)进行的环绕运动在与斜坡(26)接触的情况下以中轴线(10)为基准沿轴向和/或沿径向移位，其中，借助于切换轴(19、20)的运动能产生斜坡(26)的移位。
4.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
其中切换轴(19、20)使斜坡(26)在与抓取部(27)接触的情况下运动的运动方向与切换器件(15、16)的抓取部(27)的操纵方向彼此垂直。
5.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
切换轴(19、20)或与切换轴(19、20)连接的部件被构造为，借助于切换轴(19、20)的切换运动能使切换器件(15、16)的抓取部(27)与驱动轴(18)的转动运动无关地在第一切换状态与第二切换状态之间运动，尤其是借助于在切换轴(19、20)上或在与切换轴(19、20)连接的部件上的至少一个轴向倾斜的斜坡(26‘)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
切换器件(15、16)实施为牙嵌式接合装置、切换棘爪或切换棘爪系统，和/或传动单元(1)具有至少一个行星齿轮传动机构(12、13)，其中，行星齿轮传动机构(12、13)的能与驱动轴(18)连接的构件(5)是行星齿轮传动机构(12、13)的齿圈(28)、行星齿轮架(29)和/或太阳轮(30)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
切换器件(15、16)进入第二切换状态的切换过程能借助于斜坡(26)与抓取部(27)的接触来实施，进入第一切换状态的切换过程借助于使抓取部(27)选择性地与斜坡(26)无接触来实现，和/或设有加载弹簧(49)，该加载弹簧将切换器件(15、16)压入第一切换状态中。
8.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
切换轴(19、20)包括具有更小直径的第一区段(A1)和具有更大直径的第二区段(A2)，在切换器件(15、16)的切换状态之间的改变通过使切换器件(15、16)、尤其是抓取部(27)在斜坡(26)上的接触在第一区段(A1)与第二区段(A2)之间变换来实现。
9.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
设有第一切换轴(19)和第二切换轴(20)，第一切换轴与第二切换轴以相对彼此能沿轴向运动、不能相对转动的方式连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
设置有贯穿轴(11)，该贯穿轴沿着中轴线(10)延伸，第一切换轴(19)和第二切换轴(20)被接纳在该贯穿轴上，其中，第一切换轴(19)具有第一引导滑道(22)，在该第一引导滑道中引导布置在贯穿轴(11)上的第一引导元件(24)，和/或第二切换轴(20)具有第二引导滑道(23)，在该第二引导滑道中引导布置在贯穿轴(11)上的第二引导元件(25)，使得第一切换轴(19)和/或第二切换轴(20)沿着中轴线(10)的轴向位置彼此独立。
11.根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，
其特征在于，
设有转动启动器(21)，该转动启动器与切换轴(19、20)作用连接，其中，转动启动器(21)能由操作者启动，以使切换轴(19、20)进行转动运动，至少一个切换轴(19、20)以不能相对转动、能沿轴向移动的方式与转动启动器(21)作用连接。
12.一种传动单元(1)，该传动单元具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的切换系统(14)，传动单元(1)包括至少一个行星齿轮传动机构(12、13)，行星齿轮传动机构(12、13)的、能借助于切换器件(15、16)在传动单元(1)的至少一个转动方向上与驱动轴(18)以不能相对转动的方式连接的构件(5)实施为所述至少一个行星齿轮传动机构(12、13)的齿圈(28)、行星齿轮架(29)和/或太阳轮(30)。
13.根据权利要求12所述的传动单元(1)，
其特征在于，设有两个或多个彼此连接和/或嵌套布置的行星齿轮传动机构(12、13)，其中，第一行星齿轮传动机构的和/或至少一个第二行星齿轮传动机构(12、13)的齿圈(28)、行星齿轮架(29)和/或太阳轮(30)能借助于切换系统(14)进行切换。
14.根据权利要求12或13所述的传动单元(1)，
其特征在于，
设置有第一单向离合器(35)，该第一单向离合器在外置的第二行星齿轮传动机构(13)的齿圈(28)与传动单元(1)的固定部分(48)之间形成作用连接，和/或设置有第二单向离合器(36)，该第二单向离合器在内置的第一行星齿轮传动机构(12)的行星齿轮架(29)与固定部分(48)之间形成作用连接，和/或设置有第三单向离合器(37)，该第三单向离合器在太阳轮(30)与驱动轴(18)之间形成作用连接。
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