CN201382102Y - 传动装置 - Google Patents

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乔奥·诺罗娜
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Abstract

本实用新型涉及一种传动装置，其大体包括具有连续圆柱表面部分的轴元件，该表面部分纵向设置为紧邻被纵向槽中断的圆柱外表面部分。第一齿轮组件具有第一离合器弹簧，该弹簧将滚动元件的第一组保持在从第一输出轴延伸的凸起部之间。第二齿轮组件具有第二离合器弹簧，该弹簧将滚动元件的第二组保持在从第二输出轴延伸的凸起部之间。所述第一齿轮组件和第二齿轮组件被配置成沿着轴元件移动到一个位置，在该位置，当轴元件的扭矩值低于界限扭矩值时至少第一齿轮组件和第二齿轮组件之一用于与轴元件旋转接合。所述传动装置相对简单，体积小，制造成本低。

Description

传动装置
技术领域
本申请涉及径向伸展弹簧离合器，该离合器可以被用于传动装置以当超过界限扭矩时减小其中传送的扭矩。
背景技术
一些类型的钻和螺丝刀可以通过减速齿轮产生足够的扭矩，所述减速齿轮制造为在工具心轴和电动机之间包括过载离合器。这样做是为了防止工具可能给使用者过大的力量或者该工具的传动装置中的组件可能被损坏的情况。
当超过界限扭矩时，所述过载离合器可以打开并且减小或者限制通过该离合器传递的扭矩。通过减小所述扭矩，使用者可以继续拿着工具和/或可以避免可能对所述传动装置的损坏。尽管所述过载离合器可以相对较大，其一般包括很多组件并且可以相对较复杂。相对较大的部件数和相关的复杂性可能使工具增加额外的成本。
实用新型内容
本申请的目的就是提供一种克服上述缺陷的传动装置。
为了实现本申请的目的，本申请大体包括传动装置，该传动装置包括具有连续圆柱表面部分的轴元件，所述表面部分纵向设置为紧挨着由纵向槽中断的圆柱外表面部分。第一齿轮组件具有第一离合器弹簧，该弹簧保持从第一输出齿轮延伸的凸起部之间的第一组滚动元件。第二组齿轮组件具有第二离合器弹簧，该弹簧保持从第二输出齿轮延伸的凸起部之间的第二组滚动元件。所述第一齿轮组件和第二齿轮组件被配置为沿着轴元件纵向移动到至少第一齿轮组件和第二齿轮组件之一接合为当所述轴元件的扭矩的一个值小于扭矩界限值时与轴元件旋转的位置。
根据本实用新型，提供一种传动装置，包括：轴元件，其具有纵向设置为紧邻被纵向槽中断的圆柱外表面部分的连续圆柱表面部分；第一齿轮组件，其具有第一离合器弹簧，该弹簧将第一组滚动元件保持在从第一输出齿轮延伸的凸起部之间；和第二齿轮组件，其具有第二离合器弹簧，该弹簧将第二组滚动元件保持在从第二输出齿轮延伸的凸起部之间，其中第一齿轮组件和第二齿轮组件被配置成沿着轴元件移动到一个位置，在该位置当轴元件的扭矩值低于界限扭矩值时至少第一齿轮组件和第二齿轮组件之一与轴元件接合以旋转。界限扭矩值至少基于纵向槽之一的表面和第一齿轮元件的凸起部之一的表面之间的角度，在其间设置有滚动元件。纵向槽确定沿着轴元件变化的弯曲部分。第一离合器弹簧和第二离合器弹簧具有不同的弹簧常数。第一离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个螺旋绕卷接触相继的绕卷。第一离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个螺旋绕卷互相间隔一定距离。第一离合器弹簧的一端被配置成接触螺旋绕卷的相继绕卷。
根据本实用新型，还提供一种传动装置，包括：由电动机驱动的输出轴，电动机选择性通过从装有该电动机的外壳延伸的扳机装置供电；径向伸展弹簧离合器组件，其包括连接到输出轴的轴元件，在驱动状态中轴元件将扭矩引导到齿轮元件并且当扭矩值超过界限值时轴元件在离合器脱开状态将减小的扭矩引导到齿轮元件；和心轴，其具有沿着心轴纵向在高速状态和低速状态之间运动的高速齿轮和低速齿轮，其中离合器轴平行于心轴，其中传动装置具有不同的布置形式，其中第一种布置形式对应高速状态，高速齿轮与心轴接合并由轴元件上的齿轮驱动，并且低速齿轮与齿轮元件接合，但是低速齿轮可以绕心轴自由旋转，并且其中第二种布置形式对应低速状态，高速齿轮与离合器轴上的齿轮接合但是可以绕心轴自由旋转，并且低速齿轮由齿轮元件驱动并且接合到心轴。传动装置可以进一步包括通过离合器弹簧保持抵靠轴元件的滚动元件，轴元件包括被纵向槽中断的外圆柱表面元件，当径向伸展弹簧离合器组件处于驱动状态时滚动元件设置在该纵向槽中，当径向伸展弹簧离合器组件处于脱开状态时，滚动元件配置为从纵向槽移动到外圆柱表面。传动装置可以进一步包括从齿轮元件延伸的凸起部，凸起部设置在滚动元件之间。传动装置可以进一步包括具有齿轮的中间轴，该齿轮与输出轴上的齿轮以及中间轴上的齿轮啮合，中间轴上的齿轮与径向伸展弹簧离合器组件的轴元件上的齿轮啮合，其中中间轴上的齿轮与输出轴上的齿轮的啮合建立第一减速啮合而中间轴上的齿轮与轴元件上的齿轮建立第二减速啮合，并且其中心轴、轴元件、中间轴和输出轴平行。纵向槽的一部分具有弯曲部分，该弯曲部分确定至少平面、V形、放射状、斜面之一以及它们的一个或多个组合。在对应低速状态的第二种布置形式中，高速齿轮与离合器轴上的齿轮部分接合。离合器弹簧包括螺旋绕卷，该绕卷形成螺旋弹簧并且其中每个螺旋绕卷接触相继绕卷。离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个绕卷隔开一定距离。离合器弹簧成形为基本平的截面而离合器弹簧连续围绕在轴元件的纵轴周围，使得离合器弹簧的部分与纵轴以与该纵轴增大的径向距离隔开。离合器弹簧包括多个沿着轴元件纵向设置的单独螺旋离合器弹簧。
根据本实用新型，还提供一种传动装置，包括：具有圆柱形外表面的轴元件，在该外表面中形成有纵向槽；设置在纵向槽中的滚动元件；具有凸起部的齿轮元件；凸起部设置在滚动元件之间并在轴元件之上；至少部分围绕滚动元件和凸起部的离合器弹簧。在传动装置的一种布置形式中，扭矩值超过界限值，离合器的离合器弹簧配置为从驱动状态移动到扭矩减小状态。至少纵向槽中的两个的每个基本为平面以便互相平行。纵向槽的一部分具有弯曲部分，该弯曲部分限定了平面、V形、放射状、斜面中的至少一个和它们的一个或多个组合。离合器弹簧是围绕滚动元件和凸起部的环形整体套筒。离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个螺旋绕卷接触相继绕卷。离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中绕卷互相隔开一定距离。
本申请的优点在于结构相对简单，体积小，制造成本低。
本申请的其他范围和适用性将从这里提供的描述中变得明显。应当理解所述描述和特定例子仅仅是为了说明的目的并且不是为了限制本申请的范围。
附图说明
这里描述的附图仅仅是为了说明的目的并且不是为了限制本申请的范围。
图1是根据本申请构造的示例性直角钻或螺丝刀的透视图。
图2是根据本申请构造的示例性径向伸展弹簧离合器的前视图。
图3是图2的径向伸展弹簧的示例性分解示图，其示出了根据本申请的滚动元件和具有纵向槽的轴元件，所述纵向槽配置为容纳滚动元件。
图4是图2中根据本申请的径向伸展弹簧离合器处于驱动状态和低扭矩状态(即，在界限值之下)的横截面示意图。
图5与图4类似并示出了当扭矩增大到正好低于扭矩界限值时根据本申请的滚动元件离开轴元件的纵向槽。
图6与图5类似并且示出了根据本申请，当所述轴元件的扭矩值超过扭矩界限值时，从形成在其上的所述纵向槽离开后设置在所述轴元件的外圆柱表面上的滚动元件。
图7是根据本申请、通过示例性直角驱动的传动装置的扭矩路径的示意图，其示出了径向伸展弹簧离合器组件起作用的(即没有被绕过)低速状态。
图8与图7类似并示出了根据本申请通过直角驱动的传动装置的不同扭矩路径，该路径说明了径向伸展弹簧离合器组件被绕过的高速状态。
图9是根据本申请的其他方面构造的径向伸展弹簧离合器以驱动状态示出的横截面示图。
图10与图9类似并示出了根据本申请的滚动元件离开形成在离合器轴上的纵向槽并拉伸离合器弹簧以形成大体为椭圆形形状。
图11与图10类似并示出了根据本申请、离合器脱开或扭矩减小的状态中引起所述离合器弹簧拉伸并形成大体椭圆的形状、设置在所述离合器轴的外圆柱表面上的滚动元件。
图12根据本申请的径向伸展弹簧离合器的横截面示图，该离合器具有四个设置在离合器齿轮的四个凸起部之间的滚动元件，示例性整体离合器弹簧环绕所述滚动元件和所述离合器齿轮上的四个凸起部。
图13与图12类似并示出了根据本申请的其他方面的示例性离合器弹簧，该弹簧可以是被配置为使得绕卷部与轴元件的径向距离增大的螺旋弹簧。
图14是根据本申请的其他方面的可变径向伸展弹簧离合器的示图，该离合器具有可以接合到轴元件以提供第一齿轮比的第一输出齿轮和可以脱开轴元件的第二齿轮。
图15与图14类似并示出了根据本申请的第一齿轮处于脱开而第二齿轮接合到所述离合器轴以提供第二齿轮比。
图16与图14类似并示出了根据本申请与纵向互相间隔的第一和第二齿轮组件相连接的单独离合器弹簧。
图17是示出了根据本申请的角度和相关的扭矩界限值的示图；所述角度在所述轴元件的纵向槽的表面和齿轮元件的凸起部的表面之间限定。
图18是根据本申请的径向伸展弹簧离合器组件的示例性轴元件的透视图，该图示出了形成在所述轴元件的一个区域和另一个区域中并具有减小的直径的连续圆柱部分的纵向槽。
图19根据本申请的另一个示例性轴元件的透视图，所述轴元件具有曲率沿着该轴元件的纵轴变化的纵向槽。
图20是图19的根据本申请的离合器轴的横截面示图，其示出了所述纵向槽的曲率基本平坦。
图21是图19的轴的横截面示图，其示出了根据本申请的纵向槽的曲率。
图22与图21类似并示出了根据本申请沿着配置为产生更高或更低扭矩界限值的轴元件的不同纵向位置的不同曲率。
图23是根据本申请的另一个示例性轴元件的横截面示图，其示出了包括V形结构的纵向槽的曲率。
图24是根据本申请的示例性离合器弹簧的透视图，其示出了每个螺旋绕卷互相分开并且所述绕卷的端部配置为截面减小。
图25是根据本申请的示例性离合器弹簧的透视图，其示出了每个螺旋绕卷互相分开并且所述绕卷的端部配置为打开状态。
图26是根据本申请的示例性离合器弹簧的透视图，其示出了每个螺旋绕卷互相分开并且所述绕卷的端部配置为关闭状态。
具体实施方式
下面的描述本质上仅仅是示例并且不是为了限制本申请、它们的应用或使用。应当理解，在整个附图中，一致的附图标记表示相同或相应的部件和元件。
本申请大体属于电钻或者螺丝刀10。在本申请的一个方面，所述钻或螺丝刀10可以是直角钻12，如图1中所示。所述直角钻12可以包括外壳14，该外壳具有手柄16，扳机组件18从该手柄延伸。第二手柄20也可以从外壳14延伸以为使用者提供，例如拿住所述直角钻12的额外把手。
所述外壳14可以包括，例如电动机22，该电动机可以驱动传动装置24，其最终提供扭矩输出到钻卡组件26。所述钻卡组件26可以连接到心轴元件28的一端，如图7和8所示。扳机组件18可以退回以为电动机22提供电能以驱动所述传动装置24。所述钻卡组件26可以打开和关闭以容纳各种工具头。
应当理解，根据本公开的内容，所述钻或螺丝刀10仅仅是所述传动装置24可以在其中使用的一个例子。所述传动装置24可以使用在多种电动工具中、消费品和/或任何限制和控制扭矩有好处的具有旋转动力的装置中。例子包括但是不限于：锯、庭院工具、吸尘器、刳刨机等等。
回到图1，调档装置可以通过使用者启动以将所述直角驱动钻12的传动装置24在第一输出速度和第二输出速度之间变化。例如，如图7所示，所述第一输出速度可以是低速状态。例如，如图8所示，所述第二输出速度可以是高速状态。在一个例子中，齿轮比可以确定在所述低速状态和高速状态之间，其大约为四比一。
参照图2，本申请也可以包括可以具有轴元件52的径向伸展离合器组件50。所述轴元件52可以接收输入扭矩而齿轮元件54可以提供输出扭矩。所述径向伸展离合器组件50也可以包括离合器弹簧56、离合器垫片58和/或保持器60，其可以用作将滚动元件62包含在所述径向伸展离合器组件50中。在本申请的不同实施例中，所述径向伸展离合器组件50可以实施为传动装置24。
在一个例子中并参考图3，所述轴元件52可以包括四个形成在所述轴元件52中的纵向槽64。所述四个纵向槽64可以中断所述轴元件52的外圆柱表面66并因此可以在该四个纵向槽64之间形成径向部分68。这些径向部分68可以继续所述轴元件52的外圆柱表面66的表面轮廓。
所述滚动元件62，在这个示出为销70的例子中，可以停留在所述轴元件52的纵向槽64内。因此，所述纵向槽64的弯曲部分72可以与一个或多个合适的滚动元件62的弯曲部分74，例如销70相补。在其他例子中，所述弯曲部分72可以限定为基本平的部分(即很小的弯曲或者没有弯曲)，在该部分上所述滚动元件62可以停留，例如平面210，如图9、10和11中所示。应当理解，根据本申请，所述弯曲部分72和弯曲部分74可以相同或不同。
参照图2和图3，所述齿轮元件54可以具有多个凸起部76，该凸起部可以从所述齿轮元件54延伸并可以设置在所述滚动元件62之间，如图4所示。所述齿轮元件54也可以包括齿轮部78，该齿轮部具有可以与所述传动装置24的其他组件啮合的轮齿80。离合器弹簧56可以环绕(全部或部分)所述齿轮元件54的凸起部76和滚动元件62。在这方面，所述离合器弹簧56可以将所述滚动元件62和齿轮元件54的凸起部76保持在所述轴元件52的周围。所述保持器60可以保持离合器垫片58以便将所述离合器弹簧56保持在齿轮元件54周围。
在本申请的各个方面，所述离合器弹簧56可以确定单个弹簧、多个弹簧、其他合适的柔性或弹性元件和/或它们的组合。在一个方面，所述离合器弹簧56可以包括螺旋绕卷，该螺旋绕卷形成螺旋弹簧以便每个螺旋绕卷接触(或设置为接近于)相继的螺旋绕卷，如图2中所示，其可以提供封闭的绕卷结构。如图24、25和26中所示，所述绕卷可以互相隔开，这可以提供打开式绕卷结构。应当理解，根据本申请，所述离合器弹簧可以实施为圆柱形状、圆锥形状、其他合适的形状和它们的一个或多个适当的组合。
图4、5和6示出了所述径向伸展离合器组件50在图4中的驱动状态和图6中的离合器脱开或扭矩减小状态之间变化的示例性过程。在所述驱动状态中，该径向伸展离合器组件50闭合并且可以以相对较小的扭矩损失将扭矩从轴元件52的引导到齿轮元件54。在所述离合器脱开或扭矩减小状态，如图6中所示，该径向伸展离合器组件50“打开”并可以将减小值的扭矩(相对于驱动状态)从轴元件52引导到齿轮元件54。
将可以理解，根据本申请，在一些例子中扭矩可以被从齿轮元件54引导到轴元件52。此外，即使在离合器脱开或扭矩减小的状态下(图6)，所述径向伸展离合器组件50可以引导一些扭矩到所述齿轮元件54，因为外圆柱表面66仍然可以将一些扭矩分配在滚动元件62上。
参照图4，所述滚动元件62可以停留在轴元件52的纵向槽64中，这样，所述径向伸展离合器组件50处于驱动状态。在驱动状态，扭矩的示例性路径可以从纵向槽64的表面82通过滚动元件62到从所述齿轮元件54延伸的凸起部76的表面84。当轴元件52的扭矩值超过扭矩界限值时，所述滚动元件62，如图5中所示，可以向上移动表面82到纵向槽64之外并且到轴元件52的外圆柱表面66上，如图6中所示。
在图6中，所述滚动元件62可以移动到纵向槽64之外并且可以拉伸(即径向延伸)离合器弹簧56，所述离合器弹簧可以包围(部分或全部)滚动元件62和凸起部76。所述滚动元件62可以滚动到轴元件52的纵向槽64之外并可以设置在离合器弹簧56和轴元件52的外圆柱表面66之间。因此，如图6中所示，所述径向伸展离合器组件50可以处于离合器脱开或扭矩减小状态。
所述径向伸展离合器组件50可以包括多个数量的滚动元件62。所述滚动元件62可以构造为销70、滚珠、其他适当的滚动元件62和/或它们的一个或多个组合。如图3、4、5、6、12和13中所示，四个滚动元件62可以用径向伸展离合器组件50的例子实施。如图9、10和11中所示，两个滚动元件62可以用离合器组件200的其他例子实施。
参照图7和图8，用于直角螺丝刀或钻(图1)的传动装置24的例子可以建立一个可以根据本申请确定传动装置24的低速状态的扭矩路径100(用箭头示出)。在这个例子中，电动机22可以连接到具有齿轮部分104的输出轴元件102。具有轮齿106的齿轮部分104可以连接到具有在中间轴元件112上的轮齿的齿轮部分108。所述在输出轴元件102上的齿轮部分104与中间轴元件112上的齿轮部分108的啮合可以确定第一减速啮合114。
所述中间轴元件112可以具有齿轮部分116，该齿轮部分具有可以与轴元件52上的齿轮部分122啮合的轮齿118。所述在中间轴元件112上的齿轮部分108与轴元件52上的齿轮部分122的啮合可以形成第二减速啮合124，即两次齿轮减速。根据本申请，可以理解，所述中间轴元件112在一些例子中可以被省略。在这样的例子中，输出轴元件102上的齿轮部分104可以直接与轴元件52上的齿轮部分122啮合，但是这将必然减去了上述的减速啮合中的一个，即单级齿轮减速。
齿轮元件54的轮齿126可以与心轴元件28上的低速齿轮部分134的轮齿132啮合。轴元件52上的齿轮部分122的轮齿120可以另外与心轴元件28上的高速齿轮部分130的轮齿128啮合。然而，所述轮齿120、128可以保持互相部分啮合，因为各个齿轮部分120、130的轮齿120、128不完全排列成一条线，如图7中所示。然而，在这个例子中低速状态中的高速齿轮部分130没有与心轴元件28接合(即该高速齿轮部分130可以自由绕心轴元件28旋转)。部分接合可以如所示减少将高速齿轮部分130相对于轴元件52上的齿轮部分122移动的努力。
如图7和图8中所示，心轴元件28上的低速齿轮部分134和高速齿轮部分130可以在大体与该心轴元件28的纵轴136平行的纵向移动。所述轴元件52可以具有纵轴138而输出轴元件102可以具有纵轴140。高速齿轮部分130和低速齿轮部分134可以在图8中所示的高速状态和图7中所示的低速状态之间一起移动。
在低速状态中并且参照图7，低速齿轮部分134可以接合到心轴元件28(即不能自由绕心轴元件28旋转)。在这个布置中，从齿轮元件54传递到低速齿轮部分134的扭矩可以驱动心轴元件28并最终驱动钻卡组件26。
在高速状态中并参照图8，高速齿轮部分130可以接合到心轴元件28(即不能自由绕心轴元件28旋转)。在该高速状态中，从输出轴元件102的齿轮部分104传递到轴元件52上的齿轮部分122的扭矩也被引导到心轴元件28上的高速齿轮部分130并因此省略了齿轮元件54。在上述例子中，在高速状态中所述径向伸展离合器组件50可以因此被绕过，如图8中所示。
在如图7所示的低速状态中，所述径向伸展离合器组件50的齿轮元件54可以驱动接合到心轴元件28的该心轴元件28的低速齿轮部分134。当扭矩值小于界限值时，电动机22可以通过心轴元件28的低速齿轮部分134和径向伸展离合器组件50的齿轮元件54驱动该心轴元件28。在高速状态中，如图8所示，所述电动机22可以通过可以接合到心轴元件28的高速齿轮部分130和轴元件52上的齿轮部分122驱动心轴元件28。在这个布置中，所述齿轮元件54可以对所述低速齿轮部分130提供很小的扭矩或者不提供扭矩。
如以上的例子中所述，传动装置24可以在高速状态可低速状态之间转换并且可以提供四比一的齿轮比。在其他方面，在整个本申请中讨论的齿轮装置的配置所确定的齿轮比可以在各种方面配置，例如，产生不同的齿轮比以适应钻或者螺丝刀10不同的要求。按照需要，所述扭矩界限值也可以通过分别改变纵向槽64的表面82、84和/或凸起部76的形状和/或调整一个或者多个离合器弹簧56的弹簧常数而调整。根据本申请，可以理解，示出了直齿圆柱齿轮和螺旋齿轮，根据应用，各种轮齿形状(即直齿圆柱、螺旋、准双曲面、伞齿等等)可以使用在传动装置24中的不同齿轮上。
在一个例子中，低速齿轮部分134和高速齿轮部分130是相对于心轴元件28运动的分开的齿轮。所述齿轮可以通过形成在心轴元件28上的并且可以与形成在齿轮上的齿条啮合的齿条与心轴元件28接合和脱开。在沿着心轴元件28的一个纵向位置，所述齿条可以啮合，而在其他纵向位置，所述齿条可以分开(即互相轴向排列)以便所述齿轮可以绕心轴28自由旋转。可以理解，所述心轴、轮齿等等可以用各种合适的制造过程形成，例如滚齿。分度铣、磨削等等。在其他的例子中，所述齿轮、齿条等可以用金属粉末成型技术形成。
在运行中，当电动机22驱动所述传动装置24时，该传动装置24可以相对于由电动机22提供的初始旋转速度和初始扭矩减小旋转速度并增大扭矩。只要轴元件52的扭矩值保持在扭矩界限值之下，所述径向伸展离合器组件50可以保持在驱动状态。在驱动状态，所述轴元件52可以跨过径向伸展离合器组件50以扭矩值相对较小的损失驱动齿轮元件54。
参照图9、10和11，径向伸展离合器组件200的一个替换的例子示出有离合器弹簧202和/或其他合适的弹柔性部分。所述离合器弹簧202可以是环绕(部分或全部)齿轮元件206和/或滚动元件208的凸起部204的一个元件(例如，套筒)。与上面所论述的径向伸展离合器组件50(图2)类似，当扭矩的值超过界限扭矩值时，所述滚动元件208可以滚动到平面210之外。所述平面210可以是基本平的纵向槽212，即很小的弯曲或者没有弯曲。当所述滚动元件208从平面210移动到外圆柱表面216时，所述径向伸展离合器组件200从驱动状态(图9)移动到离合器脱开(扭矩减小)状态(图11)，因为轴元件214不再能够分配足够大的扭矩到齿轮元件206。
参照图9，离合器弹簧202可以示出为处于表示驱动状态的大体环形形状218。在驱动状态，所述径向伸展离合器组件200可以在轴元件214和齿轮元件206之间传送大约相同量的扭矩。
参照图11，所述离合器弹簧202被示出为处于大体椭圆形状220，其表示离合器脱开或扭矩减小状态。在离合器脱开或扭矩减小状态，所述径向伸展离合器组件200的齿轮元件206传送的扭矩相对于轴元件214的扭矩值减小。当所述滚动元件208移动到外圆柱表面216上时，所述滚动元件208可以拉伸(即部分伸展)离合器弹簧202以便形成基本为椭圆形220(图11)。
齿轮元件206的凸起部204可以具有弧形外表面222。在驱动状态中该弧形外表面222的形状和离合器弹簧202的结构可以在所述离合器弹簧202和凸起部204的弧形外表面222之间形成空间224。参照图11，大体为椭圆形状220的离合器弹簧202可以拉伸到使得在扭矩减小状态中离合器弹簧202的部分可以减小或消除空间224的程度。
在一个例子中，离合器弹簧202可以完全接触弧形外表面222而在其他例子中，离合器弹簧202可以接近弧形外表面222。当所述离合器弹簧202伸展到通常的椭圆形状220并且所述径向伸展离合器组件200处于离合器脱开或扭矩减小的状态时，离合器弹簧202可以另外在凸起部204的端部228和与滚动元件208相邻的离合器弹簧202之间形成空间226。所述凸起部204的端部228可以与可以与滚动元件208抵接的表面230相邻。
根据本申请的多个方面并参照图12，径向伸展离合器组件300可以与径向伸展离合器组件50类似，如图4中所示。所述径向伸展离合器组件300可以具有离合器弹簧302，该离合器弹簧可以环绕(部分或全部)齿轮元件308的凸起部306和滚动元件304。所述滚动元件304可以设置在形成于轴元件312中的纵向槽310中。在一个方面，所述离合器弹簧302可以是单个元件(例如套筒)并且因此，可以连续环绕所述滚动元件304和凸起部306。
参照图13，径向伸展的弹簧离合器组件350可以与径向伸展离合器组件300类似，如图12中所示。所述径向伸展弹簧离合器组件350可以具有离合器弹簧352，该离合器弹簧可以环绕(部分或全部)齿轮元件358的滚动元件354和凸起部356。所述滚动元件354可以设置在形成于轴元件362中的纵向槽360中。所述离合器弹簧352可以是螺旋弹簧或动力弹簧或也可以称为螺旋线圈弹簧。
在一个方面，离合器弹簧352的外端部364可以围绕离合器弹簧352的内端部366旋转以便上紧或松开离合器弹簧352。上紧该离合器弹簧352可以增大与弹簧离合器组件300相关的界限扭矩值。如图13中所示，所述外端部364可以以相对于所述内端部366顺时针的方向旋转以增大由离合器弹簧352施加的弹力。所述外端部364也可以相对于内端部366逆时针旋转以减小由离合器弹簧352施加的弹力，从而减小界限扭矩值。离合器弹簧352的部分可以以与轴元件362增大的径向间距隔开，例如，螺旋盘绕弹簧。增大的径向距离可以沿着基本垂直于轴元件362的外圆柱表面370的箭头368。
参照图14、15和16，传动装置400包括轴元件402，在该轴元件上第一齿轮组件404和第二齿轮组件406可以大体绕轴元件402的纵轴408移动。所述第一齿轮组件404可以包括第一离合器弹簧410，该弹簧将滚动元件414的第一组412保持在凸起部416之间，所述凸起部可以从第一输出齿轮418延伸。第二齿轮组件406可以包括第二离合器弹簧420，该弹簧可以将滚动元件424的第二组422固定在从第二输出齿轮428延伸的凸起部426之间。
第一输出齿轮418和第二输出齿轮428可以沿着轴元件402纵向移动到可以引起一个或两个输出齿轮418与轴元件402接合的位置。更具体的说，所述轴元件402可以包括连续圆柱表面部分430，该部分可以纵向设置为紧挨着圆柱外表面部分432，该部分可以由纵向槽434中断。在一个例子中，所述纵向槽434可以形成在沿着轴元件402距离相等的径向位置。
当第一齿轮组件404与轴元件402接合时，滚动元件414的第一组412可以被保持在所述轴元件402的纵向槽434中。当扭矩分配到轴元件402上时，纵向槽434的表面436可以通过滚动元件414传递扭矩到第一输出齿轮的凸起部416的表面438。当轴元件402的扭矩值超过界限扭矩值时，所述滚动元件414的第一组412可以被推动出纵向槽434并移动到轴元件402的圆柱外表面部分432。一旦滚动元件414的第一组412沿着纵向槽434的表面436前进以到达轴元件402的圆柱外表面部分432。在这方面，所述传动装置400可以从驱动状态移动到扭矩减小或离合器脱开状态。
在一个例子中并参照图18，所述纵向槽434的表面436可以确定弯曲部分440，该部分可以沿着所述轴元件402的纵向位置变化。所述第一齿轮组件404和/或第二齿轮组件406可以在轴元件402的特定纵向位置接合轴元件402。所述纵向槽434的弯曲部分440在特定纵向位置可以关联于已知并且预定的界限扭矩值。如果需要不同的界限扭矩值，所述第一齿轮组件404和/或第二齿轮组件406可以被沿着轴元件移动以便滚动元件414，424，如可以应用的那样，将纵向槽434在纵向位置与该纵向槽434不同的弯曲部分接合，因此产生不同的界限扭矩值。
所述轴元件402可以具有至少三个区域：第一区域450、第二区域452和第三区域454。所述第一区域450可以限定可以在标称轴直径处的连续圆柱外表面456；在第二区域452标称为相对于轴元件402的直径。为了那个目的，所述第二区域452可以限定连续圆柱表面部分430。所述第三区域454可以限定由纵向槽434中断的圆柱外表面部分432。在一个例子中，所述第一区域450可以限定连续圆柱外表面456，该表面否则将被可以与纵向槽434类似(或不同)的纵向槽435中断。
在一个方面，可以具有相对于第一区域450中的连续圆柱表面部分456直径减小的连续圆柱表面部分430。例如，第一齿轮组件404可以从将滚动元件414包含在纵向槽434中(即，接合到轴元件402)移动到轴元件402上的一个位置，在该位置滚动元件414接触直径减小的连续圆柱表面部分430。因为所述连续圆柱表面部分430没有任何纵向槽434，第一齿轮组件可以绕轴元件402自由旋转。
所述离合器弹簧410和离合器弹簧420每个可以是单个整体元件并可以包围(部分或全部)第一和第二齿轮组件404、406上的第一和第二组滚动元件414、424，因此在每个齿轮组件404、406中包围凸起部416、426和滚动元件414、424。在其他方面，分开的离合器弹簧，可以分别与第一齿轮组件404和第二齿轮组件406一起使用。所述第一离合器弹簧410可以具有第一弹簧常数而第二离合器弹簧420可以具有第二弹簧常数。
在一些例子中，所述弹簧接点可以相等而在其他例子中，所述弹簧常数可以不同。应当理解，根据本申请与齿轮组件414、424相关的一个或多个界限扭矩值可以通过改变所述纵向槽的曲率、所述滚动元件连接的凸起部的表面的角度、各个离合器弹簧和/或其一个或多个的组合的弹簧常数而调整。
在图17中示出了角度442的值和界限扭矩值之间的关系。有关图14、15和16中示出的传动装置400，角度442可以限定在在第一齿轮组件404中凸起部416的表面438和轴元件402的纵向槽434的表面436之间。角度442的值和界限扭矩值之间的关系被示出，当角度442减小时，界限扭矩值增大。在其他例子中，角度442可以限定在凸起部76的表面84和纵向槽64的表面82之间，如图3、4、5和6中所示。在其他例子中，角度442可以限定在平面210和凸起部204的接合端230之间，如图9、10和11所示。
参照图19，示例性轴元件500被示出为具有至少三个区域：第一区域502、第二区域504和第三区域506。第一区域502可以包括连续圆柱表面部分508。第二区域504可以包括由纵向槽512中断的圆柱表面部分510。在这个例子中，纵向槽512可以限定平面部分514，即没有弯曲部分。斜面516或者其他适当轮廓的部分可以在区域502、504、506之间提供一个或多个过渡。
第三区域506可以包括被具有弯曲部分522的纵向槽520中断的圆柱表面部分518。所述纵向槽520的弯曲部分522可以沿着纵轴524变化以便沿着轴元件500的特定位置具有第一弯曲部分526和第二弯曲部分528。
参照图20，其示出了在特定纵向位置的轴元件500的横截面。在这个纵向位置，所述纵向槽512被成形为具有中断轴元件500的圆柱外表面部分510的平面部分514。参照图21，其示出了所述轴元件500的另一个纵向位置。在这个纵向位置，所述外圆柱表面部分518被具有弯曲部分522的纵向槽520中断，所述弯曲部分可以确定与预定界限扭矩值相关的第一弯曲部分形状526。
参照图22，其示出了轴元件500的其他纵向位置。在这个纵向位置，所述外圆柱部分518被具有弯曲部分522的纵向槽520中断，该弯曲部分成形为具有与另一个预定界限扭矩值相关的第二弯曲部分形状528。应当理解，根据本申请第一齿轮组件404和/或第二齿轮组件406可以沿着轴元件500取向以便各个滚动元件414、416可以在一个或多个上述特定纵向位置停留在纵向槽520中。
参照图23，一种替换示例性轴元件600可以包括被纵向槽604中断的外圆柱表面部分602。所述纵向槽604可以包括弯曲部分606。该弯曲部分606可以成形为V形。根据本申请将可以理解，改变V形弯曲部分的形状也可以调整界限扭矩值。
在本申请的多个方面并且参照图24，一种离合器弹簧700可以包括螺旋绕卷702，该螺旋绕卷可以提供螺旋弹簧704，这样每个螺旋绕卷702互相隔开一定的间距。螺旋绕卷702的端部706(一端或两端)的截面可以减小(例如地面端)以便当，例如，离合器弹簧700被轴向压缩时，离合器弹簧700的端部706可以提供更平的离合器弹簧700的端部。
所述离合器弹簧700可以确定一个可以在整个离合器弹簧700或其部分保持的基本平的截面。该基本平的截面可以确定大体具有两个平行边的矩形截面，所述边基本比相邻的一对平行边长以便建立基本平的截面。此外，平行边的交会处(即拐角)可以是倒圆的倒角的。
参照图25，离合器弹簧730可以包括螺旋绕卷732，该绕卷可以提供螺旋弹簧734以便每个螺旋绕卷732互相隔开一定距离。螺旋绕卷732的端部736(一端或两端)可以与紧邻的螺旋绕卷隔开以便形成打开的状态，即，螺旋绕卷732的端部736不接触离合器弹簧730的其他部分。与离合器弹簧700类似，离合器弹簧730可以确定一个可以在整个离合器弹簧730或其部分保持的基本平的截面。
参照图26，离合器弹簧750可以包括螺旋绕卷752，该绕卷可以提供螺旋弹簧754以便每个螺旋绕卷752互相隔开一定距离。螺旋绕卷752的端部756(一端或两端)被配置为接触邻接的螺旋绕卷以便形成关闭的状态，即，螺旋绕卷752的端部756接触(或者设置为相对接近于)离合器弹簧750的其他部分。与离合器弹簧700类似，离合器弹簧750可以确定一个可以在整个离合器弹簧750或其部分保持的基本平的截面。根据本申请，可以理解一个或多个离合器弹簧700、730、750可以实施为类似于离合器弹簧56、202、302、352、410、420(图2、9、12、13、14)。根据本申请，也可以理解离合器弹簧可以使用其他合适的截面，例如但是不限于，正方形和圆形截面。另外，所述径向伸展离合器弹簧可以实施为圆柱形、圆锥形，其他合适的形状和它们的一个或多个组合。
虽然在说明书和附图中描述了本申请的特定方面，本领域技术人员将能够理解，在不背离本申请的范围的情况下可以做出多种变化并且元件和组件可以用等价物代替。另外，本申请的各个方面之间的特征、元件、组件和/或功能的混合和选配被在此明确的考虑以便本领域技术人员将理解，根据本申请，本申请的一个方面的部件、元件、组件和/或功能可以引入另一方面，只要合适，除非有不同的描述。另外，可以做出很多改变以将特定的场合、结构或材料应用本申请而不背离其基本范围。因此，本申请不是想要局限于由附图和在说明书中说明的，作为目前构思出的实施本申请的最好方式的特定方面，并且本申请的范围包括很多落在上述说明和所附权利要求之内的方面和例子。

Claims (24)

1.一种传动装置，其特征在于，包括：
轴元件，其具有纵向设置为紧邻被纵向槽中断的圆柱外表面部分的连续圆柱表面部分；
第一齿轮组件，其具有第一离合器弹簧，该弹簧将第一组滚动元件保持在从第一输出齿轮延伸的凸起部之间；和
第二齿轮组件，其具有第二离合器弹簧，该弹簧将第二组滚动元件保持在从第二输出齿轮延伸的凸起部之间，
其中所述第一齿轮组件和所述第二齿轮组件被配置成沿着所述轴元件移动到一个位置，在该位置当所述轴元件的扭矩值低于界限扭矩值时至少所述第一齿轮组件和所述第二齿轮组件之一与轴元件接合以旋转。
2.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述界限扭矩值至少基于所述纵向槽之一的表面和所述第一齿轮元件的所述凸起部之一的表面之间的角度，在其间设置有滚动元件。
3.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述纵向槽确定沿着所述轴元件变化的弯曲部分。
4.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一离合器弹簧和所述第二离合器弹簧具有不同的弹簧常数。
5.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个所述螺旋绕卷接触相继的绕卷。
6.如权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个所述螺旋绕卷互相间隔一定距离。
7.如权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述第一离合器弹簧的一端被配置成接触所述螺旋绕卷的相继绕卷。
8.一种传动装置，其特征在于，包括：
由电动机驱动的输出轴，所述电动机选择性通过从装有该电动机的外壳延伸的扳机装置供电；
径向伸展弹簧离合器组件，其包括连接到所述输出轴的轴元件，在驱动状态中所述轴元件将扭矩引导到齿轮元件并且当扭矩值超过界限值时所述轴元件在离合器脱开状态将减小的扭矩引导到所述齿轮元件；和
心轴，其具有沿着所述心轴纵向在高速状态和低速状态之间运动的高速齿轮和低速齿轮，其中所述离合器轴平行于所述心轴，
其中所述传动装置具有不同的布置形式，其中第一种布置形式对应所述高速状态，所述高速齿轮与所述心轴接合并由所述轴元件上的齿轮驱动，并且所述低速齿轮与所述齿轮元件接合，但是所述低速齿轮可以绕所述心轴自由旋转，并且
其中第二种布置形式对应所述低速状态，所述高速齿轮与所述离合器轴上的所述齿轮接合但是可以绕所述心轴自由旋转，并且所述低速齿轮由所述齿轮元件驱动并且接合到所述心轴。
9.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，进一步包括通过离合器弹簧保持抵靠所述轴元件的滚动元件，所述轴元件包括被纵向槽中断的外圆柱表面元件，当所述径向伸展弹簧离合器组件处于所述驱动状态时所述滚动元件设置在该纵向槽中，当所述径向伸展弹簧离合器组件处于所述脱开状态时，所述滚动元件配置为从所述纵向槽移动到所述外圆柱表面。
10.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，进一步包括从所述齿轮元件延伸的凸起部，所述凸起部设置在所述滚动元件之间。
11.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，进一步包括具有齿轮的中间轴，该齿轮与所述输出轴上的齿轮以及所述中间轴上的齿轮啮合，所述中间轴上的齿轮与所述径向伸展弹簧离合器组件的所述轴元件上的齿轮啮合，其中所述中间轴上的齿轮与所述输出轴上的所述齿轮的啮合建立第一减速啮合而所述中间轴上的所述齿轮与所述轴元件上的所述齿轮建立第二减速啮合，并且其中所述心轴、所述轴元件、所述中间轴和所述输出轴平行。
12.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，所述纵向槽的一部分具有弯曲部分，该弯曲部分确定至少平面、V形、放射状、斜面之一以及它们的一个或多个组合。
13.如权利要求8所述的传动装置，其特征在于，在对应所述低速状态的所述第二种布置形式中，所述高速齿轮与所述离合器轴上的齿轮部分接合。
14.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧包括螺旋绕卷，该绕卷形成螺旋弹簧并且其中每个所述螺旋绕卷接触相继绕卷。
15.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个所述绕卷隔开一定距离。
16.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧成形为基本平的截面而所述离合器弹簧连续围绕在所述轴元件的纵轴周围，使得所述离合器弹簧的部分与所述纵轴以与该纵轴增大的径向距离隔开。
17.如权利要求9所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧包括多个沿着所述轴元件纵向设置的单独螺旋离合器弹簧。
18.一种传动装置，其特征在于，包括：
具有圆柱形外表面的轴元件，在该外表面中形成有纵向槽；
设置在所述纵向槽中的滚动元件；
具有凸起部的齿轮元件；所述凸起部设置在所述滚动元件之间并在所述轴元件之上；
至少部分围绕所述滚动元件和所述凸起部的离合器弹簧。
19.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，在所述传动装置的一种布置形式中，扭矩值超过界限值，离合器的所述离合器弹簧配置为从驱动状态移动到扭矩减小状态。
20.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，至少所述纵向槽中的两个的每个基本为平面以便互相平行。
21.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，所述纵向槽的一部分具有弯曲部分，该弯曲部分限定了平面、V形、放射状、斜面中的至少一个和它们的一个或多个组合。
22.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧是围绕所述滚动元件和所述凸起部的环形整体套筒。
23.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中每个所述螺旋绕卷接触相继绕卷。
24.如权利要求18所述的传动装置，其特征在于，所述离合器弹簧包括形成螺旋弹簧的螺旋绕卷并且其中所述绕卷互相隔开一定距离。
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