用于电驱动机动车辆的双速变速器制造技术

本发明专利技术提供了一种用于电驱动机动车辆，特别是电动踏板车的双速变速器(10)，所述双速变速器具有：输入轴(12)，所述输入轴用于引入扭矩；输出轴(18)，所述输出轴用于转移所述扭矩；第一齿轮级(14)；第二齿轮级(16)；滑动套筒(28)，所述滑动套筒以不可旋转但轴向可移位的方式引导在所述输入轴(12)或在所述输出轴(18)上，以用于产生与所述第一齿轮级(14)的第一齿轮(20)和/或与所述第二齿轮级(16)的第二齿轮(24)的形状锁合连接；以及操作致动器(40)，所述操作致动器具有可伸出的致动指形件(38)，以用于使所述滑动套筒(28)轴向移位，其中所述滑动套筒(28)具有滑动斜坡(42、44)，所述滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于在所述操作致动器(40)的伸出的致动指形件(38)处转向。为了防止在转换期间发生损坏或噪声，所述滑动斜坡(42、44)设计为轴向有弹性，因此在电驱动机动车辆中可进行令人舒适的动力传递。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电驱动机动车辆的双速变速器
本专利技术涉及用于电驱动机动车辆的双速变速器，借助于该双速变速器可转换电机的功率。
技术介绍
电动车辆在未来会变得越来越重要。双速变速器一方面有助于实现加速和爬坡能力，另一方面又有助于提高最高速度，特别是对于两轮车而言，诸如电动自行车、电动助力车、踏板车、小型踏板车、电动脚踏车、轻便摩托车、摩托车或三轮车(诸如人力车)。例如，要利用无刷直流电动机的特征性起动能力，建议使用无离合器双速变速器。当从原地起动开始使电驱动机动车辆加速时，电机首先可以基本上恒定的扭矩从静止加速到基本速度。当达到基本速度时，电机的驱动功率保持基本上恒定，因此扭矩随着旋转速度的提高而减小。为了获得大的扭矩和速度分布，可设置提供有不同传动比的双速变速器。因此，可在低速范围内提供高传动比，以便提供尽可能高的扭矩用于加速，另外可在高速范围内提供低传动比，从而可实现尽可能高的车速。然而，在此，从一个传动比到另一传动比的换挡会导致牵引力的中断，这会令人感到失去舒适感并且应避免。DE102012221056A1公开了一种具有爪形离合器的换挡装置，其中致动器借助于变速滑槽使滑动套筒轴向移位。然而，由于这并非双速变速器，因此该文件不是所讨论的类型。利用此类变速器，滑动套筒的爪在换挡期间可能不会精确地接合在齿轮的预期开口中，而是首先撞击齿轮体。然后，致动器指形件可能会跳出换挡滑槽或弯曲。除了这种损坏外，变速器的声音也很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开能够在电驱动机动车辆中舒适地传递动力(而无噪声和损坏)的措施。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1的特征的双速变速器来实现。本专利技术的优选实施例在从属权利要求和下文的描述中予以说明，这些优选实施例中的每个实施例均能够以单独形式或组合形式代表本专利技术的一个方面。根据本专利技术，提供了一种用于电驱动机动车辆，特别是电动踏板车的双速变速器，该双速变速器具有：输入轴，该输入轴可连接到电机以用于引入扭矩；输出轴，该输出轴可连接到驱动轮以用于转移扭矩；第一齿轮级，该第一齿轮级用于以第一传动比将输入轴的旋转速度传递到输出轴；第二齿轮级，该第二齿轮级用于以不同于第一传动比的第二传动比将输入轴的速度传递至输出轴；滑动套筒，该滑动套筒以不可旋转但轴向可移位的方式引导在输入轴或在输出轴上，以用于产生与第一齿轮级的第一齿轮和/或第二齿轮级的第二齿轮的形状锁合连接；以及操作致动器，该操作致动器具有可伸出的致动指形件，以用于使滑动套筒轴向移位，其中滑动套筒具有滑动斜坡，该滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于在操作致动器的伸出的致动指形件上转向，并且其中滑动斜坡是轴向有弹性的。如果要在由第一齿轮级形成的第一挡位和由第二齿轮级形成的第二挡位之间换挡，则伸出操作致动器的致动指形件就足够了。在致动指形件的伸出位置中，致动指形件可与至少一个滑动斜坡侧向接触。操作致动器以及因此致动指形件一般沿滑动套筒的轴向方向是固定的，而滑动套筒是轴向可移位的。因此，在滑动套筒与输入轴或与输出轴一起相对于伸出的致动指形件进行相对旋转期间，如果滑动斜坡(其相对于滑动套筒的径向平面成角度)在致动指形件上滑动，则迫使滑动套筒轴向移位。因此，滑动套筒可与一个齿轮保持形状配合连接并且可沿轴向方向移动至另一齿轮。滑动套筒可轴向移位，直到滑动套筒与另一齿轮形成形状配合连接。最迟可在滑动套筒形状配合地联接至另一齿轮时，将致动指形件移动至回缩位置。为了降挡，致动指形件可再次伸出并且接合另一个滑动斜坡和/或接合在滑动斜坡的角度区域中，该角度区域沿周向方向偏移并且成形为供滑动套筒沿相反的轴向方向轴向移位。使用可在滑动斜坡上滑动的致动指形件，有可能在滑动套筒相对于致动指形件的相对旋转的特别小的角度范围内进行变换挡位所需的滑动套筒轴向移位。这意味着，在完成第一挡位和第二挡位之间的切换过程之前，联接至滑动套筒的轴、输入轴或输出轴的旋转小于整圈。这形成非常快速的换挡，机动车辆的驾驶人员不会感知到降低舒适度的牵引力中断。同时，与使用联接至输入轴的电机的刚性变速器相比，两个齿轮级有可能提供更大的扭矩范围和更大的旋转速度范围和/或使电机更小。致动指形件(其可在滑动斜坡上滑动)能够使用换挡套筒非常快速地对双速变速器进行换挡，从而可在电驱动机动车辆中实现舒适的动力传递。由于滑动斜坡有弹性，如果爪并未立即精确地接合在齿轮上的预期开口中，而是首先接触齿轮的材料，则什么也不会发生。然后，滑动斜坡轴向地屈服，但由于其弹性变形而增加了爪上的轴向压力，从而使爪稍后能形状配合地接合，但不会造成任何损坏，也不会产生任何噪声。驾驶人员甚至不会注意到短暂的延迟，因为摩擦连接是在换挡套筒和齿轮的非常短的相对旋转之后发生的。滑动斜坡的弹性性质会短时间地存储能量，并且防止硬击或损坏致动指形件。非接合期间的预加应力或所存储的能量会短时间地存储，然后在爪和开口配合在一起并且爪可接合时立即恢复。这样可实现更安静的平稳切换过程并且保护整个系统免受过载的影响。此外，本专利技术使得致动指形件与滑动斜坡之间以及换挡套筒爪与齿轮之间的接触点处的过度摩擦最小化。如果在换挡期间未对准，则滑动斜坡弹簧将吸收额外的负载并且将其存储以备后用。如果爪和开口彼此正确对准，则所存储的能量会确保在其他挡位的良好接合。因此，本专利技术减少了碰撞或敲击，并且由于产生的噪声较小而有助于舒适度。根据本专利技术，弹性平缓地换挡也防止了部件过载和断裂。这样可以延长变速器的使用寿命。将无刷直流电动机优选地用作电机，该电机用于根据本专利技术的变速器的输入轴。无刷直流电动机的特性特别适合包括齿轮组和滑动套筒的变速器。特别地，滑动套筒具有：第一滑动斜坡，该第一滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于使滑动套筒移位远离第一齿轮；以及第二滑动斜坡，该第二滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于使滑动套筒移位远离第二齿轮，其中第一滑动斜坡和第二滑动斜坡沿轴向方向彼此相对布置，以界定形成在滑动套筒中用于接纳操作致动器的伸出的致动指形件的引导槽。致动指形件可在第一滑动斜坡上滑动以用于变换第二挡位，并且在第二滑动斜坡上滑动以用于变换第一挡位。第一滑动斜坡和第二滑动斜坡可限制引导槽的侧壁，使得致动指形件在伸出位置可伸入形成在换挡套筒中的引导槽。因此，致动指形件不需要接合致动套筒的外轴向侧。相反，在每种情况下，致动套筒的外轴向侧仅可用于与指定齿轮的形状配合连接。换挡套筒可保持较小地轴向伸出，因此双速变速器的空间需求相应较小。由于第一滑动斜坡相对于第二滑动斜坡的轴向偏移，因此不必沿周向方向在偏移角度范围内彼此前后设置第一滑动斜坡和第二滑动斜坡。因此，不必检测滑动套筒相对于致动指形件的角度位置，使得致动指形件可接合期望的滑动斜坡并且不会立即取消滑动套筒的期望的轴向移位。相反，有可能将致动指形件尽可能远地延伸，以便其可在正确的滑动斜坡上滑动。因此可使用两个或更多个滑动斜坡。有利地，操作致动器的致动指形件可基本上沿滑动套筒的径向方向在伸出位置与回缩位置之间移动，在伸出位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电驱动机动车辆，特别是电动踏板车的双速变速器，所述双速变速器具有/n输入轴(12)，所述输入轴可连接至电机以用于引入扭矩，/n输出轴(18)，所述输出轴可连接至驱动轮以用于转移所述扭矩，/n第一齿轮级(14)，所述第一齿轮级用于以第一传动比将所述输入轴(12)的旋转速度传递至所述输出轴(18)，/n第二齿轮级(16)，所述第二齿轮级用于以不同于所述第一传动比的第二传动比将所述输入轴(12)的旋转速度传递至所述输出轴(18)，/n滑动套筒(28)，所述滑动套筒以不可旋转但轴向可移位的方式引导在所述输入轴(12)或在所述输出轴(18)上，以用于产生与所述第一齿轮级(14)的第一齿轮(20)和/或与所述第二齿轮级(16)的第二齿轮(24)的形状锁合连接，以及/n操作致动器(40)，所述操作致动器具有可伸出的致动指形件(38)，以用于使所述滑动套筒(28)轴向移位，/n其中所述滑动套筒(28)具有滑动斜坡(42、44)，所述滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于在所述操作致动器(40)的伸出的致动指形件(38)处转向，并且/n其中所述滑动斜坡(42、44)是轴向有弹性的。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180731 DE 102018118548.01.一种用于电驱动机动车辆，特别是电动踏板车的双速变速器，所述双速变速器具有
输入轴(12)，所述输入轴可连接至电机以用于引入扭矩，
输出轴(18)，所述输出轴可连接至驱动轮以用于转移所述扭矩，
第一齿轮级(14)，所述第一齿轮级用于以第一传动比将所述输入轴(12)的旋转速度传递至所述输出轴(18)，
第二齿轮级(16)，所述第二齿轮级用于以不同于所述第一传动比的第二传动比将所述输入轴(12)的旋转速度传递至所述输出轴(18)，
滑动套筒(28)，所述滑动套筒以不可旋转但轴向可移位的方式引导在所述输入轴(12)或在所述输出轴(18)上，以用于产生与所述第一齿轮级(14)的第一齿轮(20)和/或与所述第二齿轮级(16)的第二齿轮(24)的形状锁合连接，以及
操作致动器(40)，所述操作致动器具有可伸出的致动指形件(38)，以用于使所述滑动套筒(28)轴向移位，
其中所述滑动套筒(28)具有滑动斜坡(42、44)，所述滑动斜坡沿周向方向延伸并且相对于径向平面成角度，以用于在所述操作致动器(40)的伸出的致动指形件(38)处转向，并且
其中所述滑动斜坡(42、44)是轴向有弹性的。


2.根据权利要求1所述的双速变速器，其特征在于，所述滑动套筒(28)具有：第一滑动斜坡(42)，所述第一滑动斜坡沿所述周向方向延伸并且相对于所述径向平面成角度，以用于使所述滑动套筒(28)移位远离所述第一齿轮(20)；以及第二滑动斜坡(44)，所述第二滑动斜坡沿所述周向方向延伸并且相对于所述径向平面成角度，以用于使所述滑动套筒(28)移位远离所述第二齿轮(24)，其中所述第一滑动斜坡(42)和所述第二滑动斜坡(44)沿轴向方向彼此相对布置，以界定形成在所述滑动套筒(28)中用于接纳所述操作致动器(40)的伸出的致动指形件(38)的引导槽(62)。


3.根据权利要求1或2所述的双速变速器，其特征在于，所述滑动斜坡(42、44)由金属制成，优选地由金属片或弹簧钢制成。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的双速变速器，其特征在于，所述滑动斜坡(42、44)为环形的并且设置有开口，所述开口优选地为弓形设计。

【专利技术属性】
技术研发人员：普斯·萨蒂亚纳拉亚纳，普拉若·艾亚帕特，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE