[发明专利]可在至少三个转换级之间切换的变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可在至少三个转换级之间切换的变速器。

背景技术

众所周知，在现有技术中，变速器广泛应用于车辆、机床和多个技术领域的设备中。尤为常见的是齿轮变速器，下面将在本发明描述过程中对其加以详述。

变速器允许通过变换齿轮间的转换比例来换挡，变换齿轮间的转换比例导致转速和扭矩的变化。在正齿轮变速器中，传动轴和从动轴彼此平行布置。用于机床的这种相对简单的变速器至少包括传动装置和从动装置，在传动装置和从动装置上以正齿轮的形式布置有工作齿轮，其中传动装置和从动装置能够以这样的方式相对于彼此移动，即产生至少两对不同的工作齿轮对，该工作齿轮对根据直径以及齿数的比例而提供了不同的转换。

在这种简单的变速器中必要的是充分制动并停止包括变速器的系统，从而能够通过传动装置和从动装置的相对位移改变转换比例而不伤害轮齿相对运动的工作齿轮。

DE 20 2010 001 876 U1公开了一种带有传动装置的变速器，传动装置包括第一工作齿轮和第二工作齿轮，在第一工作齿轮和第二工作齿轮之间齐平地布置有作为锥齿轮的第一棘轮。从动装置包括第三工作齿轮，第三工作齿轮可被带入与第一或第二工作齿轮啮合。转换装置移动第三工作齿轮，使其与第一或第二工作齿轮啮合，从而通过第三工作齿轮的移动实现换挡。

发明内容

变速器的停止对于从动装置的速度转换是不利的，因为耦合至从动装置的传动惯性质量必须被减速并必须在转换过程后再加速。特别是在机床中，例如车床和铣床，这意味着效率和生产力都会降低，另一方面则提高了在特定机床上生产的产品的成本。

使用在两个工作齿轮间布置锥齿轮的变速器使得能够仅在两个不同速度间转换。对于更多的转换可能性而言，就需要额外的锥齿轮和工作齿轮。

相应地，本发明的目的可在于，提出一种变速器，其允许在两个或更多速度间进行转换而不需要额外的齿轮，也不需要在转换过程前停止变速器。

本发明的另一目的可在于，提出的这种变速器与普通变速器相比，没有或只有很小程度地增加复杂性。

上述目的通过具有独立权利要求1的特征的变速器来实现。在从属权利要求中提出有利的改进方案。

根据本发明的变速器包括框架和转换装置，在框架上支承有能够绕彼此平行布置的纵轴线转动地第一工作轴和第二工作轴，第一工作轴具有以防转方式布置的第一齿轮，第二工作轴具有以防转方式布置的第二齿轮。第一齿轮设计为至少局部为截锥形，并具有带不同齿数的第一端和第二端，第一齿轮还具有从第一齿轮的第一端完全延伸至第二端的第一主齿。第二齿轮设计为至少局部为截锥形，并具有带不同齿数的第三端和第四端，第二齿轮还具有从第二齿轮的第三端完全延伸至第四端的第二主齿。此外转换装置设计为，第一齿轮和第二齿轮中的至少一个齿轮相对于另一齿轮平行移动至第一、第二和第三切换位，其中在第一切换位中第一齿轮的第一端与第二齿轮的第四端啮合，其中在第二切换位中第一齿轮的第二端与第二齿轮的第四端啮合，以及其中在第三切换位中第一齿轮的第二端与第二齿轮的第三端啮合。

变速器的框架被认为是承载变速器组件并允许安装到车辆或机床中的设备。显然地，框架也可为更高级系统的组成部分而不必单独提供。

第一工作轴可为传动轴或从动轴。这意味着传动装置可布置在第一工作轴上。然而，同样地，第一工作轴也可能与待驱动组件连接，例如轮子、万向轴、螺旋轴等。相应地，第二工作轴为通过彼此啮合的齿轮来驱动的从动轴或对第一工作轴传动的传动轴。

在至少一个区域内实现的截锥形包括第一端和第二端。第一端和第二端的其中一个具有的直径小于其中另一端。通过给定齿部的模数，位于直径较小的端上的齿数小于另一端上的齿数。主齿从第一端完全延伸至第二端，其中其他齿可布置在直径较大的端上，没入齿根或中断。局部的截锥形不排除第一和第二齿轮各自为完全圆锥形，另一方面也可想到的是，截锥形在圆柱齿部的两端上延伸，圆柱齿部的直径保持恒定并与布置在其上的截锥形的端齐平连接。这同样适用于具有第三端和第四端的第二齿轮的形状。