Transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos.

Transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos provistos de una máquina eléctrica capaz de funcionar alternativamente como un motor de acuerdo con un modo de funcionamiento de tracción o como un generador de acuerdo con un modo de funcionamiento de regeneración,

comprendiendo la transmisión:

un árbol primario (12);

un árbol secundario (14);

un engranaje de primera velocidad, o velocidad lenta, que comprende una primera rueda dentada impulsora (16) llevada por el árbol primario (12) y una primera rueda dentada impulsada (24) llevada por un árbol secundario (14) y que engrana permanentemente con la primera rueda dentada impulsora (16);

una engranaje de segunda velocidad, o velocidad rápida, que comprende una segunda rueda dentada impulsora (18) llevada por el árbol primario (12) y una segunda rueda dentada impulsada (26) llevada por un árbol secundario (14) y que engrana permanentemente con la segunda rueda dentada impulsora (18); un embrague (32) de sobremarcha asociado a una (24) de dichas primera rueda dentada impulsora (16) y primera rueda dentada impulsada (24) para permitir la transmisión del par motor por mediación del engranaje de primera velocidad sólo en la dirección desde el árbol primario (12) hasta el árbol secundario (14);

un primer dispositivo (34) de acoplamiento dispuesto para conectar cualquiera (24) de dichas primera rueda dentada impulsora (16) y primera rueda dentada impulsada (24), concretamente la rueda dentada (24) a la que está asociado el embrague (32) de sobremarcha, para la rotación directamente con el árbol secundario (14), para permitir la transmisión del par motor por mediación del engranaje de primera velocidad también en la dirección desde el árbol secundario (14) hasta el árbol primario (12), siendo dicho dispositivo (34) de acoplamiento cambiable entre una condición abierta y una condición cerrada; y un segundo dispositivo (22) de acoplamiento dispuesto para conectar cualquiera (18) de dichas segunda rueda dentada impulsora (18) y segunda rueda dentada impulsada (26) para la rotación con el respectivo árbol (12), siendo dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento cambiable entre la condición abierta y condición cerrada;

caracterizada porque dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento está cerrado normalmente y es cambiable entre la condición abierta y la condición cerrada independientemente de la condición abierta o cerrada de dicho primer dispositivo (34) de acoplamiento.

Transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos La presente invención se refiere a una transmisión de dos velocidades destinada a ser usada en vehículos eléctricos. La expresión "vehículos eléctricos" se usa en la descripción y reivindicaciones siguientes para indicar todos aquellos vehículos que usan una máquina eléctrica como propulsor principal, siendo la máquina eléctrica el único propulsor principal (es el caso de los vehículos puramente eléctricos) o estando asociada a un motor de combustión interna (es el caso de vehículos híbridos) .

Las transmisiones que tienen más de una velocidad, en particular las transmisiones de dos velocidades, para uso en vehículos eléctricos son conocidas y tienen la ventaja, sobre las transmisiones de una sola velocidad, de permitir que la máquina eléctrica trabaje al número óptimo de revoluciones por minuto, es decir, al número de revoluciones por minuto que corresponde al rendimiento máximo de la máquina, a lo largo de un intervalo más amplio de velocidad del vehículo. Esta ventaja se aplica tanto al modo de funcionamiento de tracción, en el que la máquina eléctrica funciona como un motor para generar la potencia requerida para mover el vehículo, como al modo de funcionamiento de regeneración, en el que la máquina eléctrica funciona como un generador para convertir la energía cinética del vehículo, cuando este último está desacelerando, en energía eléctrica.

Con el fin de evitar interrupción en la transmisión del par motor (el llamado "agujero de par motor") cuando se cambia de la primera velocidad (es decir, la velocidad lenta) a la segunda velocidad (es decir, la velocidad rápida) en una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos, es conocido por el documento DE 4212324, que se considera como que representa la técnica anterior más cercana, el uso de un embrague de sobremarcha asociado a la rueda dentada impulsada del engranaje de primera velocidad. Más específicamente, la transmisión de dos velocidades conocida por este documento de técnica anterior comprende un árbol primario, un árbol secundario, un engranaje de primera velocidad que comprende una primera rueda dentada impulsora llevada por el árbol primario y una primera rueda dentada impulsada llevada por el árbol secundario y que engrana permanentemente con la primera rueda dentada impulsora, un engranaje de segunda velocidad que comprende una segunda rueda dentada impulsora llevada por el árbol primario y una segunda rueda dentada impulsada llevada por el árbol secundario y que engrana permanentemente con la segunda rueda dentada impulsora, un embrague de sobremarcha asociado a la primera rueda dentada impulsada, un primer dispositivo de acoplamiento dispuesto para acoplar la segunda rueda dentada impulsada para la rotación con el árbol secundario, y un segundo dispositivo de acoplamiento dispuesto para acoplar la primera rueda dentada impulsada, a la que está asociado el embrague de sobremarcha, para la rotación directamente con el árbol secundario, para permitir la transmisión del par motor por mediación del engranaje de primera velocidad también en la dirección desde el árbol secundario hasta el árbol primario. De acuerdo con tal solución conocida, ambos dispositivos de acoplamiento son del tipo abierto normalmente, es decir, en descanso (sin orden aplicada activamente al dispositivo) están en la condición abierta en la que no se acoplan la respectiva rueda dentada para la rotación con el respectivo árbol. Además, los dos dispositivos de acoplamiento son controlados por un único mecanismo de control que alternativamente cierra cualquiera de los dispositivos de acoplamiento.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos del tipo identificado anteriormente, que ofrece mejores rendimientos y una variedad más amplia de modos de funcionamiento que la técnica anterior de la que se ha hablado antes.

45 Este y otros objetos se alcanzan plenamente de acuerdo con la presente invención en virtud de una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos que tienen las características expuestas en la reivindicación independiente 1 adjunta.

Realizaciones preferidas de la invención son el sujeto-tema de las reivindicaciones dependientes, cuyos contenidos 50 han de ser destinados como parte integral e integradora de la presente descripción.

En resumen, la invención está basada en la idea de usar, en una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos del tipo identificado anteriormente, un dispositivo de acoplamiento normalmente cerrado como segundo dispositivo de acoplamiento (es decir, como dispositivo de acoplamiento asociado a la segunda velocidad) y 55 proporcionar control independiente de los dispositivos de acoplamiento primero y segundo, de tal manera que el segundo dispositivo de acoplamiento sea cambiable entre la condición abierta y la condición cerrada independientemente de la posición abierta o cerrada del primer dispositivo de acoplamiento. En virtud del segundo dispositivo de acoplamiento que es del tipo cerrado normalmente, el vehículo eléctrico equipado de una transmisión de dos velocidades de acuerdo con la invención puede marchar en segunda velocidad (que es de lejos la condición 60 de funcionamiento más frecuente para un vehículo de esta clase) sin tener que impartir activamente ninguna orden a los dispositivos de acoplamiento de la transmisión, lo que resulta en menos consumo de energía. Además, en virtud de los dos dispositivos de acoplamiento que son controlables independientemente uno de otro, es posible cerrar el primer dispositivo de acoplamiento sin abrir el segundo dispositivo de acoplamiento, obteniendo por ello una condición en la que ambos dispositivos de acoplamiento están cerrados y se proporciona una función de 65 aparcamiento de vehículo.

Características y ventajas adicionales de la presente invención resultarán de la siguiente descripción detallada, dada puramente a modo de ejemplo no limitativo en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en corte de una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos de acuerdo con una 5 realización preferida de la presente invención;

la figura 1A es una vista en corte en el mismo plano en corte que la figura 1, que muestra en detalle una variante del dispositivo de acoplamiento asociado a la segunda velocidad;

la figura 2 es una vista en corte, en un plano de corte diferente al de la figura 1, que muestra a escala ampliada el mecanismo de control del dispositivo de acoplamiento asociado a la segunda velocidad;

la figura 3 es una ilustración esquemática de los dientes de aplicación del manguito de deslizamiento del dispositivo de acoplamiento asociado a la primera velocidad y de la rueda dentada loca del engranaje que proporciona la primera velocidad; y las figuras 4A y 4B son ilustraciones esquemáticas de una variante de los dientes de aplicación del manguito de deslizamiento del dispositivo de acoplamiento asociado a la primera velocidad y de la rueda dentada loca del engranaje que proporciona la primera velocidad, en la condición aplicada (o cerrada) y en la condición desaplicada (o abierta) de este dispositivo de acoplamiento, respectivamente.

En referencia primero a la figura 1, una transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos de acuerdo con una realización preferida de la presente invención comprende una envoltura o alojamiento 10, un árbol primario 12 soportado para la rotación por la envoltura 10, y un árbol secundario 14 soportado para la rotación por la envoltura 10 y dispuesto paralelo al árbol primario 12.

El árbol primario 12 lleva una primera rueda dentada impulsora 16 para la primera velocidad (es decir, la velocidad baja) y una segunda rueda dentada impulsora 18 (es decir, la velocidad rápida) . En la realización ilustrada, la rueda dentada impulsora 16 está fija, es decir, conectada rígidamente para la rotación con el respectivo árbol (árbol primario 12) , y más particularmente está hecha de una sola pieza con el árbol primario 12, mientras que la segunda rueda dentada impulsora 18 está loca, es decir, libre para rotar con relación al árbol primario 12, al que es soportado por ejemplo por medio de cojinete (s) 20 de aguja. El árbol primario 12 también está provisto de un primer dispositivo 22 de acoplamiento que está hecho por ejemplo como un embrague de fricción y está asociado a la segunda rueda dentada impulsora 18. El primer dispositivo 22 de acoplamiento es del tipo cerrado... [Seguir leyendo]

1. Transmisión de dos velocidades para vehículos eléctricos provistos de una máquina eléctrica capaz de funcionar alternativamente como un motor de acuerdo con un modo de funcionamiento de tracción o como un generador de 5 acuerdo con un modo de funcionamiento de regeneración, comprendiendo la transmisión:

un árbol primario (12) ;

un árbol secundario (14) ;

un engranaje de primera velocidad, o velocidad lenta, que comprende una primera rueda dentada impulsora (16) llevada por el árbol primario (12) y una primera rueda dentada impulsada (24) llevada por un árbol secundario (14) y que engrana permanentemente con la primera rueda dentada impulsora (16) ;

una engranaje de segunda velocidad, o velocidad rápida, que comprende una segunda rueda dentada impulsora

(18) llevada por el árbol primario (12) y una segunda rueda dentada impulsada (26) llevada por un árbol secundario

(14) y que engrana permanentemente con la segunda rueda dentada impulsora (18) ;

un embrague (32) de sobremarcha asociado a una (24) de dichas primera rueda dentada impulsora (16) y primera rueda dentada impulsada (24) para permitir la transmisión del par motor por mediación del engranaje de primera velocidad sólo en la dirección desde el árbol primario (12) hasta el árbol secundario (14) ;

un primer dispositivo (34) de acoplamiento dispuesto para conectar cualquiera (24) de dichas primera rueda dentada impulsora (16) y primera rueda dentada impulsada (24) , concretamente la rueda dentada (24) a la que está asociado el embrague (32) de sobremarcha, para la rotación directamente con el árbol secundario (14) , para permitir la transmisión del par motor por mediación del engranaje de primera velocidad también en la dirección desde el árbol secundario (14) hasta el árbol primario (12) , siendo dicho dispositivo (34) de acoplamiento cambiable entre una condición abierta y una condición cerrada; y un segundo dispositivo (22) de acoplamiento dispuesto para conectar cualquiera (18) de dichas segunda rueda dentada impulsora (18) y segunda rueda dentada impulsada (26) para la rotación con el respectivo árbol (12) , siendo dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento cambiable entre la condición abierta y condición cerrada;

caracterizada porque dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento está cerrado normalmente y es cambiable entre la condición abierta y la condición cerrada independientemente de la condición abierta o cerrada de dicho primer dispositivo (34) de acoplamiento.

2. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho primer dispositivo (34) de acoplamiento está normalmente abierto.

3. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 1 o reivindicación 2, en la que una (16) de dichas primera rueda dentada impulsora (16) y la primera rueda dentada impulsada (24) está permanentemente conectada para la rotación con el respectivo árbol (12) , mientras que la otra (24) es conectable para la rotación con el respectivo árbol (14) por mediación del embrague (32) de sobremarcha, y en la que una (26) de dichas segunda rueda dentada 45 impulsora (18) y dicha segunda rueda dentada impulsada (26) está permanentemente conectada para la rotación con el respectivo árbol (14) , mientras que la otro (18) está montada de manera loca en el respectivo árbol (12) y está conectada para la rotación con este último por medio de dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento.

4. Transmisión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la rueda dentada (24) del engranaje de primera velocidad al que está asociado el embrague (32) de sobremarcha comprende una corona dentada (28) que engrana permanentemente con la otra rueda dentada (16) del engranaje de primera velocidad, y en la que el embrague (32) de sobremarcha está radialmente interpuesto entre la corona dentada (28) y el respectivo árbol (14) .

55 5. Transmisión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la primera rueda dentada impulsora (16) está permanentemente conectada para la rotación con el respectivo árbol (12) , en el que la primera rueda dentada impulsada (24) es conectable para la rotación con el respectivo árbol (14) , por mediación del embrague (32) de sobremarcha, en la que la segunda rueda dentada impulsora (18) está montada de manera loca en el árbol primario (12) y es conectable para la rotación con este último por medio del segundo dispositivo (22) de acoplamiento, y en el que la segunda rueda dentada impulsada (26) está permanentemente conectada para la rotación con el árbol secundario (14) .

6. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 5, en la que dicho primer dispositivo (34) de acoplamiento comprende un manguito (46) de deslizamiento provisto de primeros dientes (48) de aplicación dispuestos para 65 engranar con segundos dientes (50) de aplicación de la rueda dentada (24) del engranaje de primera velocidad al que está asociado el embrague (32) de sobremarcha, estando conectado el manguito (46) de deslizamiento para la rotación con el respectivo árbol (14) y siendo axialmente deslizable entre una posición de desaplicación, en la que dichos dientes (48, 50) de aplicación primeros y segundos están desaplicados unos de otros, y una posición de aplicación, en la que dichos dientes (48, 50) de aplicación primeros y segundos engranan unos con otros, por lo que la rueda dentada (24) del engranaje de primera velocidad al que está asociado el embrague (32) de sobremarcha, está conectada para la rotación con el respectivo árbol (14) .

7. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 6, en la que dicho primer dispositivo (34) de acoplamiento comprende además un mecanismo (52) de actuación dispuesto para causar que el manguito (46) de deslizamiento se mueva entre dichas posiciones de aplicación y desaplicación.

1.

8. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 6 o reivindicación 7, en la que dichos dientes (48, 50) de aplicación primeros y segundos son dientes de sierra hechos de tal manera que, en modo de funcionamiento de tracción con la primera velocidad aplicada, el manguito (46) de deslizamiento es movido a la posición de desaplicación por el componente axial de la fuerza intercambiada entre dichos dientes (48, 50) de aplicación primeros y segundos.

1.

9. Transmisión de acuerdo con la reivindicación 7 y 8, en la que el mecanismo de actuación comprende al menos un resorte (60) que tiende a impulsar el manguito (46) de deslizamiento hacia la posición de aplicación o la posición de desaplicación.

10. Transmisión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicho segundo dispositivo (22) de acoplamiento es un embrague de fricción.