CN104169613A - 具有差速器的行星齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行星齿轮传动机构(1，101)，其具有差速器(2，102)，具有行星齿轮架(3，103)，在所述行星齿轮架上可转动地附连有行星轮(5，6，105)，所述行星轮与至少一个太阳轮(9，10，1，106，107)处于啮合，其中行星齿轮架(3，103)能够与驱动轮(15)连接，其中此外，具有轴承内环(29)和轴承外环(28，117)的轴承(19，108)将行星齿轮架(3，103)轴向地和/或径向地位置确定地可转动地安置在位置固定的壳体中。

Description

具有差速器的行星齿轮传动机构

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮传动机构，如差速器，其具有行星齿轮架，在所述行星齿轮架上可转动地附连有行星轮，所述行星轮与至少一个太阳轮处于啮合，其中行星齿轮架能够与驱动轮、如正齿轮连接，其中此外，具有轴承内环和轴承外环的轴承、如滚动轴承将行星齿轮架轴向地和/或径向地位置确定地可转动地安置在位置固定的壳体、如传动机构壳体上。

背景技术

行星齿轮架也能够称作为箱(Korb)，尤其能够构成为差动箱。

从现有技术中已知不同的行星齿轮传动机构，例如从EP 0156067中已知。

原则上，也从DE 10156890 C1中已知用于机动车辆的差速器。在那，公开了用于机动车辆的差速器，所述差速器具有安装在壳体壁中的具有驱动齿环的差速器壳体，在所述差速器壳体中设置有具有至少一个以能转动的方式安装的差速锥齿轮的差速器销，所述差速锥齿轮与安装在差速器壳体中的驱动轴的驱动轴轮接合。驱动轴借助于至少一个第一轴承安装在差速器的壳体壁中和/或差速器壳体的壳体壁中，借助于至少一个第二轴承安装在驱动轴上，并且驱动轴具有用于驱动轴的构成为轴轴承的第一轴承和差速器壳体的壳体轴承的共同的轴承衬套。

与锥齿轮有关的差速装置也从文献US 7775928 B2中已知。

此外，从DE 10 2009 017 397 A1中已知一种传动装置，所述传动装置与行星齿轮有关。在那里介绍的传动装置涉及差速器，具有：驱动侧的盘部分；第一驱动部分，所述第一驱动部分抗扭地与被驱动的第一轴连接；和第二驱动部分，所述第二驱动部分抗扭地与被驱动的第二轴连接，其中在第一驱动部分和第二驱动部分之间设有齿轮装置以用于将转矩从驱动侧的盘部分传递到第一驱动部分和第二驱动部分上。第一驱动部分在此具有第一驱动盘的形状并且与被驱动的第一轴径向间隔地具有拱形部()。第二驱动部分此外具有从被驱动的第二轴起径向向外伸展的第二驱动盘的形状。拱形部此外远离第二驱动盘指向。齿轮装置设置在通过第一驱动盘的拱形部和第二驱动盘的相对置的区域形成的空间中。

这种构成为差速器的行星齿轮传动机构能够构成为正齿轮差速器，例如从WO 2010/112366 A1中已知。在那里介绍的正齿轮差速器装置公开了在机动车中的可用性。在此，斜齿的太阳轮、行星齿轮和齿圈分别借助于被支撑的支承件应用于所围绕的壳体，使得平行设置的太阳轮分别与平行设置的驱动轴耦联。在该文献中提出，在平行设置的太阳轮之间和/或在太阳轮和围绕的壳体之间分别设置有摩擦面。

然而，已知的行星齿轮传动机构具有下述缺点：所述行星齿轮传动机构需要非常多的轴向结构空间。在此，本发明的目的是提供矫正并且提供节约结构空间的、尤其是节约轴向结构空间的改进方案，所述改进方案同时是耐用的并且能够实施成至少是成本中立的或者在最优情况下甚至有降低成本的效果。

发明内容

根据本发明，所述目的通过下述方式来实现：轴承外环与行星齿轮架抗转动地连接并且轴承内环与位置固定的壳体连接。这种布置与其中行星齿轮架具有轴向向外指向的凸缘的已知的解决方案相比能够显著更适宜地实现，轴承内环被压紧在所述凸缘上。能够由此实现成本更适宜的、更轻的且更耐用的行星齿轮传动机构。

在从属权利要求中要求保护有利的实施例并且在下面更详细地阐述。

因此有利的是：轴承外环直接地与行星齿轮架形状配合地和/或力配合地和/或材料配合地连接。

本发明的一个设计方案提出：轴承支撑在材料配合地安置在行星齿轮架上的轴承外环上，所述轴承外环由于功能和外观也称作为支撑罐。

材料配合的连接不可松开地构成并且能够构成为熔焊连接、钎焊连接、粘结连接或硫化连接。附加地，当然也能够辅助地加上力配合和/或形状配合的连接类型。激光焊接方法、摩擦焊接方法和/或保护气体焊接方法的使用是有利的。

轴承外环不必强制地具有阶梯部，而是能够构成为没有阶梯部的简单的环。能够将术语套或空心柱等价地应用。

因此有利的是：轴承轴向地和/或径向地支撑在轴承外环上。行星齿轮传动机构在传动机构之内的倾斜或移动因此能够完全有效地被排除。

对于耐用有益的是：轴承构成为滚动轴承。然后，也能够涉及标准元件的汇集，所述标准元件一方面是经检验的并且另一方面是成本适宜的。

当滚动轴承构成为组合的轴向-径向滚动轴承、构成为角接触球轴承、构成为圆锥滚子轴承或者构成为球面滚子轴承时，能够尤其有目的针对性地对施加在行星齿轮传动机构上的力和当前的框架条件作出反应。组合的轴向-径向滚动轴承原则上例如从US 3 809 444 A中已知。

如已经阐明有利的是，轴承外环焊接在行星齿轮架上。特别测试的焊接方法、例如摩擦焊接、等离子焊接或激光焊接方法因此能够成本适宜地且结果良好地使用。

如果轴承外环以一个端部置于基本上径向定向的支承面上并且在那里优选环绕地和/或连续地焊接，那么一方面能够提高配合精度并且另一方面能够实现尤其良好的焊接，由此改进负荷能力。

一个有利的实施例的特征也在于：在行星齿轮架的端侧存在支承面，其中沿轴向方向定向的法兰延长部在所述支承面的径向端部处延伸。以该方式，轴承能够沿径向方向向外被带动，其中能够将整个构造和行星齿轮传动机构保持得窄或者支撑面能够彼此轴向接近。

也适宜的是：行星齿轮传动机构构成为具有两个太阳轮和两个行星轮组的正齿轮差速器，优选使得这两个行星轮组的行星轮彼此啮合，其中还优选的是，一个行星轮组的行星轮与一个太阳轮啮合并且另一行星轮组的行星轮与另一太阳轮啮合。

如果在行星齿轮架和壳体之间、优选在太阳轮的轴向两侧存在两个轴承，并且还优选同类地或不同地构成这两个轴承，从而能够确保有效的支承。有利的是，这两个轴承分别构成为组合的轴向-径向滚动轴承，或者分别构成为角接触球轴承(X或O布置)，或者这两个滚动轴承类型的组合、即一个滚动轴承构成为组合的轴向-径向滚动轴承并且另一个构成为角接触球轴承。相应的角接触球轴承的位置因此能够被交换。

为了产生组合的轴向-径向滚动轴承，具有不同的滚动轴承、即例如在行星齿轮架的一侧上的滚子套支承装置和在同一侧上的轴向轴承，这种布置的特殊性是：轴向轴承借助焊接凸肩或者轴承外环的支承面附近的区域来引导。

换而言之，本发明的轴承布置与通常、即轴承外环容纳也可称作为差动箱的行星齿轮架并且轴承内环置于壳体的销上的情况相反。轴承环或者用于轴承环的承载件直接与行星齿轮架焊接。

本发明的一个设计方案提出：轴承外环和行星齿轮架经由与这两个构件分开的连接部件而连接。在第一替选方案中，能够减少零件，这因此降低安装成本并且进一步降低这种行星齿轮传动机构的重量。然而，第二变型形式具有下述优点：能够按需接受关于可用的几何形状的不同要求。

为了能够涉及经测试的单个部件，有利的是，轴承构成为球轴承、优选构成为角接触球轴承或者构成为滚针轴承、滚子轴承或圆锥滚子轴承。

也有利的是，连接部件构成为板套，所述连接部件具有第一法兰部段和第二法兰部段，所述第一法兰部段和第二法兰部段经由连接部段彼此连接。这两个优选沿轴向方向延伸的法兰部段能够例如在利用过盈配合的情况下被用于与轴承和行星齿轮架连接。

一个有利的实施方式的特征也在于：连接部段沿径向方向延伸并且优选部分或完全平地贴靠在行星齿轮架上。因此能够优化力传递。

如果第一法兰部段与第二法兰部段相比在径向上距行星齿轮架的旋转轴线更近，那么能够简化安装，所述第二法兰部段与滚动轴承的轴承外环连接或者构成所述滚动轴承的轴承外环。

此外有利的是，第二法兰部段倾斜于轴向方向和径向方向设置。

如果行星齿轮传动机构构成为正齿轮差速器，那么能够实现尤其紧凑构成的同时能够是可承受高负荷的且成本适宜的行星齿轮传动机构设计方案，所述行星齿轮传动机构具有两个太阳轮，所述太阳轮各与至少一个行星轮组的行星轮处于啮合。因此，能够弃用锥形差速器，这在结构空间使用方面能够被看作为是积极的。需要指出的是，行星轮组的这两个行星轮也能够彼此啮合并且在特定的应用情况下也应当是这种情况。

为了能够实现积极的自锁效应，有利的是，在太阳轮之间存在摩擦盘。

也有利的是，行星齿轮架和/或接合在轴承的外侧上的部件、如轴承外环或连接部件具有要指向太阳轮的凸缘部段，所述凸缘部段优选与太阳轮贴靠，其中硬化地构成相应的凸缘。一个或两个太阳轮的定心因此能够简单地且成本适宜地实现。

附图说明

下面，借助于附图阐述本发明，在所述附图中示出不同的实施例。

其示出：

图1示出根据本发明的行星齿轮传动机构的第一实施例的纵截面图，

图2示出根据本发明的行星齿轮传动机构的第二实施例的一部分的纵截面图，

图3示出根据本发明的行星齿轮传动机构设计方案的第三实施例的纵截面图，和

图4示出根据本发明的行星齿轮传动机构设计方案的第四实施例的部分示出的纵截面图，

图5示出贯穿根据本发明的行星齿轮传动机构的纵截面，其中在使用滚子套支承装置和轴向轴承的情况下使用两个组合的轴向-径向滚动轴承，

图6示出图5中示出的行星齿轮传动机构的滚动轴承区域的放大图，

图7示出具有两个角接触球轴承的根据本发明的行星齿轮传动机构的一个变型，

图8示出具有在行星齿轮架的一侧上的组合的轴向-径向滚动轴承和另一侧上的角接触球轴承的根据本发明的行星齿轮传动机构的另一变型，

图9示出与图5、7和8类似的视图类型的根据本发明的行星齿轮传动机构的另一实施方式，其中在行星齿轮架的一侧上存在角接触球轴承并且在另一侧上存在组合的轴向-径向滚动轴承，

图10示出图5至10的实施例中应用的轴承外环的单独的立体图，和

图11示出贯穿图10中的轴承外环的纵截面图。

具体实施方式

附图仅是示意的属性并且仅用于理解本发明。相同的元件设有相同的附图标记。

在图1中示出根据本发明的行星齿轮传动机构1的第一实施例。行星齿轮传动机构1构成为差速器、尤其构成为正齿轮差速器2。其具有行星齿轮架3，所述行星齿轮架能够称作箱、尤其差动箱。行星齿轮架3也还能够称作为行星齿轮轮架。

各具有第一行星轮5和第二行星轮6的行星轮组4经由各一个位于支承装置套8中的销7安置在行星齿轮架3上。行星轮5和6与太阳轮9处于有效接触。在此，第一行星轮5与第一太阳轮10啮合地有效接合并且第二行星轮6与第二太阳轮11啮合地有效接触。销7构成为空心销。

有利的是，应用各具有第一行星轮5和第二行星轮6的三个、四个、五个、六个或七个行星轮组4。

行星齿轮架3具有第一半部12和第二半部13，所述半部经由连接元件14、如在构成为正齿轮16的驱动轮15上的铆钉连接。正齿轮16具有外斜齿17。

行星齿轮架3经由单独的连接部件18与构成为滚动轴承20的轴承19连接。滚动轴承20构成为角接触球轴承。在行星齿轮架3的第一半部12上还在行星齿轮架3的第二半部13上分别存在有角接触球轴承。圆锥滚子轴承也是可行的。

在此，连接部件18具有第一法兰部段21，所述第一法兰部段经由连接部段22与第二法兰部段23连接。第一法兰部段21在此构成第一边界面24，所述第一边界面与行星齿轮架3的内面25贴靠。此外第二法兰部段23构成第二边界面26，所述第二边界面与轴承19的外面27贴靠。在此，第二边界面26贴靠滚动轴承20的轴承外环28。

轴承内环29与未示出的位于轴承19的径向内部的且轴向基本上向右偏移的位置固定的壳体连接，例如经由形状配合和/或力配合尤其在使用过盈配合的情况下。肩部30因此贴靠也作为传动机构壳体的所述位置固定的壳体的沿径向方向延伸的面。

行星齿轮架3和连接部件18构成为，使得它们构成凸缘31，所述凸缘指向相应的太阳轮9、即第一太阳轮10或第二太阳轮11。行星齿轮架3在此构成垂直地从行星齿轮架的剩余部突出的轴向定向的凸缘部段32，所述凸缘部段平行于连接部件18的凸缘部段33定向。这两个凸缘部段32和33在根据图1的实施例中终止于相同的高度，即终止于同一径向平面中并且与相应的太阳轮9贴靠。两个凸缘部段32和33中的至少一个，优选两个凸缘部段32和33被硬化地构成。

根据图2的实施例在其他部分中相应于根据图1的实施例，但存在冲压件34。连接部件18因此借助于冲压件34固定在轴承外环28上。原则上，当进一步寻求其中行星齿轮架3与轴承内环29连接的变型形式时，所述冲压件34也能够安置在轴承内环29上。然而在此，在轴承外环28上存在冲压件34的情况下，在弹力更小的情况下出现更高的稳定性。也能够更好地使用专用的成形技术、如“智能配合轴承(smart fitbearing)”。也能够更好地应用标准大小。此外这是有利的，因为因此在安装时存在限定的止挡点。

在图3中示出的实施例中，不再存在单独的连接部件18，而是轴承外环28被改变成，使得其不仅构成用于滚动体36的滚动面35，而且固定地与行星齿轮架3连接。在该实施例中，轴承外环28的凸缘部段33与行星齿轮架3的凸缘部段32相比轴向更向内沿朝第一太阳轮10的方向突出。轴承外环28在其外面上成波纹形。此外，轴承外环28构成为被拉制的轴承外环28，这积极地影响滚道特性并且同样在相应的太阳轮开动时视为是积极的。还如图1、2和4的相应的实施例，行星齿轮传动机构1在此也构成为正齿轮差速器2。

在第二边界面26的区域中构成滚动面35。在此构成为滚珠的滚动体36能够在所述滚动面35上滚动。

根据图4的实施例与根据图3的实施例的不同在于：形成轴承外环28的设备尽管在轴承外环28的外侧上在滚动体36的区域中直线地延伸，但是倾斜地或者横向于行星齿轮传动机构的径向轴线也倾斜或横向于轴向轴线定向。在该实施例中，也仅凸缘部段33贴靠于第一太阳轮10。在两个太阳轮10和11之间存在摩擦盘37并且能够与这两个太阳轮形成贴靠。

在图5中示出根据本发明的行星齿轮传动机构101的第一实施方式。行星齿轮传动机构101构成为差速器102。所述行星齿轮传动机构应用在机动车中、尤其应用在驱动系中。驱动系能够确保与内燃机和/或电动马达和一个或多个从动元件连接。差速器能够使用在轿车、载重车或其他陆地交通工具中。

存在行星齿轮架103，所述行星齿轮架具有两个基本上相同的半部。在行星齿轮架103上经由也能够构成为销的轴承套104支承至少一个行星轮105。行星轮105是第一行星轮组的一部分。仅表明的另外的行星轮是第二行星轮组的一部分。行星轮105与太阳轮106啮合。另一行星轮与另一太阳轮107啮合。实现了正齿轮差速器。

行星齿轮架103经由构成为滚动轴承109的轴承108支撑在构成为传动机构壳体111的壳体110上。

为了精确，轴承108以轴承内壳112径向地且轴向地支撑在传动机构壳体111的销113上。轴承108因此在图5中示出的实施例中是组合的轴向-径向滚动轴承114。在图8之前现在已经提出：轴承108也能够构成为角接触球轴承115。

返回根据图5的实施例提及的是：轴承108也具有至少一个轴承外壳106，所述轴承支撑在轴承外环107上。轴承外环107也能够无阶梯部108地构成。所述轴承外环因此配置为环或空心柱。

因此也在轴向轴承件的滚动体和行星齿轮架103之间存在盘109，以便提供滚动面。当然也可行的是，放弃盘109和/或轴承外壳106和/或轴承内壳102并且在行星齿轮架103、传动机构壳体111和/或轴承外环117中构成相应的滚动面。

需要指出的是，轴承外环117的置于支承面120上的贴靠法兰121经由焊接与行星齿轮架103连接，但是径向地支撑轴向轴承进而确定位置或者至少径向地引导。为此，也能够使用焊接凸肩来代替贴靠法兰121。

在图6中描述组合的轴向-径向滚动轴承114的放大图。当法兰被硬化且确保滚子圈的轴向止动时，径向支承也能够在没有滚子套的情况下进行。也能够称作为轴承法兰的轴承外环117焊接在行星齿轮架103上。盘119也能够具有折边或者弯边。相同的内容也适用于也承担轴承内壳112功能的棱边环112。

在图8和9中示出根据本发明的行星齿轮传动机构101的两个不同的变型形式，其中总是将组合的轴向-径向滚动轴承与角接触球轴承115组合以支承同一行星齿轮架103。

由板、即深冲的钢板制成的、称作为轴承法兰的轴承外环117在图10和11中详细示出。在此，轴承外环117在第一端部123上具有贴靠法兰121。轴承外环117也能够在没有这两个阶梯部118的情况下构成并且具有带有一个或多个倒角和/或倒圆的均匀的壁厚。

在阶梯118上，轴承外环117的材料分别以90°弯曲。能够应用尤其适合于冷成型或热成型的材料。

附图标记列表

1  行星齿轮传动机构

2  正齿轮差速器

3  行星齿轮架

4  行星轮组

5  第一行星轮

6  第二行星轮

7  销

8  支承环

9  太阳轮

10 第一太阳轮

11 第二太阳轮

12 第一半部

13 第二半部

14 连接元件

15 驱动轮

16 正齿轮

17 外斜齿

18 连接部件

19 轴承

20 滚动轴承

21  第一法兰部段

22  连接部段

23  第二法兰部段

24  第一边界面

25  内面

26  第二边界面

27  外面

28  轴承外环

29  轴承内环

30  肩部

31  凸缘

32  行星齿轮架的凸缘部段

33  连接部件的凸缘部段

34  冲压件

35  滚动面

36  滚动体

37  摩擦盘

101 行星齿轮传动机构

102 差速器

103 行星齿轮架

104 轴承套

105 行星轮

106 第一太阳轮

107 第二太阳轮

108 轴承

109 滚动轴承

110 壳体

111 传动机构壳体

112 轴承内壳

113 销

114 组合的轴向-径向滚动轴承

115 角接触球轴承

116 轴承外壳

117 轴承外环

118 阶梯部

119 盘

120 支承面

121 贴靠法兰

122 棱边环

123 轴承外环的第一端部

Claims (10)

1.一种行星齿轮传动机构(1，101)，其具有差速器(2，102)，具有行星齿轮架(3，103)，在所述行星齿轮架上能转动地附连有行星轮(5，6，105)，所述行星轮与至少一个太阳轮(9，10，11，106，107)啮合，其中所述行星齿轮架(3，103)能够与驱动轮(15)连接，其中此外，具有轴承内环(29)和轴承外环(28，117)的轴承(19，108)将所述行星齿轮架(3，103)轴向地和/或径向地位置确定地能转动地安置在位置固定的壳体中，

其特征在于，所述轴承外环(28，117)与所述行星齿轮架(3，103)抗转动地连接并且所述轴承内环(29)与所述位置固定的壳体连接。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述轴承外环(28，117)直接地与所述行星齿轮架(3，103)形状配合地和/或力配合地连接。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构，其特征在于，所述轴承外环(117)直接地与所述行星齿轮架(103)材料配合地连接。

4.根据权利要求3所述的行星齿轮传动机构，其特征在于，所述轴承外环(117)以一个端部置于端侧的支承面上并且焊接在那里。

5.根据权利要求1所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述轴承外环(28)经由与这两个构件分开的连接部件(18)与所述行星齿轮架连接。

6.根据权利要求5所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述连接部件(18)构成为板套，所述连接部件具有第一法兰部段(21)和第二法兰部段(23)，所述第一法兰部段和第二法兰部段经由连接部段(22)彼此连接。

7.根据权利要求6所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述连接部段(22)沿径向方向延伸并且优选部分或完全地平地贴靠在所述行星齿轮架(3)上。

8.根据权利要求7所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述第一法兰部段(21)与所述第二法兰部段(23)相比在径向上距所述行星齿轮架(3)的旋转轴线更近，所述第二法兰部段与所述滚动轴承(20)的所述轴承外环(28)连接或者构成所述滚动轴承的轴承外环。

9.根据权利要求4至6中的任一项所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述第二法兰部段(23)倾斜于轴向方向和径向方向设置。

10.根据权利要求1至7中的任一项所述的行星齿轮传动机构(1)，其特征在于，所述行星齿轮传动机构(1)构成为正齿轮差速器(2)，所述行星齿轮传动机构具有两个太阳轮(10和11)，所述太阳轮各与一个行星轮组(4)的行星轮(5或6)处于啮合。