CN104995433B - 用于差速器的轴承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于差速器(3)的轴承装置(1)，其包括安置在壳体(5)上的滚动轴承(7)，所述滚动轴承具有内部的轴承环(9)和外部的轴承环(11)、以及具有多个设置在轴承环(9，11)之间的滚动体(13)以支承行星齿轮架(19)，其中行星齿轮架(19)包括基本上圆柱形的轴承座(35)、承载壁(37)以及过渡区域(39)，所述过渡区域在轴承座(35)和承载壁(37)之间基本上构成为锥部(43)的侧面(41)，并且其中侧面(41)相对于滚动轴承(7)的压力线(45)的倾斜角度(β)基本上相当于滚动轴承(7)的压力角度(α)。此外，本发明涉及一种具有相应的轴承装置(1)的差速器(3)。

Description

用于差速器的轴承装置

技术领域

本发明涉及一种用于差速器的轴承装置，包括安置在壳体上的滚动轴承，所述滚动轴承具有内部的轴承环和外部的轴承环、以及具有多个设置在轴承环之间的滚动体以用于支承行星齿轮架，其中行星齿轮架包括基本上圆柱形的轴承座、承载壁以及过渡区域。

背景技术

差速器原则上用于补偿不同快地运行的车轮的速度差，尤其在机动车辆中。差速器对此通常在机动车辆的动力传动系中插入在车桥的受驱动的车轮之间。因此，差速器能够对彼此连接的车轮在经过的路程不同的情况下实现必要的补偿，其尤其在转弯行驶时是必要的，其中转弯外侧的车轮与转弯内侧的车轮相比经过较大的路段。

从DE 10 2007 003 675 A1中已知一种用于机动车辆的构成为圆柱齿轮差速器的差速器。圆柱齿轮差速器包括构成为总轴的行星齿轮架以及两个与行星齿轮架同轴设置的差轴，所述差轴形成用于圆柱齿轮差速器的输出装置。为了支承行星齿轮架，设有例如以角接触球轴承和/或锥形滚子轴承的形式的相应的滚动轴承设备。

此外，从DE 10 2009 058 543 A1中已知一种构成为圆柱齿轮差动器的差速器，所述差速器具有行星齿轮架并且具有分别带有多个行星齿轮的第一和第二行星齿轮组。在此，第一和第二行星齿轮组的行星齿轮借助其齿部部段分别成对接合。差速器此外包括第一和第二从动轮，其中第一从动轮与第一行星齿轮组的行星齿轮啮合并且第二从动轮与第二行星齿轮组的行星齿轮啮合。根据DE 10 2009 058 543 A1的行星齿轮架构成有两个承载元件，其中每个行星齿轮承载元件包括承载壁和圆柱形的轴承座。行星齿轮架的承载壁在此基本上直角地延伸远离轴承座。

然而，在行星齿轮架的这种设计方案中，传动部件的应力由于行星齿轮架的承载元件的几何形状是不希望地高的。

发明内容

因此，本发明的第一目的是，提供一种轴承装置，借助于所述轴承装置，传动部件的应力能够保持得尽可能小。

本发明的第二目的是，提出一种用于机动车辆的具有相应的轴承装置的差速器。

本发明的第一目的根据本发明通过一种用于差速器的轴承装置来实现，其包括安置在壳体上的滚动轴承，所述滚动轴承具有内部的轴承环和外部的轴承环、以及具有多个设置在轴承环之间的滚动体以支承行星齿轮架，其中行星齿轮架包括基本上圆柱形的轴承座、承载壁以及过渡区域。在此，过渡区域在轴承座和承载壁之间基本上构成为锥部的侧面，其中侧面相对于滚动轴承的压力线的倾斜角度β基本上相当于滚动轴承的压力角度α。

本发明基于下述事实，在差速器中作用于滚动轴承和壳体的力决定性地通过行星齿轮架的设计方案影响。在有时使用的行星齿轮架中，通常得到轴承装置的各个部件的或传动部件本身的不期望地高的应力，进而尤其各个传动部件的材料应力的减小是值得期望的。

本发明已知，这令人惊喜地在下述情况下实现：行星齿轮架构成有在轴承座和承载壁之间的过渡区域，所述过渡区域基本上构成为锥部的侧面，并且在所述过渡区域中，侧面相对于滚动轴承的压力线的倾斜角度β基本上相当于滚动轴承的压力角度α。

通过使侧面的倾斜角度β和滚动轴承的压力角度α的值一致，能够改进差速器之内的力传递。通过改进的力传递，附加地，实现传动部件的材料应力的减小。因此，例如在制造壳体时能够使用少量的材料进而减小轴承装置的或差速器的总重量。

此外，除了减小材料成本之外，附加地，能够实现轴承装置的提高的刚性进而改进的稳定性。滚动轴承的较小的应力此外防止其磨损进而提高各个滚动轴承部件的使用寿命。

滚动轴承的压力线原则上根据理论考虑得出，使得各个滚动体在各刚好一个点中接触内部的轴承环上和外部的轴承环上的相应的滚动体滚道。接触点的连线垂直于滚动体滚道伸展并且穿过滚动体中点。沿所述直线的方向，外部的负荷从一个轴承环传递到另一个轴承环上。因此，提及滚动轴承的压力线。压力线与滚动轴承的径向平面所包围的角度称作为压力角度α。

在承载壁和圆柱形的轴承座之间的过渡区域中，行星齿轮架基本上构成为锥部的侧面。换言之，过渡区域基本上或主要以空心截锥的形式构成。过渡区域在此尤其表示行星齿轮架的子区域，经由所述子区域，圆柱形的轴承座过渡到承载壁中。承载壁和圆柱形的轴承座在过渡区域中的过渡经由所谓的弯曲区域进行。空心锥形的过渡区域的侧面在此相对于滚动轴承的压力线以倾斜角度β优选向内倾斜。

在行星齿轮架的圆柱形的轴承座上适当地设置有两个轴承环中的一个轴承环，其中另一个轴承环设置在壳体上。行星齿轮架的承载壁尤其平行于滚动轴承的径向平面延伸。

行星齿轮架例如能够多件式地构成为具有彼此平行设置的承载元件，使得在安装状态下在差速器中在承载元件之间能够设置有其他的传动的部件，例如行星齿轮组和/或从动元件。

在本发明的一个尤其有利的设计方案中，侧面相对于滚动轴承的压力线的倾斜角度β的值以至多10％不同于滚动轴承的压力角度α的值。在该范围中，能够确保驱动元件到其他的传动部件和尤其到滚动轴承和壳体上的期望的改进的负荷传递。

在本发明的另一个有利的设计方案中，滚动轴承的内部的轴承环抗扭地设置在壳体上。通过所述设计方案，能够实现系统的高的抗翻转性。更优选地，行星齿轮架抗扭地设置在滚动轴承的外部的轴承环上。

适当地，滚动轴承构成为角接触球轴承。角接触球轴承尤其适合于下述支承装置，所述支承装置必须经受组合的负荷、即同时作用的径向和轴向负荷。角接触球轴承沿轴承轴线的方向在内部的轴承环和外部的轴承环中具有倾斜错开的滚动体滚道。角接触球轴承的轴向的承载能力在此原则上随着压力角度α增大而增大。

有利地，行星齿轮架多件式地构成有多个承载元件。行星齿轮架例如能够两件式地构成，其中在安装状态下在差速器中适当地在承载元件之间设置有多个行星齿轮组。行星齿轮组在两个承载元件之间的所述设置能够实现差速器的节约空间的设计方案或者行星齿轮组的节约空间的布置。

更优选地，行星齿轮架的所述承载元件或每个承载元件分别借助于滚动轴承相对于壳体支承，使得能够在两侧确保从驱动元件到壳体上的力传递的改进。

本发明的第二目的根据本发明通过用于机动车辆的差速器来实现，其包括：至少一个上述类型的轴承装置；抗扭地与行星齿轮架连接的驱动元件；以及多个从动元件，其中在行星齿轮架上可转动地设置有分别具有多个行星齿轮的多个行星齿轮组，并且其中各一个行星齿轮组的行星齿轮与各一个从动元件啮合。

抗扭地与行星齿轮架连接的驱动元件尤其能够构成为具有外齿部的齿轮，其中外齿部适当地在整个环周之上伸展。沿轴向方向，驱动元件的齿部例如能够仅部分地构成。此外，驱动元件的齿部能够构成为斜齿部。

行星齿轮架尤其构成为具有两个彼此平行设置的承载元件，其中行星齿轮组的行星齿轮设置在承载元件之间。具有相应设置的行星齿轮或行星齿轮组的差速器仅需要小的结构空间。

行星齿轮分别是行星齿轮组的一部分，其中适当地，不同的行星齿轮组的行星齿轮始终成对地设置在行星齿轮架的行星齿轮容纳部上。常见的是例如具有两个行星齿轮组的行星齿轮传动装置，所述行星齿轮组分别包括三个行星齿轮。然而，当然，与此不同的具有更多或更少的行星齿轮的行星齿轮组是可能的。

适当地分别可转动地支承在行星齿轮销上的行星齿轮能够构成为在其外环周上具有斜齿部。此外，行星齿轮除了带齿的部段之外也能够在其外环周上具有不带齿的部段。

各一个行星齿轮组的行星齿轮所啮合的从动元件适当地构成为具有外齿部的齿轮，例如构成为太阳轮或所谓的车桥从动太阳轮(Achsabtriebssonnen)。从动元件用于在输出侧传递来自差速器的转速。对此，所述从动元件分别与行星齿轮组啮合进而本身被驱动。从动元件的或车桥从动太阳轮的外齿部例如能够根据啮合的行星齿轮的设计方案或者构成为斜齿部或者直齿地构成。

尤其有利地，差速器构成为圆柱齿轮差速器，所述圆柱齿轮差速器由于各个齿轮尤其沿轴向方向的设置能够实现尤其紧凑的结构方式，所述结构方式借助小的重量实现。

在运行时，将转矩导入到圆柱齿轮差速器中经由构成为圆柱齿轮的驱动元件进行。圆柱齿轮与行星齿轮架或行星齿轮架的承载元件抗扭地连接。相应的行星齿轮组的在行星齿轮架上成对地设置的行星齿轮经由其齿部分别彼此啮合并且分别与从动元件啮合。因此，经由从动元件或车桥从动太阳轮，由发动机导入的转矩传递到车辆的两个车桥或车轮上。两个车桥从动太阳轮的相对转动能够通过相应的行星齿轮的转动实现。

用于差速器的其他有利的设计方案从针对轴承装置的从属权利要求中得出。对此提到的优点当前能够有意义地转用于轴承装置。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明的实施例。在此示出：

图1示出具有轴承装置的用于机动车辆的差速器的横截面，

图2示出根据图1的差速器的轴承装置的一部分，以及

图3在横截面中示出在根据图1和2的差速器之内的力图。

具体实施方式

在图1中示出作为用于机动车辆的差速器3的一部分的轴承装置1的横截面。轴承装置1包括安置在壳体5上的滚动轴承7，所述滚动轴承具有内部的轴承环9和外部的轴承环11。内部的轴承环9抗扭地设置在壳体5上。滚动轴承7构成为角接触球轴承。

在轴承环9、11之间设置有构成为球的滚动体13，所述滚动体在滚动体滚道15、16中运行并且通过滚动轴承保持架17引导。

角接触球轴承7用于将行星齿轮架19相对于壳体5支承。对此，行星齿轮架19相对于角接触球轴承7的内部的轴承环9抗扭地设置并且相对于外部的轴承环11抗扭地设置。行星齿轮架19两件式地构成为具有两个承载元件21、23，其中两个承载元件21、23借助于各一个角接触球轴承7相对于壳体5支承。

在承载元件21、23之间成对地设置有具有各三个行星齿轮27的两个行星齿轮组25。由于视图，当前可见仅一个行星齿轮27。行星齿轮27支承在行星齿轮销29上，所述行星齿轮销抗扭地与行星齿轮架19的承载元件21、23连接。

在差速器3运行时，转矩的导入经由构成为圆柱齿轮的驱动元件31进行。圆柱齿轮31抗扭地与行星齿轮架19的承载元件21、23连接。设置在承载元件21、23上的行星齿轮27不仅彼此啮合、而且分别与构成为具有外齿部的太阳轮的从动元件33啮合。经由两个从动元件33，将由发动机导入的转矩传递到两个车轴上。

行星齿轮架19的两个承载元件21、23或行星齿轮架19包括圆柱形的轴承座35、承载壁37、以及过渡区域39。过渡区域39在轴承座35和承载壁37之间基本上构成为锥部43的侧面41。侧面41在过渡区域39中相对于角接触球轴承7的压力线45的倾斜角度β的值在此以±10％偏离角接触球轴承7的压力角度α的值。承载壁37和圆柱形的轴承座35到过渡区域39中的过渡经由弯曲区域42进行。

通过使侧面41的倾斜角度β与滚动轴承7的压力角度α一致，差速器3之内的力传递尤其能够关于承载元件21、23的或行星齿轮架19的材料应力得到改进。

关于角度度量的详细描述，在此处参照对图2的描述。

图2示出根据图1的差速器3的轴承装置1的详细的一部分。根据视图清楚可见圆柱形的轴承座35在弯曲区域42中过渡到过渡区域39中。过渡区域39构成为锥部43的侧面41。空心锥形的过渡区域39的侧面41相对于角接触球轴承7的压力线45以倾斜角度β向内朝向设置在承载元件21、23之间的其他的传动部件的方向倾斜。侧面41的倾斜角度β的值在此相对于角接触球轴承7的压力线45确定。

压力线45是接触点47、49之间的连线，在所述接触点上，滚动体13接触内部的轴承环9上的滚动体滚道16和外部的轴承环9上的滚动体滚道15。所述接触点47、49的连接垂直于滚动体滚道15、16伸展并且穿过滚动体中点51。沿压力线45的方向，外部的负荷从外部的轴承环11传递到内部的轴承环9上。压力线45与滚动轴承的径向平面53所包围的角度称作为压力角度α。

行星齿轮架19的两个承载元件21、23的承载壁37平行于滚动轴承7的径向平面53延伸。

角接触球轴承7的外部的轴承环11当前设置在行星齿轮架19的圆柱形的轴承座35上或在承载元件21、23的圆柱形的轴承座上。内部的轴承环9抗扭地设置在壳体5上。通过所述设计方案，实现系统的高的抗翻转性，这又有利地作用于差速器3之内的力传递。

为了进一步描述差速器3和轴承装置1，在该处参考对图1的详细描述。

图3在横截面中示出在根据图1和2的差速器之内的力图57。绘制的力箭头59在此表示导入到差速器中的力，力箭头61表示所得到的作用于壳体5的力。

力从圆柱齿轮31传递到行星齿轮架19或其承载元件21、23上。从承载元件21、23开始，将力导入到差速器3的壳体5和角接触球轴承8中。

因此，差速器3之内的力图57决定性地通过行星齿轮架19的设计方案影响。通过使过渡区域39的侧面41的倾斜角度β和滚动轴承7的压力角度α的值一致，能够减小差速器3之内的应力。

对此，为了进一步地描述差速器3以及轴承装置1，也参考对图1和2的详细的描述。

附图标记列表：

1 轴承装置

3 差速器

5 壳体

7 滚动轴承

9 内部的轴承环

11 外部的轴承环

13 滚动体

15 滚动体滚道

16 滚动体滚道

17 滚动轴承保持架

19 行星齿轮架

21 承载元件

23 承载元件

25 行星齿轮组

27 行星齿轮

29 行星齿轮销

31 驱动元件

33 从动元件

35 轴承座

37 承载壁

39 过渡区域

41 侧面

42 弯曲区域

43 锥部

45 压力线

47 接触点

49 接触点

51 滚动体中点

53 径向平面

55 空心截锥

57 力图

59 力箭头

61 力箭头

Claims (9)

1.一种用于差速器(3)的轴承装置(1)，包括安置在壳体(5)上的滚动轴承(7)，所述滚动轴承具有内部的轴承环(9)和外部的轴承环(11)、以及具有多个设置在所述轴承环(9，11)之间的滚动体(13)以支承行星齿轮架(19)，其中所述行星齿轮架(19)包括基本上圆柱形的轴承座(35)、承载壁(37)以及过渡区域(39)，所述过渡区域在所述轴承座(35)和所述承载壁(37)之间基本上构成为锥部(43)的侧面(41)，并且其中所述侧面(41)相对于所述滚动轴承(7)的压力线(45)的倾斜角度β基本上相当于所述滚动轴承(7)的压力角度α。

2.根据权利要求1所述的轴承装置(1)，其中所述侧面(41)相对于所述滚动轴承(7)的所述压力线(45)的倾斜角度β的值以至多10％偏离所述滚动轴承(7)的所述压力角度α的值。

3.根据权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中所述滚动轴承(7)的所述内部的轴承环(9)抗扭地设置在所述壳体(5)上。

4.根据上述权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中所述行星齿轮架(19)抗扭地设置在所述滚动轴承的所述外部的轴承环(11)上。

5.根据上述权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中所述滚动轴承(7)构成为角接触球轴承。

6.根据上述权利要求1或2所述的轴承装置(1)，其中所述行星齿轮架(19)多件式地构成为具有多个承载元件(21，23)。

7.根据权利要求6所述的轴承装置(1)，其中所述行星齿轮架(19)的所述承载元件(21，23)分别借助于滚动轴承(7)相对于所述壳体(5)支承。

8.一种用于机动车辆的差速器(3)，包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的轴承装置(1)、抗扭地与所述行星齿轮架(19)连接的驱动元件(31)、以及多个从动元件(33)，其中在所述行星齿轮架(19)上能转动地设置有分别具有多个行星齿轮(27)的多个行星齿轮组(25)，并且其中各一个行星齿轮组(25)的所述行星齿轮(27)与所述从动元件(33)中的各一个啮合。

9.根据权利要求8所述的差速器(3)，所述差速器构成为圆柱齿轮差速器。