CN105473900B

CN105473900B - 具有行星级的传动装置

Info

Publication number: CN105473900B
Application number: CN201480044844.4A
Authority: CN
Inventors: 弗朗茨·屈特; 安德烈亚斯·霍夫曼
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-09-21
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: CN105473900A; WO2015024564A1; US9593763B2; US20160169372A1; DE102013216797A1

Abstract

本发明涉及一种具有行星级的传动装置，所述行星级本身包括设置用于围绕传动装置轴线的行星架、在所述行星架中容纳的并且支承在行星齿轮轴上的行星轮、以及至少一个太阳轮。根据本发明的传动装置还包括用于将扭矩导入到行星架中的正齿轮。行星架包括制成为板成型件的笼元件，所述笼元件轴向地安置到正齿轮上。正齿轮形成行星架的组成部分，其中行星齿轮轴在其朝向正齿轮的端部区域中容纳在正齿轮中。所述行星齿轮轴在其背离正齿轮的端部区域中径向地支撑在笼元件中。

Description

具有行星级的传动装置

技术领域

本发明涉及一种具有行星级的传动装置，所述行星级本身包括设置用于围绕传动装置轴线的行星架，太阳轮，行星轮，以及设置用于驱动所述行星架的正齿轮。

背景技术

从DE 41 12 330 A1中已知一种具有行星级的传动装置。在此，行星级连结到传动装置中，使得行星架能够以可切换的方式与太阳轮或静止的传动装置壳体耦联。在行星架与太阳轮耦联时，行星级本身被卡住并且由此造成地传动装置输入端刚性地、即没有传动作用地与传动装置输出端耦联。在行星架固定在传动装置壳体上时，支承在行星架上的行星作用为静止地支承的传递齿轮，所述传递齿轮将齿圈和太阳轮以相应的传动比彼此传动地耦联。为了能够实现将行星架与太阳轮轴或传动装置壳体选择性地耦联，行星架与切换轴连接，其中摩擦或形状配合元件以能轴向移动的方式在切换轴上引导，所述摩擦或形状配合元件在第一切换位置中与太阳轮轴耦联并且在第二切换位置中接合到传动装置壳体中。

发明内容

本发明基于的目的是，提供一种具有通过正齿轮传动的行星级的传动装置，所述传动装置的特征在于在制造技术的观点方面有利的且在其机械运行特性方面稳定的构造。

根据本发明，所述目的通过下述传动装置实现：所述传动装置具有

-行星级，所述行星级本身包括设置用于围绕传动装置轴线回转的行星架、在所述行星架中容纳的并且支承在行星齿轮轴上的行星轮，以及包括至少一个太阳轮；和

-用于将扭矩导入到行星架中的正齿轮；

-其中行星架包括制成为板成型件的笼元件，所述笼元件轴向地安置到正齿轮上，并且正齿轮形成行星架的部分；

-其中行星齿轮轴在其朝向正齿轮的端部区域中容纳在正齿轮中并且在其背离正齿轮的端部区域中径向地支撑在笼元件中。

由此以有利的方式实现，提出一种紧凑的且能承受负荷的传动装置，其中施加在正齿轮上的驱动扭矩能够以结构机械方面有利的方式产生作用到行星齿轮轴上的并且沿环周方向定向的力。经由用于将笼元件连结到正齿轮上的固定元件，施加在正齿轮上的驱动扭矩的剩余部分被导入到笼元件中。由此，用于支承行星的行星齿轮轴从两侧刚性地沿环周方向被支撑。

根据本发明的一个特别优选的实施方式构成传动装置，使得多个沿环周方向排列的孔钻入正齿轮中，并且行星齿轮轴从一侧装入所述孔中。所述优选制成为盲孔的孔的内直径和行星齿轮轴的外直径优选相对于彼此协调成，使得行星齿轮轴在压配合下容纳在所述孔中。由此，实现将力特别适宜地从正齿轮传递到相应的行星齿轮轴中。在此，行星齿轮轴优选构成为，使得所述行星齿轮轴形成连续的柱形的外面，使得最后作用为该轴的支承面或工作面的外面和安置在正齿轮和笼中的安置面区域无碰撞地彼此过渡。行星齿轮轴能够构成为实心的轴或也构成为至少部分空心地钻孔的轴。经由可能的在行星齿轮轴的内部中伸展的孔能够实现到引导相应的行星轮的支承部位的润滑剂传输。相应的润滑剂路线也能够在正齿轮内部中继续伸展。可能的是，所述润滑剂路线实现作为在正齿轮和安置的笼之间限定的润滑剂路线。由此可能的是，将在行星架笼之内施加的润滑油在利用泵效应的情况下挤压到所述润滑剂路线中，然后穿过行星齿轮轴输送到支承相应的行星的支承部位。

在笼元件中同样优选构成有裂口，行星齿轮轴以其相应的端部部段沉入到所述裂口中。在此也能够调整构件尺寸，使得行星齿轮轴又在压配合下安置在笼元件中。构成为用于将行星齿轮轴容纳在笼元件中的裂口能够以冲压/挤压成型的方式制成，其中在此可能的是迫使塑性的材料移位，通过所述材料移位以包围笼元件上的相应的裂口的方式实现壁加厚。裂口能够构成为，使得所述裂口引起行星齿轮轴的轴向固定，使得行星齿轮轴不能穿过笼元件的笼底从行星架中轴向地移开。

根据本发明的一个特别的方面，传动装置构造为，使得笼元件经由铆钉连结到正齿轮上。所述铆钉优选轴向地引导穿过正齿轮并且将笼元件高强度地轴向地相对于正齿轮夹紧。在此，铆钉优选位于共同的分度圆上。优选地，在此在两个排列的行星轮之间分别设置有两个彼此相邻的铆钉。铆钉所位于的前述分度圆的直径优选确定为，使得铆钉头的与传动装置轴线同心的包络圆具有比包围行星的齿根圆的、同样与传动装置轴线同心的包络圆的直径更小的直径。由此实现，铆钉头位于安置到行星装置上的齿圈的内齿部的齿顶圆的径向内部。所述装置设计方案优选实现为，使得铆钉头的位于径向外部的边缘区域尽可能远地位于外部，而在此铆钉头不与齿圈或传动器的其他的部件相冲突。随着铆钉孔分度圆的直径的大小增大笼元件的连结的强度以及所述连接的扭转刚度。铆钉头优选尽可能扁平地构成。也可能的是，铆钉头以下沉到笼元件的相应的法兰面中的方式设置。

制成为板成型件的笼元件优选构造为，使得所述笼元件具有设置为用于安置到正齿轮上的法兰部段、由行星窗中断的笼壁部段和笼底。笼元件优选以拉伸和挤压成型工艺的方式由板裁剪件制成。在此，成型优选作为所谓的热成型进行。

总的来说，根据本发明的传动装置优选构造为，使得太阳轮安置在太阳轮销上，其中所述太阳轮销形成第一支承座，在所述第一支承座上安置有径向支撑笼元件的第一支承装置。所述第一支承装置优选构成为滚动轴承，尤其构成为四点接触球轴承并且形成固定轴承，通过所述固定轴承将太阳轮的轴向位置固定在笼元件之内。

优选地，太阳轮销还形成第二支承座，在所述第二支承座上安置有将正齿轮和太阳轮销相对彼此径向支撑的第二支承装置。所述支承件尤其能够构成为滚针轴承并且因此在此形成浮动轴承。

根据本发明的传动装置优选还构成为，使得在正齿轮的背离笼元件的侧上，另一套管式元件、尤其滑动套筒架连结到所述正齿轮上。所述滑动套筒架能够制成为板成型件或实心件并且优选构造为，使得能够经由用于连结笼元件的铆钉实现将所述滑动套筒架连结到正齿轮上。在此，设置为用于在正齿轮中穿引铆钉的孔的位置优选选择为，使得铆钉位于大于太阳轮的齿顶圆的分度圆上。

滑动套筒架优选形成换挡装置的组成部分，用于将正齿轮与太阳轮销选择性地耦联，其中换挡装置除了所述滑动套筒架以外具有能在所述滑动套筒架上轴向移动地引导的滑动套筒。

根据本发明的传动装置尤其适合于换挡变速器、自动的换挡变速器、直接换挡变速器、差速器、同轴变速器和自动变速器。

根据本发明的一个特别优选的实施方式，滑动套筒架在行星支承装置的径向高度上，或在径向高度之外连结到正齿轮上。在此，滑动套筒架能够与正齿轮经由铆钉耦联。在此，能够实现滑动套筒架和笼元件在结构机械方面特别有利地连结到正齿轮上，其方式在于，滑动套筒架、笼元件和正齿轮具有彼此互补的接合几何形状并且经由所述接合几何形状组装。所述接合几何形状能够构造为，使得由此在构件的组装期间进而在将铆钉装入之前已经实现构件的位置充分正确的耦联和定心。

换挡装置本身能够构成为，使得所述换挡装置包括同步环机械装置，通过所述同步环机械装置在换挡过程的范围中将与滑动套筒待耦联的传动机构首先相应地同步，然后在引起同步状态之后能够轴向地移动滑动套筒进而能够将滑动套筒与所属的配合件形状配合地接合。

滑动套筒架本身优选构成为，使得滑动套筒架的轴向长度基本上对应于滑动套筒的轴向长度。滑动套筒架能够以有利的方式构造，使得滑动套筒架在其外壁的区域中具有轴向齿部。根据本发明的一个特别的方面，滑动套筒架优选制成为、尤其拉伸为板成型件或构成为缠绕件，所述缠绕件然后优选在其对接部位上进行焊接。

滑动套筒构成为，使得所述滑动套筒具有与滑动套筒架的前述外齿部互补的内齿部并且在此以能在滑动套筒架上轴向移动的方式引导。滑动套筒还能够制成为板成型件、切削制成的构件，或也制成为铸造成形件、锻造成形件或烧结成形件。

本发明的核心涉及行星传动单元，其中以将笼元件直接安置到正齿轮上的方式以及在使用铆接技术的情况下相对于常规的构型实现有利于部件数量和制造成本的构件和携动件齿部的替换。根据本发明的解决方案提供以降低部件数量、部件重量和尤其部件复杂性的方式的制造优点。相对于常规的构型尤其在正齿轮和与此耦联的行星架和滑动套筒架之间的至今为止所需的携动件齿部的取消尤其造成显著的成本降低。本发明最后提供相对于常规的构型成本更低的、具有更少部件数量、更少制造耗费和更简单的连接技术的构造。在根据本发明的传动装置中，行星架一方面通过板拉伸件形成另一方面通过直接铆接的正齿轮形成。由此，完全地取消通常使用的支架的板侧臂。扭矩传递经由铆钉或经由在正齿轮的齿轮体中的、用于容纳行星齿轮轴的孔实现。此外，同步装置的同步体同样经由铆接连接到正齿轮上。完全取消通常用于引起扭转刚性的耦联的携动件齿部。

根据本发明的传动装置的特征尤其在于，行星架由制成为板拉伸件的笼和正齿轮的在其上直接安置有所述笼的部段组装成。此外，用于容纳行星齿轮轴的孔直接在正齿轮体中构成。制成为板架的笼与正齿轮体的扭转刚性的耦联，以及还有滑动套筒架或同步体架的连结以由板架、正齿轮和同步体架构成的铆钉复合件的方式实现。这得出通常所需的行星架侧壁的取消和对于耦联所述行星架侧壁至今所需的携动件齿部的取消。此外，可能的是，太阳轮在直接安置在正齿轮中的滚针轴承中以及四点轴承中的支承在铆接的支架侧壁中实现。在根据本发明的传动装置中以根据本发明的构件包装的方式得出在行星架、正齿轮和/或同步装置之间的直接的扭矩传递。

根据本发明的传动装置是用于具有成本较低的扭矩传递的紧凑的行星传动器的革新的解决方案并且在此弃用至今常用的借助于携动件齿部的扭矩传递以及弃用行星架的双壳的实施方案。

本发明提供一种行星传动器，在所述行星传动器中，行星架由铆钉复合件与正齿轮体和板拉伸件构成。此外，同步装置或同步体铆接到正齿轮体上。由此，扭矩传递经由铆钉进行，该铆钉取消在常规的构型中使用的携动件齿部和板架侧壁。由此以较少的部件数量、较小的重量和较小的成本实现简化的构造。

附图说明

从下文中结合附图得到本发明的其他细节和特征。附图示出：

图1示出用于说明根据本发明的传动装置的构造的轴向剖面图。

具体实施方式

图1的示图以轴向剖面图的形式示出根据本发明的传动装置的一个优选的实施方式的构造。所述传动装置包括行星级G1，行星级本身具有设置用于围绕传动装置轴线X回转的行星架C1，在所述行星架中容纳的行星轮P1，以及至少一个太阳轮S1。此外，传动装置包括用于将扭矩导入到行星架C1中的正齿轮W1。行星轮P1支承在行星齿轮轴B1上。所述支承在此在使用滚针轴承的情况下实现。

行星架C1包括制成为板成型件的笼元件K，所述笼元件轴向地安置到正齿轮W1上并且固定在其上。行星齿轮轴B1在其朝向正齿轮W1的端部区域中径向地支撑在正齿轮W1中并且在其背离正齿轮W1的端部区域中径向地支撑在笼元件K上。

在正齿轮W1中构成有多个沿环周方向排列的孔1并且行星齿轮轴B1从一侧在压配合下装入到所述孔1中。在笼元件K中同样构成裂口2，行星齿轮轴B1以其相应的端部部段借助于示出的压配合伸入到所述裂口中。笼元件K经由铆钉3连结到正齿轮W1上。

根据本发明的传动装置还构造为，使得太阳轮S1安置在太阳轮销4上，其中所述太阳轮销4形成第一支承座4a，在所述第一支承座上安置有径向支撑笼元件K的第一支承装置L1。太阳轮销4还形成第二支承座4b，在所述第二支承座上安置有将正齿轮W1和太阳轮销4相对于彼此径向支撑的第二支承装置L2。第一支承装置L1作用为固定轴承并且将太阳轮S1的轴向位置固定在行星架C1之内。所述支承装置在此设置为四点接触球轴承。

在正齿轮W1的背离笼元件C1的侧上，滑动套筒架5连结到所述正齿轮上。所述滑动套筒架5到正齿轮W1的连结经由用于连结笼元件K的铆钉3实现。所述铆钉3位于大于太阳轮S1的齿顶圆的分度圆上。

滑动套筒架5形成换挡装置SC的组成部分，以将正齿轮W1与太阳轮销4选择性地耦联，其中换挡装置SC除了所述滑动套筒架5以外具有能在所述滑动套筒架上移动地引导的滑动套筒6，并且滑动套筒架5在位于太阳轮S1的齿部的齿顶圆的径向高度之外的径向高度上连结到正齿轮W1上。

换挡装置SC构成为，使得滑动套筒6的移位能够在使用未详细示出的换挡拨叉的情况下实现，其中所述换挡拨叉能够经由在此同样未进一步示出的换挡拨指接合到滑动套筒6的环周槽6a中。滑动套筒6在此能与携动盘7耦联，所述携动盘经由具有内齿部的固定法兰8转动刚性地与太阳轮销4耦联。在滑动套筒6和携动盘7上安置有同步环装置9，所述同步环装置在滑动套筒6滑动到携动盘7上之前迫使所述部件的以摩擦配合的方式的充分的同步。

在这里示出的传动装置中，笼元件、正齿轮W1和滑动套筒架形成轴向紧密安装的、自身高刚性的组件，在所述组件之内正齿轮W1也承担行星齿轮轴B1的一侧的支承。行星轮P1轴向地固定在笼元件K中。在这里示出的传动装置中，所述行星轮P1在径向上从内部起接合到仅示意地表明的齿圈H1中。

如果滑动套筒6从这里示出的释放位置中向左移位，使得经由滑动套筒6将正齿轮W1和太阳轮销4抗扭地耦联，那么行星传动装置本身被锁止并且施加在正齿轮W1上的扭矩直接，也就是说不具有传动作用地传递到齿圈H2上。如果滑动套筒6被引入示出的释放位置中并且太阳轮销4被抗扭地固定，那么经由行星传动装置实现加速传动。

在这里示出的实施例中，行星传动装置构造为，使得所述行星传动装置具有三个或四个沿环周方向排列的行星P1，所述行星分别接合到太阳轮S1和齿圈H1中。也可能的是，经由根据本发明的笼元件实现所谓的双行星装置，其中分别将双行星对的一个行星接合到太阳轮中并且将所述对的另一个行星接合到齿圈H1中。因此，行星传动装置作用为倒挡器。

齿圈H1能够经由在此未进一步示出的支承装置支承在太阳轮销4的轴向地超过第一支承装置L1的部段上。

笼元件K在此制成为板成型件。笼元件也能够制成为锻造工件、尤其模锻工件，制成为挤压件或也制成为烧结件。笼元件包括法兰部段K1，所述法兰部段轴向地安置到正齿轮W1的端面上并且在此形成顶支承面，在所述顶支承面上安置铆钉3。因此，笼元件K还包括由行星窗中断的笼壁K2和笼底K3，在所述笼底中构成孔2。笼元件K制成为由板材料构成的挤压构件。笼元件K的由第一支承装置L1所占据的部段同样以成型技术制成。笼底K3的容纳支承装置L1的安置部段的内直径的尺寸确定为，使得在将笼元件K固定到正齿轮W1上之后能够将太阳轮销4从笼元件K的侧部轴向地推入正齿轮W1中。在将太阳轮销4推入正齿轮W1中之后，支承装置L1被装入并且通过在此示例地示出的弹簧环9固定。

在本实施例中，滑动套筒架5以切削加工的方式由实心材料制成。然而也可能的是，将滑动套筒架5制成为板成型件。

Claims

1.一种传动装置，具有

-行星级(G1)，所述行星级本身包括设置用于围绕传动装置轴线(X)回转的行星架(C1)、在所述行星架中容纳的并且支承在行星齿轮轴(B1)上的行星轮(P1)，以及至少一个太阳轮(S1)；和

-用于将扭矩导入到所述行星架(C1)中的正齿轮(W1)；

-其中所述行星架(C1)包括笼元件(K)，所述笼元件轴向地安置到所述正齿轮(W1)上，并且此外所述正齿轮(W1)形成所述行星架(C1)的部分；并且

-其中所述行星齿轮轴(B1)在其朝向所述正齿轮(W1)的端部区域中容纳在所述正齿轮(W1)中并且在其背离所述正齿轮(W1)的端部区域中径向地支撑在所述笼元件(K)中，其中所述太阳轮(S1)安置在太阳轮销(4)上，并且所述太阳轮销(4)形成第一支承座(4a)，在所述第一支承座上安置有在所述笼元件的笼底(K3)的区域中径向支撑所述笼元件(K)的第一支承装置(L1)，所述第一支承装置(L1)是固定轴承。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，在所述正齿轮(W1)中构成多个沿环周方向排列的孔(1)，并且所述行星齿轮轴(B1)从一侧装入所述孔(1)中。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述行星齿轮轴(B1)在压配合下容纳在所述孔(1)中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述笼元件(K)制成为板成型件，并且在所述笼元件(K)中同样构成裂口(2)，所述行星齿轮轴(B1)以其相应的端部部段伸入所述裂口中。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述笼元件(K)经由铆钉(3)连结到所述正齿轮(W1)上。

6.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述太阳轮销(4)形成第二支承座(4b)，在所述第二支承座上安置有将所述正齿轮(W1)和所述太阳轮销(4)相对于彼此地径向支撑的第二支承装置(L2)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的传动装置，其特征在于，在所述正齿轮上在所述正齿轮(W1)的背离所述笼元件(K)的侧上连结有滑动套筒架(5)。

8.根据权利要求7所述的传动装置，其特征在于，所述滑动套筒架(5)到所述正齿轮(W1)上的连结经由用于连结所述笼元件(K)的铆钉(3)实现，并且所述铆钉(3)位于大于所述太阳轮(S1)的齿顶圆的分度圆上，其中所述滑动套筒架(5)形成换挡装置(SC)的组成部分，用于将正齿轮(W1)与所述太阳轮销(4)选择性地耦联，并且其中所述换挡装置(SC)除了所述滑动套筒架(5)以外具有能在所述滑动套筒架上轴向移动地引导的滑动套筒(6)，并且所述滑动套筒架(5)在位于所述太阳轮(S1)的齿部的所述齿顶圆的径向高度之外的径向高度上连结到所述正齿轮(W1)上。