CN113710925A - 可切换的行星齿轮变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可切换的行星齿轮变速器(1)，行星齿轮变速器包括：行星架(2)、可旋转地布置在行星架(2)上的多个行星齿轮(3)以及分别与行星齿轮(3)啮合的太阳齿轮(4)和环齿轮(5)，其特征在于，行星架(2)具有能在该行星架中轴向移位的至少一个连接元件(6)，连接元件在行星架(2)的第一侧上与致动器(7)至少间接连接并且在行星架(2)的第二侧上与第一爪形元件(8)至少间接连接，其中借助于致动器操作使至少一个连接元件(6)在行星架(2)中轴向移位，从而使第一爪形元件(8)能够在第一换挡位置与至少一个第二换挡位置之间移位。

Description

可切换的行星齿轮变速器
本发明涉及一种可切换的行星齿轮变速器，所述行星齿轮变速器包括：行星架、可旋转地布置在所述行星架上的多个行星齿轮以及分别与所述行星齿轮啮合的太阳齿轮和环齿轮。
例如，DE 10 2004 014 081 A1公开了一种可切换的行星齿轮变速器，该行星齿轮变速器具有：多个行星齿轮组、用于将不同的功率路径接入到力流中的至少两个摩擦配合的换挡元件、以及用于设定功率路径中的不同传动比的多个形状配合的换挡元件。摩擦配合的换挡元件和形状配合的换挡元件布置在行星齿轮组的轴、壳体及变速器输入轴与变速器输出轴之间，使得至少能够在较低的挡位范围内藉由摩擦配合的换挡元件以不中断牵引力的方式执行更换挡位级。摩擦配合的换挡元件中的至少一个换挡元件被实施为离合器。形状配合的换挡元件、摩擦配合的换挡元件和行星齿轮组定位在壳体中并且能够彼此进入操作性连接，使得无需穿过转动的构件便能够执行形状配合的换挡元件的操作。
本发明的目的在于，提供一种构造紧凑的可切换的行星齿轮变速器。该目的通过一种专利权利要求1的主题来实现。优选的实施方式是从属权利要求的主题。
根据本发明的可切换的行星齿轮变速器包括：行星架、可旋转地布置在所述行星架上的多个行星齿轮以及分别与所述行星齿轮啮合的太阳齿轮和环齿轮，所述行星架具有能在该行星架中轴向移位的至少一个连接元件，所述连接元件在所述行星架的第一侧上与致动器至少间接连接并且在所述行星架的第二侧上与第一爪形元件至少间接连接，其中借助于致动器操作使所述至少一个连接元件在所述行星架中轴向移位，从而使所述第一爪形元件能够在第一换挡位置与至少一个第二换挡位置之间移位。
因此，该至少一个连接元件被引导成轴向穿过行星架并且被适配成：根据位于行星齿轮变速器的第一侧并与该至少一个连接元件至少间接连接的致动器，使位于行星齿轮变速器的第二侧并与该至少一个连接元件至少间接连接的第一爪形元件在第一换挡位置与至少一个第二换挡位置之间移位。因此，借助于该至少一个连接元件以穿过行星架，从而形成构造紧凑的可切换的行星齿轮变速器。
两个构件的至少间接连接应被理解成这两个构件可以直接即无中介地相互连接，或者在这两个构件之间布置有另外的元件，因此这两个构件藉由另外的元件间接地相互连接。
优选地，第一爪形元件被设计成环状。因此，第一爪形元件被设计为爪环。爪环应被理解为环状的换挡元件，该换挡元件与至少一个另外的元件共同作用以进行形状配合的连接。因此，爪环被设计为换挡元件，该换挡元件可以在至少两个换挡位置之间切换并因此在行星齿轮变速器上实现至少两个不同的传动比，其中行星齿轮变速器能够在该至少两个传动比之间切换。
该至少一个连接元件优选被设计成销状或杆状。因此，该至少一个连接元件设计为切换销。切换销是优选由金属制成的圆柱形构件。尤其，该至少一个切换销由实心材料制成或者被设计为空心圆柱体并由此减轻重量。
优选地，第一爪形元件具有内齿部，该内齿部在第一换挡位置中与第二爪形元件上的齿部形状配合地连接，并且在第二换挡位置中与第三爪形元件上的齿部形状配合地连接。尤其，第二爪形元件上的第一齿部和第三爪形元件上的第二齿部被设计为外齿部。齿部应被理解为如下结构，该结构与被设计成与之对应或互补的结构形状配合地连接。外齿部在相应构件的外周表面上形成，其中内齿部在相应构件的内周表面上形成。
例如，第二爪形元件或第三爪形元件与太阳齿轮或环齿轮防旋转地连接。根据另一示例，第二爪形元件与太阳齿轮或环齿轮防旋转地连接。在这种情况下，行星架在第一换挡位置中与太阳齿轮或环齿轮防旋转地连接。根据另一示例，第三爪形元件与太阳齿轮或环齿轮防旋转地连接。在这种情况下，行星架在第二换挡位置中与太阳齿轮或环齿轮防旋转地连接。替代性地，第二爪形元件与太阳齿轮防旋转地连接并且第三爪形元件与环齿轮防旋转地连接。在这种情况下，行星架在第一换挡位置中与太阳齿轮防旋转地连接并且在第二换挡位置中与环齿轮防旋转地连接。同样还可以想到，第二爪形元件与环齿轮防旋转地连接并且第三爪形元件与太阳齿轮防旋转地连接。在这种情况下，行星架在第一换挡位置中与环齿轮防旋转地连接并且在第二换挡位置中与太阳齿轮防旋转地连接。
根据本发明的一个优选实施方式，第一爪形元件在第三换挡位置中与第二爪形元件和第三爪形元件脱离联接。因此，第一爪形元件在第三换挡位置中处于中间位置，该中间位置使行星架与第二爪形元件和第三爪形元件脱离联接并因此允许自由转动。
尤其，所述第三换挡位置轴向布置在所述第一换挡位置与所述第二换挡位置之间。由此得到的优点是，可以根据第一爪形元件的轴向移位方向，从第三换挡位置(空挡位置)切换到第一换挡位置或第二换挡位置。这尤其缩短了换挡行程和换挡时间。
优选地，第一爪形元件具有外齿部，该外齿部接合在行星架的内齿部中并且被轴向引导。例如，第一爪形元件上的外齿部可以仅具有一个齿，该齿被适配成与行星架的轴向区段上的与之对应或互补形成的齿隙或凹槽以形状配合的方式共同作用，以便实现第一爪形元件的受控的轴向移位并阻止第一爪形元件旋转。替代性地，外齿部可以环绕地在第一爪形元件上形成并且具有多个齿和齿隙，这些齿和齿隙与行星架的轴向区段上的与之对应或互补形成的内齿部以形状配合的方式共同作用。当致动器被致动时，第一爪形元件以其外齿部轴向地在行星架上的内齿部中在至少两个换挡位置之间滑动。优选地，致动器可以被机电地致动。
优选地，多个连接元件容纳在行星架上，其中在行星架上沿周向方向在两个行星齿轮之间布置相应一个连接元件。因此，连接元件和行星齿轮沿周向方向交替地布置在行星架上。尤其，相应的连接元件布置在为此目的而设置在行星架上的轴向凹口中并且被轴向引导，其中相应的行星齿轮通过相应的行星齿轮销可旋转地支承在行星架上。
根据本发明的一个优选实施方式，所述至少一个连接元件在所述行星架的第一侧上与盘连接，其中所述盘通过滑动套筒和换挡拨叉与所述致动器间接连接。因此，在操作接合在滑动套筒中的换挡拨叉时，致动器移位，其中该滑动套筒与盘连接并且通过盘操作该至少一个连接元件。尤其，多个连接元件在圆周上均匀分布地容纳在盘上，以使所有连接元件通过盘同时在行星架中轴向移位。优选地，换挡套筒可轴向移动地容纳在轴上。优选地，盘弯曲成锅状并且轴向贴靠在换挡套筒上。
例如，该至少一个连接元件形状配合地容纳在盘上的相应凹口中。尤其，利用盘来压紧该至少一个连接元件。
此外，该至少一个连接元件优选通过卡环以形状配合的方式布置在第一爪形元件上。优选地，卡环形状配合地布置在为此目的而设置在相应连接元件上的凹槽中并且轴向贴靠在第一爪形元件上。
下面借助附图详细地阐述本发明优选的实施例。在附图中：
图1示出根据本发明的行星齿轮变速器的简化的示意性透视截面图，
图2示出根据本发明的行星齿轮变速器的简化的示意性半截面图，
图3示出根据本发明的行星齿轮变速器的第一爪形元件的第一换挡位置的极简示意图，
图4示出根据本发明的行星齿轮变速器的第一爪形元件的第二换挡位置的极简示意图，以及
图5示出根据本发明的行星齿轮变速器的第一爪形元件的第三换挡位置的极简示意图。
根据图1和图2，根据本发明的可切换的行星齿轮变速器1具有行星架2、可旋转地布置在行星架2上的多个行星齿轮3、以及太阳齿轮4和环齿轮5。在此，三个行星齿轮3与太阳齿轮4和环齿轮5啮合，其中基于图1的截面图仅示出了一个行星齿轮3。行星齿轮3藉由未详细示出的行星齿轮螺栓可旋转地支承在行星架2上。太阳齿轮4与第一轴W1防旋转地连接，其中行星架2与第二轴W2防旋转地连接。
行星架2具有三个可在该行星架中轴向移位并被设计成销状的连接元件6，其中基于图1和图2的截面图仅示出了一个连接元件6。连接元件6在行星架2的第一侧上藉由盘14、滑动套筒15和换挡拨叉16与致动器7连接。在此，相应的连接元件6形状配合地容纳在盘14上的相应凹口17中。盘14弯曲成锅状并且贴靠在滑动套筒15上。与致动器7有效连接的换挡拨叉16以形状配合的方式接合在滑动套筒15中，以便根据致动器7使该滑动套筒轴向移位。致动器7在图2中仅被极简地示出并且被适配成被机电地致动。连接元件6和行星齿轮3沿周向方向交替地布置在行星架2上。换言之，相应一个行星齿轮3布置在两个连接元件6之间。
在行星架2的第二侧，连接元件6与环状的第一爪形元件8连接。从图1和图2中可以特别清楚地看出，与行星架2的第一侧相比，行星架2的第二侧不能从外部触及。在此，所有连接元件6藉由共同的卡环18与第一爪形元件8连接，其中为每个连接元件6在爪形元件8中形成孔19，以用于引导和连接相应的连接元件6。第一爪形元件8具有外齿部12，该外齿部啮合在行星架2的内齿部13中并且在其中被轴向引导，以便能够实现第一爪形元件8的轴向移位并且同时阻止第一爪形元件8旋转。此外，第一爪形元件8具有内齿部9，该内齿部能够在第一换挡位置中与第二爪形元件10上的齿部10a形状配合地连接，并且能够在第二换挡位置中与第三爪形元件11上的齿部11a形状配合地连接。第二爪形元件10与第三轴W3防旋转地连接。第三爪形元件11与环齿轮5防旋转地连接。这三个轴W1、W2、W3彼此同轴布置并围绕共同的转动轴线A旋转。
在图1、图2和图5中，第一爪形元件8被示出处于第三换挡位置，其中第一爪形元件8在第三换挡位置中与第二爪形元件10和第三爪形元件11脱离联接。借助于致动器操作使连接元件6在行星架2中轴向移位，以使第一爪形元件8在这三个换挡位置之间移位。第一爪形元件8的第三换挡位置是中间位置，其中第三换挡位置轴向布置在第一换挡位置与第二换挡位置之间。因此，第一爪形元件8在第三换挡位置中既不与第一齿部10a啮合，也不与第二齿部11a啮合，并且因此与第二爪形元件10和第三爪形元件11脱离联接。
图3、图4和图5分别示出根据图1和图2的行星齿轮变速器1的极简截面，其中图3示出了处于第一换挡位置的第一爪形元件8，其中图4另外示出处于第二换挡位置的第一爪形元件8，并且其中图5示出处于第三换挡位置的第一爪形元件8。
根据图3，第一爪形元件8的内齿部9在第一换挡位置中与第二爪形元件10上的齿部10a形状配合地连接。
根据图4，第一爪形元件8的内齿部9在第二换挡位置中与第三爪形元件11上的齿部11a形状配合地连接。
附图标记清单
1 行星齿轮变速器
2 行星架
3 行星齿轮
4 太阳齿轮
5 环齿轮
6 连接元件
7 致动器
8 第一爪形元件
9 第一爪形元件上的内齿部
10 第二爪形元件
10a 第二爪形元件上的齿部
11 第三爪形元件
11a 第三爪形元件上的齿部
12 第一爪形元件上的外齿部
13 行星架上的内齿部
14 盘
15 滑动套筒
16 换挡拨叉
17 凹口
18 卡环
19 孔
A 旋转轴线
W1 第一轴
W2 第二轴
W3 第三轴

Claims (12)

1.一种可切换的行星齿轮变速器(1)，所述行星齿轮变速器包括：行星架(2)、可旋转地布置在所述行星架(2)上的多个行星齿轮(3)以及分别与所述行星齿轮(3)啮合的太阳齿轮(4)和环齿轮(5)，其特征在于，所述行星架(2)具有能在该行星架中轴向移位的至少一个连接元件(6)，所述连接元件在所述行星架(2)的第一侧上与致动器(7)至少间接连接并且在所述行星架(2)的第二侧上与第一爪形元件(8)至少间接连接，其中借助于致动器操作使所述至少一个连接元件(6)在所述行星架(2)中轴向移位，从而使所述第一爪形元件(8)能够在第一换挡位置与至少一个第二换挡位置之间移位。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第一爪形元件(8)被设计为环状。
3.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第一爪形元件(8)具有内齿部(9)，所述内齿部在第一换挡位置中与第二爪形元件(10)上的齿部(10a)形状配合地连接，并且在第二换挡位置中与第三爪形元件(11)上的齿部(11a)形状配合地连接。
4.根据权利要求3所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第一爪形元件(8)在第三换挡位置中与所述第二爪形元件和所述第三爪形元件(10，11)脱离联接。
5.根据权利要求4所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第三换挡位置轴向布置在所述第一换挡位置与所述第二换挡位置之间。
6.根据权利要求3至5之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第二爪形元件或所述第三爪形元件(10，11)与所述太阳齿轮(4)或所述环齿轮(5)防旋转地连接。
7.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述第一爪形元件(8)具有外齿部(12)，所述外齿部接合在所述行星架(2)的内齿部(13)中并且被轴向引导。
8.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，在所述行星架(2)上容纳有多个连接元件(6)，其中在所述行星架(2)上沿周向方向在两个行星齿轮(3)之间布置相应一个连接元件(6)。
9.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述至少一个连接元件(6)在所述行星架(2)的第一侧上与盘(14)连接，其中所述盘(14)通过滑动套筒(15)和换挡拨叉(16)与所述致动器(7)间接连接。
10.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述至少一个连接元件(6)通过卡环(18)以形状配合的方式布置在所述第一爪形元件(8)上。
11.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述致动器(7)能够被机电地致动。
12.根据前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(1)，其特征在于，所述至少一个连接元件(6)被设计成销状。
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