CN201220597Y - 具有行星齿轮箱的差速器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种具有行星齿轮箱(2)的差速器(1)，该差速器具有一个作为总轴的第一行星齿轮架(4)和两个差速器轴(5)，其中，第一行星齿轮架(4)上可旋转支承至少一个第一组行星齿轮(6)以及一个第二组行星齿轮(7)，第一组的行星齿轮(6)与第二组的行星齿轮(7)啮合以及第一组的行星齿轮(6)与第一差速器轴(5)啮合，第二组的行星齿轮(7)与第二差速器轴(5)啮合。

Description

具有行星齿轮箱的差速器
技术领域
本发明涉及一种具有行星齿轮箱的差速器，该差速器具有一个作为总轴的第一行星齿轮架和两个差速器轴，其中，第一行星齿轮架上可旋转支承至少一个第一组行星齿轮以及一个第二组行星齿轮，第一组的行星齿轮与第二组的行星齿轮啮合以及第一组的行星齿轮与第一差速器轴啮合，第二组的行星齿轮与第二差速器轴啮合。
背景技术
在旋转行星齿轮架(过梁)上可旋转支承在行星式螺栓上的行星齿轮环绕中心轴进行行星式运动。在行星式运动时，旋转行星齿轮架的行星齿轮利用螺栓在一个环绕中心轴的环形轨迹上运行。在此方面，行星齿轮架在行星式螺栓上或者旋转或者不旋转。不旋转的行星齿轮架的行星齿轮也可以在螺栓上旋转。
行星齿轮架在分类构成类型的差速器上为行星齿轮传动装置的总轴。总轴按照专业人员的理解是指行星齿轮传动装置各自引导单个最大转矩或那些最大转矩的那个轴。这种输入或传动转矩在差速器上分配到行星齿轮传动装置的两个差速器轴上。
这种差速器在作者
Figure Y20079000002300051
发表在ATZ01/2006上的专业论文“Kompaktes Achsgetriebe für Fahrzeuge mitFrontantrieb und quer eingebautem Motor(前轮驱动和横置发动机汽车的紧凑式车轴驱动装置)”中有所介绍。一对行星齿轮在这种差速器上各自利用半个齿宽度相互啮合。行星齿轮与内啮合的内齿圈啮合。每个内齿圈与在这种情况下称为半轴的差速器轴连接。
转矩通过传动轮导入行星齿轮架。传动轮为此例如与变速器的从动小齿轮啮合。行星齿轮将转矩引导和分配到内齿圈并因此差速器轴上。
转弯行驶期间，转弯外侧的差速器轴比转弯内侧的差速器轴更加快速旋转。两个轴之间由此产生的转速差通过行星齿轮的旋转得到补偿。
此前所称的专业论文中所介绍的圆柱齿轮差速器将转矩传递到相当大的直径上，从而在相同的加载情况下出现比例如传统的锥齿轮差速器上更小的部件负荷。这种类型的差速器一方面因此可以比需要相同结构空间的锥齿轮差速器承受更高的负荷。另一方面，在可传递的相同转矩情况下，圆柱齿轮差速器的结构空间需求小于锥齿轮差速器。最后所称的实际情况有利于在受驱动的前轮上使用这种圆柱齿轮差速器，因为那里可供差速器使用的结构空间相当少。
驱动功率应与路面状况无关从受驱动的汽车车轮最佳传递到受驱动的车轮上或者在四轮驱动中分配到车轴上并传递到路面上。在功率或转矩分配方面，被动与主动系统之间可以有所区别。在被动系统中，转矩在差速器轴之间的转速差情况下“自调节”通过例如行星齿轮的补偿运动分配。在主动系统中，行星齿轮箱的适当部件通过适当的装置如离合器或者制动器有针对性地制动并强制性调节力流。这些调节过程常常不利地与通过制动的功率损耗相关。
发明内容
对现代化汽车的传动系能效方面并因此对越来越少的燃料消耗的要求非常高，从而正在寻找这种功率损耗最小化的途径。本发明的目的因此在于，提供一种没有此前所称缺点的差速器。
该目的由此得以实现，即差速器除了由总轴、第一和第二行星齿轮组和由差速器轴组成的单行星齿轮传动装置外，具有至少一个第二行星齿轮架及至少一个第三组可旋转支承在第二行星齿轮架上的行星齿轮。第二行星齿轮架与第一行星齿轮架相同环绕行星齿轮传动装置的中心轴旋转。第三组的行星齿轮与第一行星齿轮架这样持续或者暂时啮合，使第一行星齿轮架与第二行星齿轮架之间可以通过第三组的行星齿轮传递转矩。此外，第三组的行星齿轮和一个差速器轴暂时或者持续啮合，从而在第二行星齿轮架与各自的差速器轴之间也可以传递转矩。可连接的暂时啮合例如通过一个离合器得到保证。
第二行星齿轮架独立于第三行星齿轮组可与其连接或者连接的差速器轴可旋转支承。为此该行星齿轮架在任意位置上环绕中心轴旋转例如设置在相应的差速器轴旁边或者差速器轴的一段上。
如果第二行星齿轮架通过第三组不持续与第一行星齿轮架啮合，那么第一行星齿轮组例如可通过一个离合器与第一行星齿轮架可暂时要求连接。
同时，旋转的第二行星齿轮架可通过有针对性的外部影响相对于一个差速器轴在差速器上或者在差速器的周围传动、制动或固定。第二行星齿轮架例如可通过带式或片式离合器或者按照其他适当的方式制动和/或固定或者可通过前置传动装置的功率分流或通过一个单独的电动机、内燃机、液压传动装置或者其他传动装置传动。
通过依据本发明的构成可以在行驶状态下取得大致划分成四个不同于静止状态的运行状态：
-第三行星齿轮组与单的行星齿轮传动装置连接或者不连接，但不通过有针对性的外部影响制动或固定。单和不闭锁的行星齿轮传动装置在转弯行驶时自调节补偿。
-第三行星齿轮组与单行星齿轮传动装置通过转换或者持续连接并在转弯行驶时制动。单行星齿轮传动装置的自调节作用通过接入第二行星齿轮架利用第三组行星齿轮并通过其对差速器轴和第一行星齿轮架的影响通过有针对性的调节取消。
-第三行星齿轮组与单行星齿轮传动装置通过转换或者持续连接并在直线行驶时制动。单行星齿轮传动装置的自调节作用通过接入第二行星齿轮架利用第三组行星齿轮对差速器轴和第一行星齿轮架的影响通过有针对性的调节取消。可以想象的运行状态是被传动车轴的单个车轮或者多个车轮打滑。也可以设想在被传动轴之间的分动器上使用差速器-例如在被传动车轴的多个车轮打滑或者需要有意识地取得和调节车轴之间不对称的转矩分配。
-第三行星齿轮组与单行星齿轮传动装置持续或者通过转换连接并借助离合器或者制动器保持差速器的抗扭环境。差速器对第三行星齿轮组与其啮合的差速器轴的自调节作用闭锁。
-第三行星齿轮组与单行星齿轮传动装置通过转换或者持续连接并在直线行驶或者转弯行驶时通过传动装置传动，从而附加将功率导入差速器。
本发明的一种构成具有另一第二行星齿轮架及另一第三组行星齿轮。每个行星齿轮架及至少一个第三组分配给差速器的一个差速器轴。每个差速器轴因此同时或者时间上与其他差速器轴无关可利用适当的制动器或离合器制动或固定，从而可以有针对性地进行与行驶状态相配合的转速和转矩分配。
通过本发明可以制造可调节的差速器，其可以在与现代化汽车的主动传动和/或行驶机构调节装置的结合下使用，其需要很少的结构空间并因此特别适用于安装在被传动的前轴上，其中可以将功率损耗保持在很小程度上及其零件制造简单并不复杂地与差速器组装。依据本发明的一种构成，在最好所有三组行星齿轮结构相同和尺寸相同的情况下，安装以及像库存和运输等后勤开支得到简化。
如开头所提到的那样，单行星齿轮传动装置的行星齿轮架为最高转矩在其上面等待处理的总轴。该最高转矩一般情况下为传动转矩，其1∶1或者利用适当的部件加速或者减速由传动装置或者由变速器以适当的方式例如通过皮带、链条或者其他传递部件传递到行星齿轮架上。依据本发明的一种构成，第一行星齿轮架具有端面啮合齿，其为导入行星齿轮传动装置的传动转矩的输入件。
本发明的另一种构成涉及特别节省结构空间的结构，即第一组的行星齿轮从第一行星齿轮架的一面并与此同时穿过第一行星齿轮架与第二组的行星齿轮啮合。
依据本发明的一种构成，最好第一和第二行星齿轮组的所有行星齿轮均为圆柱齿轮和第一组以及第二组的行星齿轮各自与第一或第二差速器轴通过各自一个内齿圈连接。内齿圈从外部环绕相应的行星齿轮组并具有内啮合齿。内齿圈和行星齿轮组持续或者可接入啮合，其中内啮合齿径向从外向内在行星齿轮径向从内向外的齿之间啮合。
附图说明
下面借助实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1示出差速器的示意图；以及
图2示出差速器部分剖面的具体结构。
具体实施方式
差速器1由至少一个单行星齿轮传动装置2和两个转速执行机构3构成。单行星齿轮传动装置2具有一个(第一)作为总轴的行星齿轮架4和两个差速器轴5。行星齿轮架4为功率输入端并作为输入件为此具有端面啮合齿21。差速器轴5为从动轴，其各自与用于传动汽车前轮未示出的万向轴连接。作为对此的选择，具有用于驱动后轮或者用于将能流分配到前桥和后桥上的差速器。
在行星齿轮架4上，第一组行星齿轮6以及第二组行星齿轮7可旋转支承在滚动或滑动轴承20上。如图1中利用虚线8所示，第一组的各自一个行星齿轮6与第二组的另一个行星齿轮7啮合。行星齿轮6和7为圆柱齿轮并各自最好利用半个齿宽例如穿过行星齿轮架4相互啮合。图2部分剖面示出一个空心行星式螺栓22上的一个与行星齿轮6啮合的行星齿轮7。行星齿轮6偏移设置在行星齿轮7的后面并在一个只能看到纵向中轴线23的行星式螺栓上运转。为可以在图平面中看到行星齿轮6，行星齿轮架4在适当的部位上剖开示出。
每个差速器轴5过渡到内齿圈9内，该内齿圈内部具有内啮合齿10或11。内啮合齿10与行星齿轮6和内啮合齿11与行星齿轮7持续啮合。内啮合齿10和11类型相同并最好尺寸相同，但也可以不同。也可以设想啮合可以转换。
差速器1除了单行星齿轮传动装置2外，还具有另外两个彼此作为相同部件构成的(第二)行星齿轮架12及各自至少一个第三组可旋转支承的行星齿轮13。每个行星齿轮架12是一个板材成型件，上面构成切头并与行星齿轮架13的板材整体构成的杯形行星式螺栓14。在每个行星式螺栓14上行星齿轮13借助一个滚动或滑动轴承20可旋转支承。行星齿轮6、7和13为类型和尺寸相同的圆柱齿轮，但也可以不同。
行星齿轮架4和行星齿轮架12在行驶运行中环绕差速器的相同中心轴线15以差动转速或者相同的转速旋转，因此可以彼此无关环绕一个共同的中心轴线15旋转支承。行星齿轮架12与各自的差速器轴5同心借助滚动轴承19或者滑动轴承支承在差速器轴5上。
每个第三组的行星齿轮13与行星齿轮架4圆柱体段17上的各自内啮合齿16啮合。内啮合齿16环绕行星齿轮13并与内齿圈9上的内啮合齿10和/或11类型和尺寸相同(可以选择与其不同)。第三组的行星齿轮13各自环绕一个差速器轴5上的端面啮合齿18并与其啮合。端面啮合齿18固定在各自的差速器轴5上或者可与该组行星齿轮13连接轴向可移动但转矩固定中其上面。
每个行星齿轮架12借助差速器1的一个转速执行机构3可与其他行星齿轮架12无关与其他行星齿轮架12同时或者时间上不同调节转速。转速执行机构3可以使离合器、制动器或者传动装置，利用其每个行星齿轮架12可相对于环绕中心轴线15旋转的差速器轴5制动、固定或者传动。
附图符号
1差速器
2行星齿轮传动装置
3转速执行机构
4行星齿轮架
5差速器轴
6行星齿轮
7行星齿轮
8线段
9内齿圈
10内啮合齿
11内啮合齿
12行星齿轮架
13行星齿轮
14行星式螺栓
15中心轴线
16内啮合齿
17圆柱体段
18端面啮合齿
19滚动轴承
20滚动或滑动轴承
21端面啮合齿
22行星式螺栓
23纵向中轴线

Claims (15)

1.具有行星齿轮箱(2)的差速器(1)，该差速器具有一个作为总轴的第一行星齿轮架(4)和两个差速器轴(5)，其中，第一行星齿轮架(4)上可旋转地支承至少一个第一组行星齿轮(6)以及一个第二组行星齿轮(7)，并且第一组的行星齿轮(6)与第二组的行星齿轮(7)啮合，以及第一组的行星齿轮(6)与第一差速器轴(5)啮合和第二组的行星齿轮(7)与第二差速器轴(5)啮合，其特征在于，所述差速器(1)具有至少一个第二行星齿轮架(12)，该第二行星齿轮架带有至少一个第三组可旋转地支承的行星齿轮(13)，其中，所述第二行星齿轮架(12)和所述第一行星齿轮架(4)具有所述差速器(1)的相同中心轴线(15)，并且所述第三组的行星齿轮(13)与所述第一行星齿轮架(4)啮合，以及所述第三组的行星齿轮(13)和所述差速器轴(5)之一啮合；并且所述第二行星齿轮架(12)相对于环绕所述中心轴线(15)可旋转的差速器轴(5)之一至少转速可调。
2.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，差速器(1)具有两个第二行星齿轮架(12)，其中，每个第二行星齿轮架(12)通过第三行星齿轮组的行星齿轮(13)各自与一个其他差速器轴(5)啮合。
3.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第二行星齿轮架(12)相对于一个环绕中心轴线(15)可旋转的差速器轴(5)至少暂时可固定。
4.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第二行星齿轮架(12)与一个转速执行机构(3)连接，其中，第二行星齿轮架借助转速执行机构(3)相对于差速器轴(5)之一至少转速可调。
5.按权利要求4所述的差速器，其特征在于，第二行星齿轮架(12)相对于差速器轴(5)之一至少可制动。
6.按权利要求2所述的差速器，其特征在于，每个第二行星齿轮架(12)独立于其他第二行星齿轮架(12)相对于差速器轴(5)之一至少转速可调。
7.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第一行星齿轮架(4)具有一个端面啮合齿(21)，其为导入行星齿轮箱(2)的传动转矩的输入件。
8.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第一和第二行星齿轮组的行星齿轮(6、7)为圆柱齿轮，第一行星齿轮组(6)的行星齿轮与第一差速器轴(5)通过第一内齿圈(9)上的内啮合齿(10)啮合并且第二行星齿轮组的行星齿轮与第二差速器轴(5)通过第二内齿圈(9)上的内啮合齿(11)啮合。
9.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第三行星齿轮组的行星齿轮(13)为圆柱齿轮，其中，第三行星齿轮组的行星齿轮(13)与端面啮合齿(18)啮合，其中，端面啮合齿(18)转矩固定地分配给差速器轴(5)之一。
10.按权利要求2所述的差速器，其特征在于，两个第二行星齿轮架(12)的第三行星齿轮组的行星齿轮(13)为圆柱齿轮，其中，每个第三行星齿轮组与另一个端面啮合齿(18)啮合，其中，每个端面啮合齿(18)转矩固定地分配给另一个差速器轴(5)。
11.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第二行星齿轮架(12)可旋转地支承在差速器轴(5)之一上。
12.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第二行星齿轮架(12)借助至少一个滚动轴承(19)可旋转地支承在差速器轴(5)之一上。
13.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，至少第三行星齿轮组的行星齿轮(13)可旋转地各自支承在一个行星式螺栓(14)上，该行星式螺栓由钢板与第二行星齿轮架(12)整体构成并且切头式地与行星齿轮架(12)相距。
14.按权利要求1所述的差速器，其特征在于，第一行星齿轮架(12)具有内啮合齿(16)，其中，第一行星齿轮架(12)和第三行星齿轮组通过内啮合齿(16)相互啮合。
15.按权利要求1或2所述的差速器，其特征在于，至少所有行星齿轮组的行星齿轮(6、7、13)的内啮合齿几何形状相同。
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