用於行星齒輪傳動裝置的行星齒輪銷軸的製作方法
2023-10-04 22:07:34
用於行星齒輪傳動裝置的行星齒輪銷軸的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於行星齒輪傳動裝置的行星齒輪銷軸（10），該行星齒輪銷軸在具有兩個行星齒輪傳動裝置（2、3）的驅動單元（1）中用於支承相鄰的行星齒輪（18、21）。多件式構建的行星齒輪銷軸（10）包括兩個彼此有偏差地或一致地構造的、拼接成一個單元的銷軸元件（6、7）。在安裝狀態下，行星齒輪銷軸（10）在驅動單元（1）彼此相間隔的載體部段（14、15、16）的容納部（11、12、13）中多重扭轉固定且位置固定。
【專利說明】用於行星齒輪傳動裝置的行星齒輪銷軸
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種行星齒輪銷軸，該行星齒輪銷軸在具有至少兩個行星齒輪組的驅動單元的行星齒輪傳動裝置中用於支承彼此相鄰的行星齒輪，其中，行星齒輪銷軸在相間隔的載體部段上位置固定。
【背景技術】
[0002]由DE102010045876A1公開了一種驅動單元，該驅動單元包括具有所屬的行星齒輪傳動裝置的行星齒輪差速器，該行星齒輪傳動裝置包括兩個差速補償行星齒輪組。在此，相鄰布置的行星齒輪通過彼此有偏差的容納孔被支承在一件式構造的行星齒輪銷軸。一件式設計的行星齒輪銷軸在此形成在直徑上分級的、錯移的外部輪廓。
[0003]在DE19841159A1中描述了一種驅動單元，在該驅動單元中可以通過差速器將轉動力矩和轉速傳導到兩個輸出軸上。在驅動軸與差速器之間接有行星齒輪傳動裝置，由此出現了從驅動裝置經由接在中間的行星齒輪傳動裝置到差速器的功率傳導。為此，驅動軸的嚙合部形成行星齒輪傳動裝置的太陽輪，該太陽輪與行星齒輪傳動裝置的行星齒輪嵌合。行星齒輪支承在轉動固定(drehfixiert)地插裝在驅動單元的行星齒輪載體中的行星齒輪銷軸上，其中，行星齒輪在外側嵌接到位置固定地支撐在驅動單元殼體上的齒圈的嚙合部中。
[0004]在DE 10 2008 061 946 Al中描述了另一種用於容納兩個行星齒輪的行星齒輪銷軸。行星齒輪銷軸整合在驅動單元中，該驅動單元包括主驅動裝置和輔助驅動裝置。主驅動裝置通過行星齒輪組與差速器以驅動的方式連接。行星齒輪差速器包括兩個差速補償齒輪組，該差速補償齒輪組分別由行星齒輪形成。每個行星齒輪可繞轉動軸線轉動地支承在行星齒輪銷軸上，該轉動軸線與行星齒輪銷軸的對稱軸線相應。
【發明內容】
[0005]本發明的任務在於，提供一種可成本低廉地製造的行星齒輪銷軸，其結構改善了耐用性。
[0006]該提出的任務通過包括權利要求1和9的特徵的行星齒輪銷軸來解決。引用權利要求I的從屬權利要求2至8分別再次給出了本發明有利的改進方案。
[0007]根據權利要求1，本發明包括多件式構建的行星齒輪銷軸，該行星齒輪銷軸用於相鄰的行星齒輪的支承。行星齒輪銷軸包括兩個一致地、尤其是外部呈柱體形地、貫穿地實施的銷軸元件或彼此有偏差地構造的、在外側分級的銷軸元件，該銷軸元件拼接成一個單元。在安裝狀態下，行星齒輪銷軸用於容納兩個相鄰的行星齒輪，這兩個行星齒輪直接彼此相對地支撐，或通過載體部段的盤或壁分開地定位在行星齒輪銷軸上。本發明的基礎想法是，在存在的尺寸上的預先規定內改善行星齒輪銷軸的負荷極限並進而改善耐用性。這通過拼接兩個分開的銷軸元件來確保，因為例如在直徑分級的銷軸元件的接合區域中不存在應力集中，由此顯著改善了行星齒輪銷軸的耐用性。與之相反地，在一件式行星齒輪銷軸中，在安裝狀態下在分級的外直徑的過渡區域中形成應力中心，該應力中心對行星齒輪銷軸的耐用性造成了不利的影響，並且可以導致行星齒輪銷軸和與之連接的行星齒輪傳動裝置提前失效。
[0008]迄今的一件式構建的行星齒輪銷軸，尤其對於具有分級的外部輪廓的行星齒輪銷軸而言，要求尤其由耗工的車削加工過程以及多級的磨削決定的昂貴的、導致高成本的製造過程。與之不同地，可以利用根據本發明的構想實現成本優化的行星齒輪銷軸，該構想包括每個銷軸元件的分開並進而簡化的製造過程。在將圓棒與相關的銷軸元件的長度相應地定尺切割之後，通過以切削方式的車削和鑽孔進行機械加工。為了實現對表面硬度的改善，緊接著，在最後優選藉助於無心連續磨削將相關的銷軸元件加工為成品尺寸之前，對銷軸元件進行熱處理。此外，根據本發明構構建的行星齒輪銷軸最優地在容納部中、尤其是驅動單元的殼體或載體部段的孔中多重位置固定，並且因此受到保護以防扭轉和/或軸向位移。根據本發明的構想的另一優點在於具有在行星齒輪銷軸結構上的設計方式和構造方式方面的增大的自由度。
[0009]根據本發明的行星齒輪銷軸優選的設計方式包括對於行星齒輪銷軸的銷軸元件而言彼此有偏差的外直徑。具有較大外直徑的銷軸元件在一側包括盲孔式設計的、尤其設計為孔的容納部，將所屬的具有較小外直徑的另一銷軸元件裝配到該容納部中。為了鎖止銷軸元件的這種形狀鎖合(formschliissig)的連接並為了提供耐用的接合連接，銷軸元件優選藉助於壓配合來拼接。此外可選地或補充地，提供了材料鎖合(stoffschlUssig)連接，以便用這些單個銷軸元件來完成行星齒輪銷軸。
[0010]此外，為了確保在驅動單元的行星齒輪傳動裝置內部的足夠的潤滑劑分布，根據本發明的行星齒輪銷軸還包括縱向孔。為此，在行星齒輪銷軸的兩個銷軸元件中居中地引入設置為潤滑劑通道的孔。此外，在每個銷軸元件中引入至少一個與銷軸元件的縱向軸線成直角延伸的、與縱向孔相連接的橫向孔或穿孔。通過兩個銷軸元件的垂直延伸的橫向孔或穿孔確保了對行星齒輪的潤滑，該行星齒輪彼此錯開地通過滑動軸承或滾動軸承可轉動地定位在行星齒輪銷軸上。
[0011]有利地，根據本發明構建的行星齒輪銷軸也用於具有行星齒輪傳動裝置的驅動單元，該行星齒輪傳動裝置包括兩個以上、例如三個或四個行星齒輪組。在此處，兩個行星齒輪傳動裝置的兩個彼此相鄰的行星齒輪分別配屬於一個行星齒輪銷軸。此外，提供根據本發明的星齒輪銷軸用於縱向差速器，該縱向差速器包括分動器單元和差速器。
[0012]此外，行星齒輪銷軸還可插裝在如下驅動單元中，該驅動單元包括差速器以及轉矩導向單元(Torque-Vectoring-Einheit)。由此,例如結合可電子或液壓調整的差速器以及控制或調節單元可以將轉速差強加於車軸被驅動的車輪，以便在需要時實現異步扭矩分布以及功率傳導。通過在此產生的可控制的驅動功率，利用在各個可驅動的車輪之間的轉矩分布可以有利地對汽車的駕駛舒適度和動態性能產生正面影響。
[0013]在權利要求9中描述了用於製造和組裝根據本發明的行星齒輪銷軸的方法，該方法的特徵在於以下方法步驟:
[0014]首先通過例如將圓棒切割並緊接著通過車削和鑽孔切削地加工來進行行星齒輪銷軸的兩個銷軸元件的分開的製造。緊接著在藉助於連續磨削進行銷軸元件的端部加工之前，可以進行熱處理。第一組裝步驟涉及第一銷軸元件到驅動單元的第一載體部段中的插裝或裝配和定向。隨後，在通過對第二載體部段的軸向引導將第一銷軸元件導入另一載體部段的對應的容納部中之前，第一銷軸元件用行星齒輪來裝備。然後藉助於在兩側、尤其是形狀鎖合的鎖定將第一銷軸元件固定在兩個載體部段上。組裝過程設置第二銷軸元件與第一銷軸元件的拼接作為下一個步驟。為此，具有較小外直徑的第二銷軸元件被形狀鎖合地插裝到第一銷軸元件設計為盲孔的孔中，其中，構件為了耐用的固定優選力鎖合(kraftschlussig)且材料鎖合地或者說補充地材料鎖合地進行拼接。緊接著，在第二銷軸元件被導入軸向引導的第三載體部段的對應的容納部中之前，第二銷軸元件用行星齒輪來裝備。最後，第二銷軸元件形狀鎖和地鎖定在第三載體部段上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下藉助優選實施方式並參考附圖對本發明進行闡述。其中:
[0016]圖1示出驅動單元的細節剖面圖，根據本發明構建的行星齒輪銷軸整合在該驅動單元中；以及
[0017]圖2簡化地象徵性表示出具有轉矩導向單元和根據本發明構建的行星齒輪銷軸的驅動單元。
【具體實施方式】
[0018]在圖1中示出了也被稱為橫向差速器的驅動單元I的剖面圖，該驅動單元包括具有單級行星齒輪傳動裝置2的分動器單元和差速器，該差速器包括具有行星齒輪組4、5的兩級行星齒輪傳動裝置3。行星齒輪傳動裝置2、3通過行星齒輪銷軸10連接，該行星齒輪銷軸包括兩個通過接合連接8連接的銷軸元件6、7。為此，在具有外直徑D的銷軸元件6中在端側實施有作為盲孔的孔9，具有外直徑d的另一銷軸元件7裝配到該孔中。補充地或可選地，除形狀鎖合和力鎖合的壓配合之外還提供了與銷軸元件6、7材料鎖合的連接。在安裝狀態下，行星齒輪銷軸10尤其通過有針對性的嵌縫，轉動固定且位置固定地鎖定在行星齒輪傳動裝置2、3的不同載體部段14、15、16的實施為孔或者說配合孔的容納部11、12、13中。例如，為此示出了在行星齒輪銷軸10的銷軸元件6與載體部段14之間的嵌縫部17。在行星齒輪傳動裝置2中示出了行星齒輪18，該行星齒輪通過優選實施為滾針軸承的滾動軸承19可轉動地支承在銷軸元件6上，並且該行星齒輪與太陽輪嵌合。在由載體部段15、16形成的殼體內部，部分地示出了實施為拉威挪型齒輪組(Ravigneaux-Satz)的、包括行星齒輪組4、5的行星齒輪傳動裝置3，該行星齒輪傳動裝置此外還包括兩個不一樣大的太陽輪22和25以及多個依次錯開的行星齒輪。在圖1中示出了布置在行星齒輪銷軸10的銷軸元件7上的行星齒輪21，該行星齒輪在內側與太陽輪22嚙合。藉助於在銷軸元件7上引導的且支撐在載體部段16上的套筒24將行星齒輪21定位在載體部段15上。行星齒輪21在對應側上通過止推盤23在端側支撐在銷軸元件6上。為了驅動單元I以及行星齒輪傳動裝置2、3的潤滑，在行星齒輪銷軸10中居中地引入用於潤滑劑分布的縱向孔27。通過銷軸元件6、7的徑向穿孔28、29，可以有針對性地用潤滑劑加載行星齒輪18、21的支承件，這些徑向穿孔分別在行星齒輪18、21的中心引入並且與縱向孔27連接。
[0019]圖2以示意圖示出驅動單元31,該驅動單元包括差速器45和轉矩導向單元32。動力驅動從驅動軸30到差速器45地進行。也被稱為疊加系統的轉矩導向單元32在側向配屬於差速器45。在此,轉矩導向單兀32包括與第一太陽輪35哨合的第一行星齒輪34以及與第二太陽輪37和齒圈38嵌合的第二行星齒輪36。在此，相鄰布置的行星齒輪34、36可轉動地支承在行星齒輪載體39的行星齒輪銷軸40上。彼此有偏差地設計的行星齒輪34、36配屬於行星齒輪銷軸40，該行星齒輪銷軸與根據圖1的行星齒輪銷軸10可比地，通過兩個拼接的、有偏差地設計的銷軸元件48、49形成。行星齒輪銷軸40在未詳細描繪的驅動單元31的載體部段中扭轉固定(verdrehfixiert)且位置固定。通過尤其與轉矩導向單元32的制動器41、42共同作用的調節或控制單元46可以將轉速差強加於車軸的被驅動的半軸43、44。因此，根據需要可以實現汽車驅動中的異步轉矩分布或者說功率傳導。第一制動器41為此與第一太陽輪35和第二太陽輪37連接。第二制動器42在此處與齒圈38作用連接。差速器45的行星齒輪載體39與第一半軸44連接，而差速器45的太陽輪47與第二半軸43連接。
[0020]附圖標記列表
[0021]I 驅動單元
[0022]2行星齒輪傳動裝置
[0023]3行星齒輪傳動裝置
[0024]4行星齒輪組
[0025]5行星齒輪組
[0026]6銷軸元件
[0027]7銷軸元件
[0028]8接合連接
[0029]9 孑 L
[0030]10行星齒輪銷軸
[0031]11容納部
[0032]12容納部
[0033]13容納部
[0034]14載體部段
[0035]15載體部段
[0036]16載體部段
[0037]17嵌縫部
[0038]18行星齒輪
[0039]19滾動軸承
[0040]20太陽輪
[0041]21行星齒輪
[0042]22太陽輪
[0043]23止推盤
[0044]24 套筒
[0045]25太陽輪
[0046]27縱向孔
[0047]28 穿孔[0048]29穿孔[0049]30驅動軸
[0050]31驅動單元
[0051]32轉矩導向單元
[0052]34行星齒輪
[0053]35太陽輪
[0054]36行星齒輪
[0055]37太陽輪
[0056]38齒圈
[0057]39行星齒輪載體
[0058]40行星齒輪銷軸
[0059]41制動器
[0060]42制動器
[0061]43半軸
[0062]44半軸
[0063]45差速器
[0064]46控制單元
[0065]47太陽輪
[0066]48銷軸元件
[0067]49銷軸元件
[0068]D外直徑(銷軸元件)
[0069]d外直徑(銷軸元件)。
【權利要求】
1.一種行星齒輪銷軸，所述行星齒輪銷軸在具有兩個行星齒輪傳動裝置(2、3)的驅動單元(1、31)中用於支承相鄰的行星齒輪(18、21 ; 34、36 )，其中，所述行星齒輪銷軸(10、40 )在彼此相間隔的載體部段(14、15、16)中位置固定，其特徵在於，所述行星齒輪銷軸(10、40)多件式地構建，包括至少兩個彼此有偏差地或一致地構造的、能彼此分開地製造的、拼接成一個單元的銷軸元件(6、7 ;48、49)，並且所述行星齒輪銷軸(10、40)在所述驅動單元(1、31)的載體部段(14、15、16)的容納部(11、12、13)中扭轉固定且位置固定。
2.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，所述行星齒輪銷軸(10,40)的銷軸元件(6、7 ;48、49)具有彼此有偏差的外直徑(D、d)。
3.根據權利要求2所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，所述行星齒輪銷軸(10、40)的較大直徑的銷軸元件(6、48)在一側包括盲孔狀設計的孔(9)，另一銷軸元件(7、49)裝配到所述孔(9)中。
4.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，為了完成所述行星齒輪銷軸(10、40)，所述銷軸元件(6、7 ;48、49)形狀鎖合、力鎖合和/或材料鎖合地拼接。
5.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，在所述行星齒輪銷軸(10)的兩個銷軸元件(6、7)中居中地引入設置為潤滑劑通道的縱向孔(27)，並且每個銷軸元件(6、7)包括至少一個與所述縱向孔(27)連接的穿孔(28、29)。
6.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，所述驅動單元(I)包括具有兩個以上行星齒輪組的行星齒輪傳動裝置(3)，其中，兩個相鄰行星齒輪傳動裝置的行星齒輪分別配屬於所述行星齒輪銷軸(10)。
7.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，所述行星齒輪銷軸(10 )用於橫向差速器，所述橫向差速器包括分動器單元以及差速器。
8.根據上述權利要求中任一項所述的行星齒輪銷軸，其特徵在於，所述行星齒輪銷軸(40)插裝在如下驅動單元(31)中，所述驅動單元能包括差速器(45)以及轉矩導向單元(32)。
9.用於製造和組裝根據權利要求1至8中任一項所述的行星齒輪銷軸的方法，所述方法包括以下方法步驟: -通過對圓棒的切割以及車削、鑽孔和磨削分開地製造所述行星齒輪銷軸(10)的銷軸元件(6、7)； -將第一銷軸元件(6)插裝到驅動單元(I)的第一載體部段(14)的容納部(11)中； -用行星齒輪(18)來裝備所述第一銷軸元件(6); -軸向引導第二載體部段(15)，其中，將所述第一銷軸元件(6)導入對應的容納部(12)中； -在兩側將所述第一銷軸元件(6)鎖定在所述載體部段(14、15)上； -將第二銷軸元件(7)嵌入所述第一銷軸元件(6)中； -用行星齒輪(21)來裝備所述第二銷軸元件(7 ); -軸向引導第三載體部段(16)，其中，將所述第二銷軸元件(7)導入對應的容納部(13)中； -將所述第二銷軸元件(7)鎖定在所述第三載體部段(16)上。
【文檔編號】F16H48/38GK103511584SQ201310256413
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月25日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】塞巴斯蒂安·克呂格爾, 菲利普·斯特納 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司