具有相對于彼此預加載的行星架的無側隙行星齒輪單元的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種無側隙行星齒輪單元，其具有與行星級的至少一個第一行星齒輪嚙合的太陽齒輪與環形齒輪，其中，該行星級包括第一行星架，第一行星齒輪能轉動地安裝在第一行星架上，其中，在所述行星級中進一步具有也與環形齒輪和太陽齒輪嚙合的至少一個第二行星齒輪，其中，至少一個第二行星齒輪能轉動地支撐在行星級的第二行星架處，其中，兩個行星架在太陽齒輪的圓周方向上相對于彼此被預加載，使得所述至少一個第一行星齒輪在太陽齒輪的圓周方向上相對于所述至少一個第二行星齒輪被預加載。
【專利說明】具有相對于彼此預加載的行星架的無側隙行星齒輪單元
【技術領域】
[0001]本發明涉及無側隙無齒隙)行星齒輪單元，其具有太陽齒輪(或太陽輪)和環形齒輪(齒圈，陰犯0，所述太陽齒輪和所述環形齒輪與行星級的至少一個第一行星齒輪嚙合，其中，第一行星級包括第一行星架，第一行星齒輪可轉動地安裝于該第一行星架上，其中，行星級還具有至少一個第二行星齒輪，所述第二行星齒輪也與環形齒輪和太陽齒輪嚙合。
【背景技術】
[0002]在高精度行星齒輪單元的領域中，用于傳遞轉矩的齒輪之間的齒輪側隙的消除被認為是重要的目標。因此，從現有技術中已經知道行星齒輪單元，在所述行星齒輪單元中，行星齒輪被分開，并且這些行星齒輪半部相對于彼此被預加載。
[0003]這種行星齒輪單元是已知的，例如，從02 10 2008 011 147八1已知。在該齒輪單元中，兩個行星齒輪半部被布置在行星架的至少一個行星轉動軸線上，并且通過多個彈簧桿而相對于彼此被預加載。然而，該實施方式需要在兩個行星齒輪半部中形成單獨的凹部來用于預加載，以便將彈簧桿附接于行星齒輪半部。首先，這導致削弱了行星齒輪幾何形狀，并且其次，由于對通常高強度鋼齒輪的加工而導致了高生產強度。此外，在生產技術方面，由于空間的原因，僅可能將這些凹部制造得達到一定行星齒輪直徑且因此達到行星齒輪單元的一定尺寸。對于小型產品來說，在技術上不再可能附接這種凹部。
【發明內容】
[0004]因此，本發明的目的在于提供一種用于小尺寸行星齒輪單元的預加載機構，以消除齒輪側隙，同時避免了對行星齒輪的額外處理。
[0005]根據本發明滿足該目的，在本發明中，至少一個第二行星齒輪能轉動地支撐在行星級的第二行星架上，其中，該兩個行星架在太陽齒輪的圓周方向上相對于彼此被預加載，從而使得所述至少一個第一行星齒輪相對于所述至少一個第二行星齒輪在太陽齒輪的圓周方向上被預加載。
[0006]這具有的效果是，行星齒輪單元的行星齒輪不需要為了實現預加載而被單獨處理。從而，尤其是對于小型齒輪單元，處理強度顯著降低。通過將預加載機構附接于兩個行星架，還有利的是，僅需對行星架的較不堅硬的材料進行處理，而不需對高強度齒輪鋼進行處理。還有利的是，當使用兩個行星架時，行星架可相對于彼此調整。如果提供預加載的元件已達到了某一磨損極限，則所產生的預加載損失可通過調整行星架相對于彼此的位置而被校正。由于這種重新調整(該重新調整也可在齒輪單元的組裝狀態下進行),預加載元件的壽命可顯著延長。
[0007]有利的實施方式在從屬權利要求中要求保護，并且將在下面解釋。
[0008]根據本發明的有利實施方式，組裝后的行星齒輪單元的外直徑可小于40皿，優選地小于32皿，更優選地小于22皿。從而，可實現行星齒輪的高效預加載。[0009]根據本發明的另一有利實施方式，第一行星架可被設計成與第二行星架分離的部件，并且該兩個行星架能圍繞共同軸線轉動，優選地能圍繞太陽齒輪的轉動軸線轉動。這大大簡化了組裝以及在組裝狀態下的預加載力的重新調整。可實現行星齒輪單元的空間節省設計和預加載元件的簡單設計。
[0010]此外，以下情況是有利的，即，根據本發明的另一有利實施方式，設置有至少一個彈簧元件，所述至少一個彈簧元件在第一行星架和第二行星架之間延伸，以用于將第一行星架相對于第二行星架預加載。由于作為彈簧元件的構造，所以提供了彈性預加載，以減緩負荷峰值。
[0011]根據本發明的有利實施方式，如果彈簧元件包括在第一行星架上整體地形成為一體件的第一端，那么可以將行星架與彈簧元件整體地設計，從而減少了部件的復雜性。
[0012]根據本發明的另一有利實施方式，如果所述至少一個彈簧元件被支撐在第一和/或第二行星架上，優選地被支撐在凹部中，則行星架處的用于引入預加載力的點被清楚地限定，并且彈簧元件也被保持在垂直于太陽齒輪的轉動軸線的橫向方向上。
[0013]此外，根據本發明的有利實施方式，所述至少一個彈簧元件可包括第二桿形端，該第二桿形端通過正配合連接被保持在第二行星架的凹部中，凹部優選地被設計為孔，其中優選地，孔的一個開口面向第一行星架，該開口為彈簧元件通過其被插入形成正配合連接的開口。因此，可實現彈簧元件的支撐的成本效益的實施方式，由此彈簧元件能夠以節省空間的方式被進一步夾持在行星架之間。
[0014]根據本發明的有利實施方式，第二行星架的孔的直徑至少在第一增量部處朝向第一行星架被加寬。由于孔的這種加寬，彈簧元件可能已在孔內變形，從而可實現彈簧元件的較大彎曲半徑。
[0015]根據本發明的另一有利實施方式，如果彈簧元件的桿形端被支撐在第二增量部的鄰近正配合連接的端面處，則彈簧元件的位置被固定在軸向方向上，也就是說，被固定在太陽齒輪的轉動軸線的方向上。
[0016]根據本發明的優選實施方式，凹部可以連接于通氣部。結果是，在彈簧元件已被插入形成正配合連接之后避免了孔中的過壓。例如，該通氣部可通過貫通孔“匕抓曲1301*6-11016，貫通鉆孔)實現。
[0017]在本發明的另一有利實施方式中，如果被安裝在第一行星架處的行星齒輪的數量對應于被安裝在第二行星架處的行星齒輪的數量，其中，彈簧元件的數量優選地對應于布置在第一行星架中的行星齒輪的數量，則每個均可形成一個行星齒輪對，單獨的彈簧元件被分配于所述行星齒輪對，以便使預加載圍繞行星架的圓周均勻地分布。
[0018]根據本發明的實施方式，如果行星齒輪單元包括恰好三個彈簧元件、恰好三個第一行星齒輪和恰好三個第二行星齒輪，或者包括恰好四個彈簧元件、恰好四個第一行星齒輪和恰好四個第二行星齒輪，則可實現行星齒輪單元的特別穩定的實施方式。
[0019]在根據本發明的另一實施方式中，至少一個彈簧元件可被構造為彈簧桿，所述彈簧桿在未張緊的狀態下線性地延伸，并沿其長度方向包括恒定的圓形橫截面。通過使用彈簧桿，可實現行星架相對于彼此的價廉的預加載。
[0020]根據本發明的另一有利實施方式，第一行星架的行星齒輪和第二行星架的行星齒輪可通過將它們支承抵靠太陽齒輪和環形齒輪而相對于彼此被預加載。這降低了用于無側隙構造的預加載機構的復雜性。
[0021]在本發明的另一有利實施方式中，在被預加載的狀態下，設置在第一行星架處的至少一個行星齒輪的齒面支承抵靠所述環形齒輪的齒面的第一側和太陽齒輪的齒面的第一側，并且設置在第二行星架處的至少一個行星齒輪的齒面支承抵靠所述環形齒輪和所述太陽齒輪的齒面的第二側，該第二側與太陽齒輪和環形齒輪的齒面的第一側相對設置。因此，能夠以不復雜的方式實現與預加載對應的反作用力。
[0022]根據本發明的有利實施方式，優選地，至少一個彈簧元件可以用粘合劑或壓配合優選在一面對側上附接于第一行星架和第二行星架中的至少一個。從而，以簡單的方式確保彈簧元件在作為凹部的行星架中的附加固定。
[0023]根據本發明的另一有利實施方式，如果所述至少一個彈簧元件在第一和/或第二行星架的位于所述行星架之間的行星齒輪的外部延伸，則行星齒輪的設計不受彈簧元件影響。此外，可以實現行星架之間的線性連接，從而減少了用于彈簧元件的空間需求。
[0024]在本發明的有利實施方式中，第一行星架可以連接于第二行星架。從而，以特別簡單的方式確保了這兩個行星架之間的可重新調節性。
[0025]根據本發明的有利實施方式，如果多個彈簧元件圍繞第一和/或第二行星架的轉動軸線以彼此相同的角距離布置，則確保了彈簧元件圍繞行星架的周向的均勻分布，從而使得力均勻地分布于彈簧桿。
[0026]特別地，在本發明的另一有利實施方式中，如果每個彈簧元件在第一行星架和第二行星架處以相對于所述第一行星架和/或第二行星架的行星齒輪的轉動軸線偏移40-50° (優選地，44° )的角度布置，則可以特別簡單的方式實現均勻的力分布。
[0027]根據本發明的有利實施方式，如果制成所述至少一個彈簧元件的材料為彈簧鋼、硬質金屬或金屬玻璃，則可提供高強度的高耐用性的彈性預加載機構。
[0028]根據本發明的另一有利實施方式，如果太陽齒輪由鉻鑰鋼制成且優選地被硬化和/或氮碳共滲(II1126(1,硝基滲碳)，則太陽齒輪具有特別高的耐磨損性。
[0029]根據本發明的實施方式，如果行星齒輪單元附加地包括多個被預加載的行星級，則可能以無側隙的模式切換具有多個不同齒輪的甚至更復雜的齒輪單元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]下面，利用附圖中的圖片通過實施方式解釋本發明。
[0031]圖1以等軸測視圖示出了本發明的無側隙行星齒輪單元的分解視圖，
[0032]圖2示出了本發明的行星架的在垂直于太陽齒輪的轉動軸線的平面中的前視圖，以及
[0033]圖3示出了沿圖2中所示的線截取的在用于接收彈簧元件的凹部的區域中的截面視圖。
[0034]附圖本質上僅僅是示意性的，且僅用于理解本發明。相同的元件用相同的參考標號表不。
【具體實施方式】
[0035]圖1示出了根據本發明的行星齒輪單元1，其具有對中地設置的太陽齒輪2，該太陽齒輪可轉動地安裝在中心轉動軸線22上。太陽齒輪2的平行于此轉動軸線延伸的齒與行星齒輪5、6、7、8、9、10可操作地嚙合。環形齒輪16進而與這些行星齒輪5、6、7、8、9、10可操作地嚙合，這些行星齒輪由行星架3、4承載。
[0036]為了接收三個行星齒輪5、6、7，第一行星架3包括三個銷元件17，在該處，行星齒輪5、6或7被安裝在每個銷元件17上以可繞行星轉動軸線轉動。銷元件17被設置在第一行星架3處，使得所安裝的行星齒輪5、6、7具有它們的行星轉動軸線，該行星轉動軸線平行于太陽齒輪2的中心轉動軸線22排列。銷元件17在第一行星架3處沿第一圓周線26等距地布置，從而使得相鄰行星齒輪5、6、7的轉動軸線之間的角距離為120。。特別地，這些角距離可在圖2中更好地看到。第一行星架3也被安裝成可圍繞太陽齒輪2的中心轉動軸線22轉動。
[0037]在行星齒輪5、6、7 (所述行星齒輪全部都布置在行星架3的同一側上)的方向上，又定位有第二行星架4，該第二行星架包括三個行星齒輪8、9和10，其中，行星齒輪5、6、7被布置在行星架3的面向第二行星架4的一側上。第二行星架4的這三個行星齒輪8、9和10以類似于第一行星架3處的行星齒輪5、6、7的方式被布置在第二行星架4處。另外，第二行星架4包括三個銷元件18，該三個銷元件也用于接收三個行星齒輪8、9、10且用于將每個行星齒輪8、9或10支撐在平行于太陽齒輪2的中心轉動軸線22的行星轉動軸線上。另夕卜，第二行星齒輪組15的行星齒輪8、9和10以相同的角距離(即，沿著圓周線偏移120° )布置在第二行星架4處。第二行星架4的行星齒輪8、9、10也以這樣的方式布置在行星架4的一側上，即，行星架3和4的用于接收行星齒輪5、6、7和8、9、10的側部彼此面對。第二行星架4也同樣地安裝成可圍繞太陽齒輪2的中心轉動軸線22轉動。如從圖1中可以看出的，這兩個行星架3、4被設計成彼此分離的兩個不同的部件。第一行星架3轉向第二行星架4，使得第一行星架3的行星齒輪5、6、7的行星轉動軸線基本上與第二行星架4的行星齒輪8、9、10的行星轉動軸線同軸地延伸。第一行星架3的三個行星齒輪5、6和7形成第一行星齒輪組14，且第二行星架4的三個行星齒輪8、9、10形成第二行星齒輪組15。
[0038]存在三個彈簧元件11、12、13，以用于使兩個行星架3和4相對于彼此預加載，且從而使安裝第一行星架3上的行星齒輪5、6、7相對于第二行星架4的行星齒輪8、9、10預加載。這些彈簧元件11、12、13形成為彈簧桿。在未張緊的狀態下，彈簧桿線性地延伸，并包括圓形的橫截面。
[0039]第一行星架3和彈簧元件11、12、13整體地形成。彈簧元件11、12、13的面向第一行星架3的第一端19在所述面對側上形成于第一行星架上，以便使彈簧元件11、12、13與第一行星架3整體地形成。在未張緊的狀態下，三個彈簧元件11、12、13基本上平行于太陽齒輪2的中心轉動軸線22延伸。
[0040]彈簧元件11、12、13的與第一端19相對地設置的第二端20被支撐在第二行星架4上。為此，形狀為孔的凹部23、24、25被設置成用于每個彈簧元件11、12、13，并且此外，所述凹部基本上平行于太陽齒輪2的轉動軸線22延伸。
[0041]對于這些凹部23、24、25的更多詳細信息可從圖2和3得到。圖3公開了每個凹部的孔是多增量部的(皿目前被設計有兩個增量部。貫通鉆孔以比彈簧元件11、12、13的第二桿形端20的直徑小的直徑被引入到具有第一直徑的第二行星架4中。貫通鉆孔基本上平行于太陽齒輪2的轉動軸線22延伸，并且被鉆成從第一增量部29圓周線27以相等的角距離布置。凹部23、20。。此外還明顯的是，圓周圓26(行星齒二)與圓周圓27 (凹部23、24、25的縱向軸線7的直徑比圓周圓26大。每個凹部23、24、2部23、24、25的縱向軸線與行星齒輪8、9、
,優選地在43與45。之間，優選地為44。。
子小齒輪，所述小齒輪的外直徑(特別是環11,優選地 22111111，優選地 16111111，優選地 13111111，
含輪單元1，在該無側隙行星齒輪單元中，行侖5至10相對于彼此預加載而幾乎完全地10支承抵靠太陽齒輪2和環形齒輪16。當的圓周方向上被相反地預加載。
一行星架3中的行星齒輪5、6、7以其齒面論2的齒面的第一側。同時，布置在第二行[0049]為了最佳的力傳遞，被設計為彈簧桿的彈簧元件11、12、13由彈簧鋼制成。但是，為了增加機械強度，彈性元件11、12、13也可由硬質金屬或金屬玻璃材料制成。
[0050]必須承受高磨損和撕裂力的太陽齒輪2由被硬化和/或氮碳共滲的鉻鑰鋼制成。
[0051]除了所示的第一行星級，還可以將其它行星級結合到行星齒輪單元1中，所述其它行星級也優選地被預加載。
[0052]在附圖未示出的另一實施方式中，對于每個行星架3、4，也可使用四個行星齒輪，其中相鄰行星齒輪的行星轉動軸線之間的角距離基本上是90。。在對于每個第一和第二行星架3、4來說具有四個行星齒輪的一個實施方式中，存在四個彈簧元件，所述四個彈簧元件設置成彼此偏移90。地與兩個行星架3、4接合。每個行星架3、4的四個行星齒輪以及四個彈簧元件以與先前描述的每個行星架3的三個行星齒輪5-10相同的方式被設計和支撐。因此，在行星架3、4的兩個相鄰行星齒輪之間存在固定于各自的行星架3、4中的一個彈簧元件。
[0053]為了組裝行星齒輪單元1并且相對于彼此對行星架3、4以及對它們的行星齒輪5到10預加載，首先，將行星齒輪5至10中的每一個裝配到銷元件17、18上。其后，將第一行星架3的彈簧元件11、12、13插入到第二行星架4的凹部23、24、25中。然后，使太陽齒輪2和環形齒輪16與兩個行星架3和4的行星齒輪5至10接合。首先，使第一行星齒輪組14與太陽齒輪2和環形齒輪16操作地接合，然后，將某一轉矩施加于第二行星架4，以使第二行星架4相對于第一行星架3轉動，從而使彈簧元件11、12、13變形，且從而確保預加載。當第一行星齒輪組14的齒與第二行星齒輪組15的齒對準時，第二行星齒輪組15也可以被推壓到環形齒輪16和太陽齒輪2的齒上，從而也與這兩個齒輪2、16嚙合。
【權利要求】
1.一種無側隙行星齒輪單元(1),具有與行星級的至少一個第一行星齒輪(5)嚙合的太陽齒輪(2)和環形齒輪(16),其中，所述第一行星級包括第一行星架(3),所述第一行星齒輪(5)能轉動地安裝在所述第一行星架上，其中，在所述行星級中進一步具有也與所述環形齒輪(16)和所述太陽齒輪(2)嚙合的至少一個第二行星齒輪(8),其特征在于，所述至少一個第二行星齒輪(8)能轉動地支撐在所述行星級的第二行星架(4)上，其中，兩個行星架(3.4)在所述太陽齒輪(2)的圓周方向上相對于彼此被預加載，使得所述至少一個第一行星齒輪(5)在所述太陽齒輪(2)的圓周方向上相對于所述至少一個第二行星齒輪(8)被預加載。
2.根據權利要求1所述的行星齒輪單元，其特征在于，組裝后的所述行星齒輪單元(1)的外直徑小于40111111，優選地小于32111111，更優選地小于22111111。
3.根據前述權利要求中的一項所述的行星齒輪單元，其特征在于，所述第一行星架(3)被設計成與所述第二行星架(4)分離的部件，并且所述兩個行星架(33)能圍繞共同軸線轉動，優選地能圍繞所述太陽齒輪(2)的轉動軸線(22)轉動。
4.根據前述權利要求中的一項所述的行星齒輪單元，其特征在于，具有至少一個彈簧元件(111233),所述至少一個彈簧元件在所述第一行星架(3)和所述第二行星架(4)之間延伸，以用于相對于所述第二行星架(4)對所述第一行星架(3)預加載。
5.根據權利要求4所述的行星齒輪單元，其特征在于，所述彈簧元件(11、12、13)包括整體地形成于所述第一 行星架(3)上的第一端(19〉。
6.根據權利要求4或5所述的行星齒輪單元，其特征在于，所述至少一個彈簧元件(11^12,13)在所述第一和丨或所述第二行星架(3.4)處被支撐在凹部(23.2445)中。
7.根據權利要求6所述的行星齒輪單元，其特征在于，所述彈簧元件(11、12、13)包括第二桿形端(20),所述第二桿形端通過正配合連接被保持在所述凹部(234445)中，所述凹部被設計為所述第二行星架(4)的孔，其中，所述彈簧元件(111233)通過所述孔〔23、24,25)的開口被插入到所述孔(23,2445)中。
8.根據權利要求7所述的行星齒輪單元(1),其特征在于，所述第二行星架(4)的所述孔(234445)的直徑至少在第一增量部(29)處朝向所述第一行星架(3)被加寬。
9.根據權利要求7和8中的一項所述的行星齒輪單元(1),其特征在于，所述彈簧元件(11、12、13)的所述桿形端(20)被支撐在第二增量部(30)處的鄰近所述正配合連接的端面上。
10.根據權利要求6至9中的一項所述的行星齒輪單元，其特征在于，所述凹部〔23、24、25)被連接于通氣部。
11.根據權利要求4至10中的一項所述的行星齒輪單元，其特征在于，被安裝在所述第一行星架(3)處的行星齒輪(54.7)的數量與被安裝在所述第二行星架(4)處的行星齒輪(8,9,10)的數量相對應，其中，所述彈簧元件(111233)的數量優選地與布置在所述第一行星架(3)處的行星齒輪(543)的數量相對應。
12.根據權利要求11所述的行星齒輪單元(1),其特征在于，所述行星齒輪單元(1)包括恰好三個彈簧元件(111233^恰好三個第一行星齒輪和恰好三個第二行星齒輪〔6、7、8,9,10)0
13.根據權利要求4至12中的一項所述的行星齒輪單元，其特征在于，至少一個彈簧元件(111233)被形成為彈簧桿，所述彈簧桿在未張緊的狀態下線性地延伸，并沿其長度方向包括恒定的圓形橫截面。
14.根據前述權利要求中的一項所述的行星齒輪單元(1),其特征在于，所述第一行星架(3)的所述行星齒輪(54.7)和所述第二行星架(4)的所述行星齒輪(83.10)通過支承抵靠所述太陽齒輪(2)和所述環形齒輪(16)而相對于彼此被預加載。
15.根據權利要求14所述的行星齒輪單元(1),其特征在于，在被預加載的狀態下，設置在所述第一行星架(3)處的所述至少一個行星齒輪(54.7)的齒面支承抵靠所述環形齒輪(16)的齒面的第一側和所述太陽齒輪(2)的齒面的第一側，并且設置在所述第二行星架(4)處的所述至少一個行星齒輪(8330)的齒面支承抵靠所述環形齒輪(16)和所述太陽齒輪(2)的所述齒面的第二側，所述第二側與所述太陽齒輪(2)和所述環形齒輪(16)的所述齒面的所述第一側相對設置。
【文檔編號】F16H55/18GK103836124SQ201310594014
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】斯特凡·韋斯特霍爾特, 奧拉夫·克萊因 申請人:麥克森發電機股份公司