CN109798354A - 行星架、具有该架的行星齿轮及具有该行星齿轮的电机-齿轮单元 - Google Patents

行星架、具有该架的行星齿轮及具有该行星齿轮的电机-齿轮单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于将至少一个行星轮(12)支承在供用于调节两个可相互调节的组件的调节装置用的行星齿轮(40)中的行星架，其中行星轮包括行星轮轴(28)，行星轮轴具有从行星轮伸出的第一轴部(30)和第二轴部(32)；行星架(10)包括具有外表面(16)的管状基体(14)，布置在基体(14)中并穿透其的至少一个通道(20)，源自通道(20)且源自外表面(16)的第一支承部(22)和第二支承部(24)，其中第一和第二支承部(22，24)构成可旋转地容纳第一和第二轴部(30，32)，并且行星架(10)包括用于将第一和第二轴部(30，32)固定在支承部(22，24)中的至少一个固定装置(36)。

Description

行星架、具有该架的行星齿轮及具有该行星齿轮的电机-齿轮 单元
技术领域
本发明涉及用于将至少一个行星轮支承在供用于调节两个可相互调节的构件的调节装置用的行星齿轮中的行星架。另外，本发明涉及包括这种行星架的行星齿轮。此外，本发明涉及具有这种行星齿轮的电机-齿轮总成。
背景技术
行星齿轮用于许多动力传动***中，因为它们能够在小空间内实现大的增速或减速传动比。其一个应用范围是机动车辆的辅助驱动器，可相互调节的两个车辆部件利用该辅助驱动器能够相对于彼此移动。这种辅助驱动器的一个例子是机电致动器总成，其尤其用于促动机动车辆的停驻刹车。其他的辅助驱动器例如用于座椅纵向调节、后挡板调节、车窗升降器和滑动顶棚调节。由于在机动车辆中可供使用的空间有限，行星齿轮可在这里特别好地发挥其优势。
另一个应用范围例如是建筑物的窗户和卷帘的驱动器，其在被称为“智能家居(Smart Home)”的建筑物日渐增加的数字化进程中起着越来越重要的作用。
在辅助驱动器中，几乎无例外地使用电动机作为驱动源。通常使用的电动机经常以相对较高的速度旋转，因此需要高的减速变速器，以便能够以期望的、相对慢的运动来相对于彼此调节组件。此外，电动机输出的扭矩经常不足以使组件移动，因此出于这个原因也是需要减速变速器的。
尽管已知的行星齿轮能够提供高的增速或减速传动比，但它们在某些应用范围中是不足的，因此人们被迫使用两级或多级传动装置，其中两个或更多个行星齿轮布置在动力传动***中。由此，动力传动***的复杂性增加，借此与单级行星齿轮相比，制造变得复杂，故障可能性增加且安装空间增大。
一种提高行星齿轮的增速或减速传动比的可能性是使用所谓的“同轴齿轮”。通常行星齿轮的齿轮设计为正齿轮。在同轴齿轮中，太阳轮设计为蜗杆，行星轮设计为具有相适配的行星轮齿轮齿。环形齿轮具有与行星轮齿轮齿相对应的内轮齿。
这种同轴齿轮一个特别值得注意的特征是以下事实，即，行星轮轴不平行于蜗杆的旋转轴线延伸，而是偏斜于其延伸。至少在这个方面，术语“同轴齿轮”是不准确地，因此下面将这种齿轮称作蜗杆行星齿轮。这种蜗杆行星齿轮在例如WO 2015/036328 A1和EP 2166 252 A1中公开。除了高的增速或减速传动比之外，这种蜗杆行星齿轮提供了没有多少噪声形成的平滑运转行为。
为了可旋转地支承行星轮，行星架可具有连接至行星架的行星轮轴，例如WO2014/095966 A1中已知的。行星轮轴也可与行星架一件式构成，如例如EP 2 860 338 A2中描述的。
在行星轮轴偏斜于行星架轴线延伸时，这种用于支承行星轮的概念是不合适的。特别地，提供精确对准的行星轮轴是困难且复杂的。
发明内容
因此，本发明一个实施方式的目的是提供一种易于制造的行星架，行星轮轴可精确地对准和安装在其中。此外，本发明一个实施方式的目的是提供一种易于制造的行星齿轮，行星轮轴可精确地对准和安装在其中。另外，本发明一个实施方式的目的是提供一种具有这种行星齿轮的电机-齿轮总成。
这些目的由权利要求1、10和11中所述的特征实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明的一个实施方式涉及用于将至少一个行星轮支承在供用于调节两个可相互调节的构件的调节装置用的行星齿轮中的行星架，其中行星轮包括行星轮轴，该行星轮轴具有从行星轮突出的第一轴部和从行星轮突出的第二轴部；并且该行星架包括具有外表面的管状基体，布置在基体中且穿透基体的至少一个通道，从通道且从外表面出来的第一支承部，以及从通道且从外表面出来的第二支承部，其中所述第一和第二支承部设计成可旋转地容纳第一和第二轴部，并且行星架包括用于将第一和第二轴部固定在支承部中的至少一个固定装置。
行星架的管状基体围住内部，在已安装行星轮的状态下，太阳轮布置在该内部中。穿透基体的通道使得行星轮能够与太阳轮啮合。因此，行星轮以通过通道部分地伸入到内部中的方式支承在行星架中。
第一和第二支承部源自基体的外表面且源自通道。换句话说，支承部由布置在基体中的凹陷部形成。由于支承部源自基体的表面，因此径向向外敞开，支承部也可相对容易地制造，特别地也是因为支承部可很好地从外部接近。由于这个原因，行星架也可容易地安装。为此，行星轮只要从外部***到支承部中并使用固定装置固定。特别地，可在将行星轮***到支承部中之前，将行星轮轴连接至行星轮。也可使用具有集成的行星轮轴的行星轮。具有集成的行星轮轴的行星轮可例如注塑成型，由此行星轮和行星轮轴形成一件式构件。在这两种情况下，包括行星轮和行星轮轴的模块单元在***到支承部中之前完成。因此在所提出的行星架的安装期间，不需要将行星轮轴相对于行星轮对准。若行星轮和行星轮轴已***到行星架中，例如呈盖状的固定装置也可从外部***到支承部中，由此将行星轮轴固定在其位置处。固定装置本身可借助摩擦锁定或借助结合在行星架上的粘合剂来紧固。至于行星架，它也适用于易于安装的固定装置，因为其能够从外部***到支承部中的可能性。替代地，固定装置可由基体形成，由此固定装置不是附加的构件。
使用调节装置可相互调节的构件可以是车辆部件，例如车辆座椅，后挡板，车窗或滑动顶棚。然而，构件也可以是建筑物或船舶的窗户、百叶窗或卷帘。配备有所提出的行星架的调节装置的声学特性与已知的调节装置显著不同，由此可实现低噪声形成。
根据另一实施方式，固定装置设计为由基体形成的可弹性变形的凸出部，由此轴部可夹住或夹在支承部中。在该实施方式中，固定装置不构成单独的构件，而是集成在行星架的基体中。由此，进一步简化了行星架的安装，因为行星轮与其行星轮轴只须压入到支承部中。由于无须保持固定装置，也简化了装配的物流。因此省去了用于保管固定装置的单独库存。此外，凸出部形成底切部，由此增加了支承部的承载部分并且改善了行星轮在行星架中的支承。
根据一改进的实施方式，固定装置设计为由基体形成的塑性变形的凸出部。在该实施方式中，行星轮轴首先置于支承部中，随后基体以形成塑性变形的凸出部的方式变形。在该实施方式中，固定装置也不构成为单独的构件，而是集成到行星架的基体中。此外，在该实施方式中，凸出部也形成将行星轮轴保持在支承部中的底切部。
在一改进的实施方式中，支承部可各具有用于限定行星轮的轴向移动性的限定表面。取决于固定装置的实施方式，固定装置也可限定行星轮的轴向移动性，但这并不代表为各支撑部提供限定表面额外的制造费用。限定表面以为提供支承部而必须从管状基体移除的材料体积也保持的低的方式限定行星架内的支承部。此外，支承部在整个圆周上是闭合的。因此，行星架具有相对较高的扭转刚度。
即使行星轮轴使用压入配合紧固在行星架中，行星轮轴在操作中倾向于沿着由行星轮轴限定的旋转轴线的方向移动，行星轮绕该旋转轴线旋转。因此，限定表面用作行星轮轴的止挡件。行星轮一定的轴向间隙是必须的以防止例如在温度变化的情况下卡住行星齿轮。该轴向间隙可使用限定表面的布置和行星轮轴的长度来设定。该间隙尤其以行星轮不能贴住通道的方式进行选择，从而不会影响行星轮的可旋转性。
在一改进的实施方式中，管状基体可限定行星架轴线，并且支承部布置成使得当轴部容纳在支承部中时，行星轮轴偏斜于行星架轴线延伸。在这种情况下，行星齿轮设计成螺旋轮-行星齿轮。原则上，所提出的行星架也可用于其中行星轮轴平行于行星架轴线延伸的传统行星齿轮。上述优点在传统的行星齿轮中也是完全适用的。在其中行星轮轴偏斜于行星架轴线延伸的螺旋轮-行星齿轮中，行星架是难以制造的复杂构件。特别地，行星轮轴的精确对准只能以极大的努力来在制造上实现，这使得制造复杂化。
在所提出的行星架中，用于产生支撑部和相对于行星架轴线的平行线转动期望角度的通道的额外制造费用保持在可掌控的限度内。行星架的安装不受影响或仅受到行星轮轴相对于行星架轴线偏斜对准的不显著的影响。
由此，使用所提出的行星架可实现的优点尤其适用于螺旋轮-行星齿轮。
在另一实施方式中，行星轮可具有带凸度的行星轮齿轮齿。尤其是在同轴齿轮中，凸度提供了与太阳轮特别均匀的啮合，由此可实现良好的平稳运行和低噪声形成。
一改进的实施方式的特征在于行星轮具有带齿廓重合度的行星轮齿轮齿。齿廓重合度也有助于良好的平稳运行和低噪声形成。
根据另一实施方式，行星架由塑料制成或者包括塑料。尤其是与由金属制成的行星架相比，使用塑料制成的行星架可特别的轻，这导致例如减轻了车辆的重量。
另一实施方式的特征在于行星架是注塑成型的。所提出的行星架可以采用注塑成型方法成本有效地大批量制造。由于支承部径向向外敞开，支承部可良好地径向脱模，由此所提出的行星架尤其适合于采用注塑成型方法制造。
本发明的一个实施方式涉及供用于调节两个可相互调节的构件的调节装置用的螺旋轮-行星齿轮，包括根据上述实施方式中任一项所述、限定行星架轴线的行星架；绕行星轮轴可旋转地支承在行星架中并具有行星轮齿轮齿的至少一个行星轮，其中行星轮轴偏斜于行星架轴线延伸；绕行星架轴线可旋转地支承并具有螺旋轮齿轮齿的螺旋轮轴，其中螺旋轮齿轮齿与行星轮齿轮齿相啮合；以及具有内齿轮齿的内螺旋轮，其中内齿轮齿与行星轮齿轮齿相啮合。
本发明的一个实施方式涉及尤其供用于调节两个可相互调节的构件的调节装置用的电机-齿轮总成，包括电动机和根据上述实施方式所述的螺旋轮-行星齿轮，其中电动机具有以旋转固定方式连接至螺旋轮轴的电动机轴。
使用所提出的螺旋轮-行星齿轮和所提出的电机-齿轮总成可实现的技术效果和优点对应于已针对本行星架所讨论的那些。总之，应注意，由于所提出的行星架的设计，可简化行星齿轮和电机-齿轮总成的安装。特别地，其中行星轮轴偏斜于行星架轴线延伸的螺旋轮-行星齿轮可以以简单的方式制造。
另一实施方式的特征在于，内螺旋轮以旋转固定方式连接至电动机。通常，与将内螺旋轮可旋转地、轴向固定地连接至电动机相比，将内螺旋轮以旋转固定的方式紧固在电动机上是更容易的。此外，电机-齿轮总成在外部不具有任何可旋转部件，因为内螺旋轮围住了旋转的行星架，由此可提高电机-齿轮总成操作的安全性。
此外，本发明涉及所提出的行星架在车辆中用于调节两个可相互调节的车辆部件的调节装置中的用途。
附图说明
下面参照附图更详细地说明本发明的示例性实施方式。附图中：
图1a)是所提出的具有三个行星轮的行星架的示例性实施例的立体图，其中三个行星轮处于未安装状态；
图1b)示出处于已安装状态的图1a)中的行星架；
图2基于局部剖视示出图1b)中所示的已安装的行星架；
图3以剖视示出图2中一区域的放大图；以及
图4示出具有图1a)至3所示的行星架的电机-齿轮总成的局部剖视图。
具体实施方式
图1a)示出所提出的具有三个行星轮12的行星架10的示例性实施例的立体图，其中三个行星轮12处于未安装状态。图1b)示出图1a)中所示的行星架10处于已安装状态。
行星架10包括具有外表面16的管状基体14。管状基体14围住内部18，该内部18能够在图4中最佳地看出。此外，基体14界定了行星架轴线AP。
管状基体14具有从外表面16朝向内部18穿透基体14的三个通道20。另外，各源自通道20且源自外表面16的第一支承部22和第二支承部24布置在基体14的每个通道20中。因此，支承部22，24引入到通道20中并朝外表面16敞开。支承部22，24仅部分地穿透基体14，因此没有实现至内部18的连接。因此，支承部22，24各具有壳状底部25(见图2和3)。此外，支承部22，24各具有限定表面26。
三个行星轮12各包括具有第一轴部30和第二轴部32的行星轮轴28，该第一轴部30和第二轴部32各从行星轮12上突出。行星轮12各设有具有凸度B和齿廓重合度εα的行星轮齿轮齿34。
为了安装行星架10，行星轮12设有行星轮轴28。行星轮轴28可由例如金属制成，行星轮12压在该行星轮轴28上。替代地，行星轮12和行星轮轴28可单件式实现，为此，建议行星轮轴28和行星轮12由塑料制成。
随后，将设有行星轮轴28的行星轮12***到通道20和两个支承部22，24中，直到行星轮轴28置于支承部22，24的底部25上。如可从图1a)和1b)中看出的，在这种情况下，行星轮12从通道20径向向外伸出超过行星架10的外表面16。从图4可看出，行星轮12伸入到内部18中。
通道20和支承部22，24设置成当轴部30，32容纳在支承部22，24中时，行星轮轴28偏斜于行星架轴线AP延伸。行星轮12的轴向移动性由限定表面26限定。当提及行星轮12的轴向移动性时，这指的是沿着由行星轮轴28和支承部22，24限定的旋转轴线的移动，行星轮12可绕该旋转轴线在行星架10中旋转。
限定表面26轴向终止了支承部22，24，因此为提供支承部22，24而使用的基体14的材料体积很小。与支承部22，24在没有端壁26的情况下伸到基体14中相比，基体14的扭转刚度增加了。
行星轮轴28的尺寸设定为允许行星轮12一定的轴向移动性。然而，该轴向移动性选择为使得行星轮12在通道20中不能贴住基体14。由此确保了行星轮12的旋转能力。
在图2和3中以局部剖视图示出已安装的行星架10。特别地，从图3中可看出，行星架10具有固定装置36，使用其可将行星轮轴28的轴部30，32固定在支承部22，24中。在所示的示例性实施例中，固定装置36设计为弹性凸出部38，其由基体14形成并伸入到支承部22，24中。在将轴部30，32***到支承部22，24中的过程中，凸出部38短暂变形。当轴部30，32置于支承部22，24的底部25上时，凸出部38返回到其初始形状并形成底切部，由此轴部30，32以互锁方式固定在支承部22，24中。因此，轴部30，32可夹到支承部22，24中。此外，底切部增加了支承部22，24的承载部分，由此增强了轴部30，32的支承。
在图4中，以局部剖视图示出电机-齿轮总成39，其包括具有图1至3中所示的行星架10的螺旋轮-行星齿轮40。此外，螺旋轮-行星齿轮40包括具有螺旋轮齿轮齿44的螺旋轮轴42，该螺旋轮齿轮齿44与行星轮齿轮齿34相啮合。此外，螺旋轮-行星齿轮40包括具有内齿轮齿48的内螺旋齿轮46，该内齿轮齿48啮合在行星轮齿轮齿34中。螺旋轮轴42使用球轴承50轴向和径向安装，其中球轴承50布置在轴承容纳部52中。
此外，电机-齿轮总成39包括具有电动机轴56的电动机54，该电动机轴56从电动机54中伸出。螺旋轮轴42形成电动机轴容纳部58，电动机轴56以旋转固定方式啮合在该电动机轴容纳部58中。轴承容纳部52以旋转固定方式紧固在电动机54上。此外，内螺旋轮46以旋转固定方式连接至轴承容纳部52。由于内螺旋轮46以旋转固定方式紧固在轴承容纳部52上，于是以旋转固定方式间接地紧固在电动机54上，电动机轴56的旋转转换成行星架10的旋转。行星架10具有驱动装置60，未示出的输出轴可以旋转固定方式连接至该驱动装置60。
附图标记说明：
10 行星架
12 行星轮
14 基体
16 外表面
18 内部
20 通道
22 第一支承部
24 第二支承部
25 底部
26 限定表面
28 行星轮轴
30 第一轴部
32 第二轴部
34 行星轮齿轮齿
36 固定装置
38 凸出部
39 电机-齿轮总成
40 螺旋轮-行星齿轮
42 螺旋轮轴
44 螺旋轮齿轮齿
46 内螺旋轮
48 内齿轮齿
50 球轴承
52 轴承容纳部
54 电动机
56 电动机轴
58 电动机轴容纳部
60 驱动装置
AP 行星架轴线
B 凸度
εα 齿廓重合度

Claims (12)

1.一种用于将至少一个行星轮(12)支承在供用于调节可相对于彼此调节的两个组件的调节装置用的行星齿轮(40)中的行星架，其中
-所述行星轮(12)包括行星轮轴(28)，所述行星轮轴(28)具有从所述行星轮(12)伸出的第一轴部(30)和从所述行星轮(12)伸出的第二轴部(32)，并且
所述行星架(10)包括：
-具有外表面(16)的管状基体(14)；
-布置在所述基体(14)中并穿透所述基体(14)的至少一个通道(20)；
-源自所述通道(20)且源自所述外表面(16)的第一支承部(22)；以及
-源自所述通道(20)且源自所述外表面(16)的第二支承部(24)，其中
-所述第一和第二支承部(22，24)设计为可旋转地容纳所述第一和第二轴部(30，32)，并且
-所述行星架(10)包括用于将所述第一和第二轴部(30，32)固定在所述支承部(22，24)中的至少一个固定装置(36)。
2.根据权利要求1所述的行星架，其特征在于，所述固定装置(36)设计为由所述基体(14)形成的可弹性变形的凸出部(38)，由此所述轴部(30，32)能够夹或夹入到所述支承部(22，24)中。
3.根据权利要求1所述的行星架，其特征在于，所述固定装置(36)设计为由所述基体(14)形成的塑性变形的凸出部(38)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的行星架，其特征在于，所述支承部(22，24)各具有用于限定所述行星轮(12)的轴向移动性的限定表面(26)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的行星架，其特征在于，所述管状基体(14)限定行星架轴线(AP)，并且所述支承部(22，24)布置成使得当所述轴部(30，32)容纳在所述支承部(22，24)中时，所述行星轮轴(28)偏斜于所述行星架轴线(AP)延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的行星架，其特征在于，所述行星轮(12)具有带凸度(B)的行星轮齿轮齿(34)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的行星架，其特征在于，所述行星轮(12)具有带齿廓重合度(εα)的行星轮齿轮齿(34)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的行星架，其特征在于，所述行星架(10)由塑料制成。
9.根据权利要求8所述的行星架，其特征在于，所述行星架(10)注塑成型。
10.一种螺旋轮-行星齿轮，尤其供用于调节可相对于彼此调节的两个组件的调节装置，包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的行星架(10)，所述行星架(10)限定行星架轴线(AP)；
-至少一个行星轮(12)，所述至少一个行星轮(12)绕行星轮轴(28)可旋转地安装在所述行星架(10)中并具有行星轮齿轮齿(34)，其中所述行星轮轴(28)偏斜于所述行星架轴线(AP)延伸；
-螺旋轮轴(42)，所述螺旋轮轴(42)绕所述行星架轴线(AP)可旋转地安装并具有与所述行星轮齿轮齿(34)啮合的螺旋轮齿轮齿(44)；以及
-内螺旋轮(46)，所述内螺旋轮(46)具有与所述行星轮齿轮齿(34)啮合的内齿轮齿(48)。
11.一种电机-齿轮总成，尤其供用于调节可相对于彼此调节的两个组件的调节装置，包括：
-电动机(54)；和
-根据权利要求10所述的螺旋轮-行星齿轮(40)，其中
-所述电动机(54)具有电动机轴(56)，所述电动机轴(56)以旋转固定方式连接至所述螺旋轮轴(42)。
12.根据权利要求11所述的电机-齿轮总成，其特征在于，所述内螺旋轮(46)以旋转固定方式连接至所述电动机(54)。
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