CN114207321B - 具有多级行星齿轮组和正齿轮差速器的紧凑的变速器装置 - Google Patents

具有多级行星齿轮组和正齿轮差速器的紧凑的变速器装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的变速器装置(1)，包括多级行星齿轮组(2)和经由共同的行星齿轮架(4)连接的正齿轮差速器(3)，所述正齿轮差速器具有第一和第二行星齿轮组(6，7)，所述第一和第二行星齿轮组成对地彼此啮合，其中每个行星齿轮组(6，7)各包括一个太阳轮(13，14)，所述太阳轮旋转固定地与正齿轮差速器(3)的输出轴(15，16)连接，经由输入轴引入到变速器装置(1)中的扭矩从多级行星齿轮组(2)传输到正齿轮差速器(3)中并且随后传输到输出轴(15，16)上从而传输到被驱动的车轮上，其中多级行星齿轮组(2)的啮合平面与正齿轮差速器(3)的至少一个太阳轮(13，14)径向重叠，其中多级行星齿轮组(2)的补偿轮栓(10，11)相对于太阳轮(13，14)以径向间距引导穿过正齿轮差速器(3)的啮合平面并且在端侧径向地和轴向地固定差速器盖(12)，并且行星齿轮架(4)经由浮动轴承(34)以及在相对侧借助于差速器盖(12)经由固定轴承(36)在壳体(4)中支承，所述浮动轴承由多级行星齿轮组(2)的输入太阳轮(39)和形成双行星齿轮的正齿轮(17)的齿接合得到。

Description

具有多级行星齿轮组和正齿轮差速器的紧凑的变速器装置
技术领域
本申请涉及用于机动车的变速器装置，包括多级行星齿轮组和经由共同的行星齿轮架连接的正齿轮差速器。
背景技术
DE 10 2015 214 031 A1示出用于机动车的变速器装置，所述变速器装置包括变速器输入级和经由共同的行星齿轮架与此连接的差速器。构造成正齿轮差速器的差速器具有两个行星齿轮组，其中其行星齿轮与分开的太阳轮啮合。此外，差速器的两个行星齿轮组成对地彼此啮合。变速器输入级具有驱动太阳轮，所述驱动太阳轮与第一行星齿轮组啮合，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组抗扭地连接。
从EP 2 821 672 A1中已知一种与电驱动单元相关联的变速器装置，包括作为输入轴的转子轴以及差速器和构成为行星齿轮变速器的、也称作为变速器输入级的多级行星齿轮组，其太阳轮与输入轴相关联。构成为正齿轮差速器的差速器包括行星齿轮作为补偿轮以及太阳轮作为从动轮，其中每个太阳轮与输出轴相关联。经由输入轴引入的扭矩经由多级行星齿轮组导入到正齿轮差速器中并且从那里传输到输出轴上并且随后传输到被驱动的车轮上。输入轴形成空心轴，输出轴之一引导穿过所述空心轴。
发明内容
本发明基于如下目的，实现一种用于驱动装置的至少沿轴向方向紧凑的变速器装置，所述变速器装置可简单地安装和可成本适宜地实现。
根据本发明提出，多级行星齿轮组的行星齿轮栓穿过正齿轮差速器的啮合平面相对于其太阳轮具有径向间距地设置，并且补偿轮栓此外在背离多级行星齿轮的端部处径向地和轴向地固定差速器盖。为了支承行星齿轮架而提出，所述行星齿轮架在变速器装置的驱动侧经由大的行星齿轮的运转齿部作为浮动轴承以及在相对侧借助于差速器盖经由固定轴承在变速器装置的壳体中支承。
由于根据本发明的、包括正齿轮差速器的轴向扩展的构思，有利地，可实现轴向紧凑的正齿轮差速器，所述正齿轮差速器同时积极地影响整个变速器装置的所需要的结构空间。由于沿径向方向扩展的正齿轮差速器，至少在多级行星齿轮组和正齿轮差速器的啮合平面之间出现径向重叠。为了实现所述解决方案，多级行星齿轮组的行星齿轮栓轴向延长，使得所述行星齿轮栓能够实现引导和固定差速器盖。有利地，根据本发明的紧凑的构思引起行星齿轮架的期望的较小的变形，所述较小的变形积极地影响变速器装置的扭转刚度。
此外，所述根据本发明的紧凑的结构方式能够实现对于变速器装置的各个构件的替选的、成本适宜的生产方法，如冷成型的方法，例如深冲、冲制或挤压，这即使在壁厚降低的情况下也整体上确保改进的刚度。
行星齿轮架的根据本发明构造的支承装置在驱动侧包括浮动轴承，所述浮动轴承由大的双行星齿轮与输入太阳轮的啮合接合得到。在从动侧，抗扭地与行星齿轮架连接的差速器盖优选地经由构成为深沟球轴承的固定轴承在变速器装置的变速器壳体中支承。
根据注重变速器装置的轴向紧凑的结构方式的一个有利的设计方案中，根据本发明，正齿轮差速器的太阳轮靠近行星齿轮架安置。为了实现尽可能小的轴向间距，在行星齿轮架的导向支撑结构中靠近补偿轮栓分别局部地引入凹部，所述凹部能够实现太阳轮的无阻碍的旋转。
正齿轮差速器的一个优选的结构设计方案提出，正齿轮差速器的外包络圆设计成小于所属的齿圈的内齿部的齿顶圆。借助所述措施，出现简化的安装顺序，因为在经由行星齿轮安装正齿轮差速器之前取消齿圈的接合。
根据本发明，正齿轮差速器的补偿轮栓在安装状态中形状配合地经由差速器盖的和行星齿轮架的构件几何形状轴向固定。优选地，在此，补偿轮栓借助一个端侧***到行星齿轮架的盲孔中并且借助另一端侧装入到差速器盖的孔中并且在差速器盖的径向向内的边缘处支撑。由于成本原因可以弃用补充的形状配合的和/或材料配合的扭转止动。
多级行星齿轮组的行星齿轮栓的耐久的位置固定分别借助于在行星齿轮栓的两个柔软的端部处的压接部进行。行星齿轮栓的压接部产生在差速器盖和行星齿轮架处的无间隙的固定，所述固定不要求栓在行星齿轮架中的补充的压配合。
压接部引起耐久的、也承受高的机械要求的连接，如例如在变速器装置的运行状态中出现的振动。
优选地，为了压接行星齿轮栓，使用具有特殊轮廓的压接工具，所述轮廓首先具有锐角，所述锐角随后越来越平缓地构成，由此随着轴向压接路径增大，变形同时提高。借助所述措施，在压接力保持不变时，压接部的可负荷性可以提高。行星齿轮栓的也应称为压接标志的压接部此外引起行星齿轮架的改进的扭转刚度，这例如积极地影响行星齿轮的支承，减少齿轮的啮合力从而优化整个变速器装置的使用寿命。
多级行星齿轮组是自由的，其中也称作为正齿轮的行星齿轮经由构成为滚针环的滚动轴承支承。在此，全部行星齿轮经由行星齿轮栓以及滚针环定心。行星齿轮组的对于负载补偿所需要的释放经由所属的齿圈进行。对于多级行星齿轮组的也称作为传动齿部的分别与行星齿轮栓相关联的正齿轮，为了成本适宜的制造，设有至少6mm的轴向间距。
变速器装置包括润滑设备，其中为了有针对性地润滑正齿轮差速器的和多级行星齿轮组的可转动地支承的补偿轮或正齿轮，所属的补偿轮栓具有盲孔或安装相关地在一侧闭合的纵向孔。优选地，在端侧在正齿轮差速器的补偿轮栓中***油底壳。经由也应称作为导向板的、优选环绕地连接全部行星齿轮栓的油底壳，在运行状态中油或油雾由于离心力被容纳在变速器装置内，随后被导向到纵向孔中并且从那里经由行星齿轮栓的径向孔输送给支承装置。
与多级行星齿轮组相关联的行星齿轮栓优选地在纵向孔中在中心形成分隔壁，以形成盲孔，使得进入的润滑油随后经由径向孔可以流向正齿轮的轴向错开的轴承。
优选地，为了制造多级行星齿轮组和/或正齿轮差速器的齿部，适合的是强力刮齿。强力刮齿是用于制造齿部的连续的切削加工的方法。所述生产工艺将滚动铣切和通过借助轴向进给的连续的滚动引起的碰撞组合在一起，并且能够实现生产内齿部和外齿部。提出的强力刮齿在较大的间距的情况下能够实现较高的十字轴角，由此能够降低刀具磨损从而降低成本。为了实现整体上成本适宜的制造，多级行星齿轮组的齿部优选地轴向地相互间以至少6mm的间距设置。
根据本发明紧凑构造的、包括正齿轮差速器以及多级行星齿轮组的变速器装置优选地适合于机动车的电驱动单元的动力总成。例如适合的是，将变速器装置与电动机耦联，以形成所谓的E车桥。E车桥是对于纯电动车的电驱动或混动应用的解决方案。在E车桥的情况下，构件，如马达、车桥和变速器，组合成结构单元，所述构件以常规的结构方式分开使用。
附图说明
下面根据在三个附图中示出的实施例详细描述本发明。本发明然而不限于示出的实施例。附图示出：
图1示出根据本发明构造的、包括正齿轮差速器以及多级行星齿轮组的变速器装置的纵剖面；
图2示出根据图1的变速器装置的正齿轮差速器和多级行星齿轮组的局部的三维图；
图3示出正齿轮差速器的行星齿轮组以及多级行星齿轮组的齿轮的前视图；
图4示出贯穿变速器装置的正齿轮差速器的细节图。
具体实施方式
下面对实施例的附图的描述应用于更好地理解本发明。在此，相同的构件设有一致的附图标记。
在图1中绘制根据一个优选的实施例的根据本发明的变速器装置1的各个构件的构造和布置，其中在图1中未示出变速器装置1的全部构件。例如与机动车的电驱动器的动力总成(未示出)相关联的变速器装置1分成多级行星齿轮组2以及正齿轮差速器3。在也称作为传动部段或减速级的多级行星齿轮组2中，例如由E马达(未示出)导入的驱动扭矩由高的输入转速转换或减少到低的输出转速。所实现的输出扭矩随后经由正齿轮差速器3分配到其与机动车的驱动轮连接的输出轴上。对于多级行星齿轮组2以及正齿轮差速器3设有行星齿轮架4，所述行星齿轮架***变速器装置1的壳体5中。
行星齿轮架4在驱动侧经由在包围输出轴15的输入太阳轮39和大的行星齿轮17之间的例如构成为浮动轴承34的啮合接合可转动地支承。行星齿轮架4的从动侧的支承经由固定轴承36进行。对此，设有深沟球轴承，所述深沟球轴承***在变速器装置1的变速器壳体5的容纳部37和差速器盖12的柱形的、轴向突出的凸肩38之间，所述凸肩扭转刚性地与行星齿轮架4连接。
正齿轮差速器3如在图2中示出的那样包括两个行星齿轮组6、7，所述行星齿轮组具有彼此不同地设计尺寸的补偿轮，即宽的补偿轮8和窄的补偿轮9，所述补偿轮分别在所属的补偿轮栓10、11上可转动地支承，所述补偿轮栓抗扭地***到行星齿轮架4的以及差速器盖12的所属的孔中。在径向内侧，补偿轮8、9分别与太阳轮13、14啮合，其中每个太阳轮13、14旋转固定地与输出轴15、16连接。
多级行星齿轮组2包括传动齿部，其中各两个轴向错开的、具有倾斜齿部的并且彼此连接的、也称作为行星齿轮的正齿轮17、18经由滚动轴承19、20可转动地在行星齿轮栓21上支承，所述正齿轮与另外的齿轮(未示出)接合。作为滚动轴承19、20优选适合的是滚针环(KZK)。为了实现成本适宜的生产，两个彼此错开的、尺寸不同设计的正齿轮17、18以≥6mm的轴向间距设置。此外，多级行星齿轮组2或其行星齿轮栓21在安装状态中与太阳轮13、14从而与正齿轮差速器3的啮合平面重叠。注重变速器装置1的轴向紧凑的结构形式地，正齿轮差速器3的太阳轮13的啮合平面轴向靠近行星齿轮架4安置。为了实现尽可能小的轴向间距，在行星齿轮架4的导向支撑结构中局部地引入用于太阳轮13的凹部33。
多级行星齿轮组2的行星齿轮栓21的耐久的位置固定借助于在行星齿轮栓21的两个柔软的端部处的压接部22、23进行。有利地，压接部22、23在行星齿轮栓21的环周上分布地设置，由此行星齿轮栓21力配合地和/或形状配合地与差速器盖12或行星齿轮架4连接和转动固定和位置固定地紧固。为了润滑多级行星齿轮组2的正齿轮17、18的滚动轴承19、20，在行星齿轮栓21中引入盲孔24，在运行状态1中从朝向输出轴16定向的侧，润滑油流入到所述盲孔中，并且经由行星齿轮栓21的径向孔25进入到轴向地由滚动轴承19、20限界的环形空间26中。
图2和图3在不同的视图中图解说明正齿轮差速器3的行星齿轮组6、7的布置或安装位置以及多级行星齿轮组2的形成传动齿部的、也称为双行星齿轮的正齿轮17、18，以实现沿轴向方向紧凑的变速器装置1。在图2中，多级行星齿轮组2的引导穿过正齿轮差速器3的啮合平面的行星齿轮栓21在此距正齿轮差速器3的太阳轮13、14具有径向间距地伸展。
在根据图4的变速器装置1的细节剖面中，尤其示出补偿轮栓10的安装位置以及正齿轮差速器3的补偿轮8、9的润滑。在安装状态中，补偿轮栓10装入到行星齿轮架4的盲孔27中并且在相对侧轴向地在差速器盖12的径向向内的边缘28处固定。为了补偿轮8的构成为滑动轴承的支承装置29有针对性地加载润滑油，在端侧在补偿轮栓10的纵向孔30中***油底壳31。由油底壳31容纳的润滑油导向到纵向孔30中，所述润滑油随后经由行星齿轮栓10的径向孔32输送给支承装置29。
附图标记说明
1变速器装置2多级行星齿轮组3正齿轮差速器4行星齿轮架5壳体6行星齿轮组7行星齿轮组8补偿轮(宽)9补偿轮(窄)10补偿轮栓11补偿轮栓12差速器盖13太阳轮14太阳轮15输出轴16输出轴17正齿轮18正齿轮19滚动轴承20滚动轴承21行星齿轮栓22压接部23压接部24盲孔25径向孔26环形空间27盲孔28边缘29支承装置30纵向孔31油底壳32径向孔33凹部34浮动轴承35运转齿部36固定轴承37容纳部38凸肩39输入太阳轮S正齿轮的间距。

Claims (10)

1.一种用于机动车的变速器装置，包括多级行星齿轮组（2）和经由共同的行星齿轮架（4）连接的正齿轮差速器（3），所述正齿轮差速器具有第一和第二行星齿轮组（6，7），所述第一和第二行星齿轮组成对地彼此啮合，其中每个行星齿轮组（6，7）各包括一个太阳轮（13，14），所述太阳轮旋转固定地与所述正齿轮差速器（3）的输出轴（15，16）连接，经由输入轴引入到在壳体（5）中集成的变速器装置（1）中的扭矩从所述多级行星齿轮组（2）传输到所述正齿轮差速器（3）中并且随后传输到所述输出轴（15，16）上从而传输到被驱动的车轮上，其中所述多级行星齿轮组（2）的啮合平面与所述正齿轮差速器（3）的至少一个太阳轮（13，14）径向重叠，
其特征在于，
所述多级行星齿轮组（2）的补偿轮栓（10，11）相对于所述太阳轮（13，14）以径向间距引导穿过所述正齿轮差速器（3）的啮合平面并且在端侧径向地和轴向地固定差速器盖（12），并且所述行星齿轮架（4）经由浮动轴承（34）以及在相对侧借助于所述差速器盖（12）经由固定轴承（36）在所述壳体（5）中支承，所述浮动轴承由所述多级行星齿轮组（2）的输入太阳轮（39）和形成双行星齿轮的正齿轮（17）的齿接合得到。
2.根据权利要求1所述的变速器装置，
其特征在于，
所述正齿轮差速器（3）的太阳轮（13）在安装状态中相对于所述行星齿轮架（4）以小的轴向间距安置，所述行星齿轮架对此局部地在所述补偿轮栓（10，11）的区域中分别具有凹部（33）。
3.根据权利要求1所述的变速器装置，
其特征在于，
所述正齿轮差速器（3）的外包络圆设计成小于所属的齿圈的内直径。
4.根据权利要求1所述的变速器装置，
其特征在于，
所述正齿轮差速器（3）的补偿轮栓（10，11）在安装状态中形状配合地经由所述差速器盖（12）的和所述行星齿轮架（4）的构件几何形状至少轴向固定。
5.根据权利要求4所述的变速器装置，
其特征在于，
所述多级行星齿轮组（2）的行星齿轮栓（21）在两个端部处借助于压接部（22，23）与所述行星齿轮架（4）或所述差速器盖（12）位置固定。
6.根据权利要求5所述的变速器装置，
其特征在于，
所述多级行星齿轮组（2）的正齿轮（17，18）经由滚动轴承（19，20）可转动地支承在所述行星齿轮栓（21）上。
7.根据权利要求4所述的变速器装置，
其特征在于，
为了润滑所述正齿轮差速器（3）的补偿轮（8，9）的支承装置（29），在端侧在所述补偿轮栓（10，11）的纵向孔（30）中***油底壳（31）。
8.根据权利要求5所述的变速器装置，
其特征在于，
为了润滑所述多级行星齿轮组（2）的正齿轮（17，18）的滚动轴承（19，20），所述行星齿轮栓（21）具有盲孔（24）以及径向孔（25）。
9.根据权利要求1所述的变速器装置，
其特征在于，
为了制造所述正齿轮差速器（3）的补偿轮（8，9）和/或所述多级行星齿轮组（2）的正齿轮（17，18）的齿部，设有强力刮齿。
10.根据上述权利要求中任一项所述的变速器装置，
其特征在于，
所述变速器装置（1）在由变速器装置（1）与电动机耦联的E车桥的动力总成中使用。
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