專利名稱：帶行星齒輪傳動裝置的軸式變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如主權利要求前序部分所述的軸式變速器(Wellgetriebe)。
背景技術：
這種變速器從DE 197 08 310 A1中已知，又稱環(huán)形帶變速器，帶有一個波動發(fā)生器(Wellgenerator)，其形狀是一個非圓的芯或者偏心于主動軸旋轉的圓盤，圓盤沿著韌帶的內表面滾動，在這里韌帶也稱作徑向彈性的滾動襯套。每個盤可以旋轉支承在一個與主動軸無相對旋轉的旋轉板上。但如果要求在真正的軸式變速器之前有一個輸入減速時，在任一篇先公開文件中所述盤都涉及在一個與主動軸無相對旋轉聯接的太陽輪上嚙合運轉的行星齒輪。這必然會造成齒盤的齒頂部引起韌帶的內表面受到不希望有的較高的、導致磨損的以及噪音很大的應力。
軸式變速器與裝在前面的行星齒輪變速器的類似結合可從DE 199 14555 A1中已知，也可從幾乎結構相同的DE199 14 556 A1中已知。這里行星齒輪與太陽輪外嚙合，也與變速器外殼上的一圈內齒嚙合，由于由此產生的徑向夾緊行星齒輪，在臨界載荷狀態(tài)下會導致局部過載從而損害結構。按照這里的結構，在每個行星齒輪處這種危險會更大，行星齒輪在韌帶內部的力連接運轉過程與在外殼內的形狀連接運轉過程無相對旋轉地耦聯，在這種軸線平行的力過渡過程中也沒有任何過載安全措施。
每個軸式變速器-又稱為諧和傳動或者環(huán)形帶變速器-作為主動軸與輸出軸同軸的、減速比很大的、能自行制動的系統的功能是基于，至少一個在一個輪圈中繞變速器軸線運轉的行星齒輪作為所謂的波動發(fā)生器使又稱為韌帶和環(huán)形帶的輪圈周圍徑向向外變形，由此輪圈外表面周圍局部壓向一個固定在外殼上的靜止空心齒輪的中空圓柱形的內表面，該空心齒輪的周長略大于輪圈周長，用作形狀穩(wěn)定的支撐環(huán)。因此，韌帶以其外表面通過摩擦面力連接地或者(在韌帶為齒帶時)通過齒形狀連接地在支撐環(huán)中滾動，其中由于支撐環(huán)與韌帶之間的周長差，韌帶繞變速器軸線的轉動比馬達驅動的波動發(fā)生器慢。這種相對驅動器慢得多的旋轉運動通過最好是帶齒的韌帶外表面?zhèn)鬟f到同樣帶齒的另一個外環(huán)的內表面上，該外環(huán)即在支撐環(huán)旁同軸布置但與支撐環(huán)相反不是靜止的而是可轉動的輸出環(huán)，該輸出環(huán)設計成例如罐形或者罩形并裝配了支承在變速器外殼內的輸出軸。這里，在韌帶到輸出環(huán)的齒中由于不同的周長(也就是不同的齒數)還可以實現轉速的進一步降低。
這種波動發(fā)生器的驅動通常通過裝有法蘭的高速運轉的低壓直流馬達完成，其馬達軸可同時用作變速器主動軸。其快速旋轉由軸式變速器減速至一個慢得多的旋轉運動從而相應的轉矩較大，這可有多種用途，例如用作馬達和空調管理的調節(jié)元件以及汽車中特別是代替手動作用的其它功能。當然，由于結構限制大減速比不可能有任意小的級差。因此，尤其是對中間減速范圍，有時在輸入側要借助一個行星齒輪傳動裝置給出一種在較大范圍內結構上可預定的輸入減速。
在這種軸式變速器中，波動發(fā)生器為此由兩個關于變速器軸線徑向對置的、端面帶齒的行星齒輪組成，這兩個行星齒輪支承在一個行星連桿上，即支承在一個可繞變速器軸線轉動的雙臂杠桿上，每個行星齒輪一方面與輸入側的主動中心太陽輪嚙合滾動，另一方面與固定在外殼上的支撐環(huán)嚙合滾動。與這兩個行星齒輪的每一個軸向錯置地支承了一個相對它可轉動的滾子，該滾子在行星齒輪旋轉運動過程中作為波動發(fā)生器使韌帶周向局部徑向向外變形。這是一種相當昂貴的結構，在這里應對變速器的無噪聲運轉有更高要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，簡化這種軸式變速器，使得在沒有明顯的功能損害情況下實現一種費用較低的但操作安全的結構。
按照主權利要求的特征組合，該任務是這樣解決的，即，完全取消了行星齒輪與外殼的齒嚙合，波動發(fā)生器滾子作為行星滾子形狀連接地直接由輸入側的太陽輪驅動，其方法是太陽輪與行星齒輪無相對旋轉的連接在一起。
由此取消了從行星齒輪到變速器外殼的高負荷的齒輪嚙合，也取消了為此所需要的特別制造費用以及由于齒輪嚙合產生的噪聲源。取而代之的是，由太陽輪形狀連接驅動的滾子以其滾動或摩擦表面在韌帶中滾動，而通常韌帶以其外表面不僅與固定在外殼上的支撐環(huán)局部周向嚙合，而且軸向直接相鄰地與同心于該支撐環(huán)可旋轉的輸出環(huán)局部周向嚙合。在韌帶的不帶齒的內表面上的這種滾動過程同時也起到一種滑動聯軸節(jié)的功能，這種功能在考慮到主動軸和輸出軸之間的轉矩情況下當變速器機械過載時會起作用。這意味著此時韌帶保持不動，波動發(fā)生器滾子在其中滑移，而不象韌帶外表面上的齒嚙合或者太陽輪和行星輪之間齒嚙合的情況可能導致動態(tài)的臨界超負荷。
其它的優(yōu)點和具體的設計方案和改進及優(yōu)點從其它權利要求和下面借助一個優(yōu)選實施例對本發(fā)明的解決方案的描述可知。附圖示出了帶有行星輪輸入級作為波動發(fā)生器的軸式變速器的軸向縱斷面，只限于結構上的主要零件，也不是完全按正確比例，為避免產生噪聲和超負荷，該波動發(fā)生器摩擦連接于韌帶上。


附圖中以軸向縱斷面草圖示出的可完全由塑料壓鑄而成的根據本發(fā)明設計的軸式變速器。
具體實施例方式
附圖中以軸向縱斷面草圖示出的可完全由塑料壓鑄而成的根據本發(fā)明設計的軸式變速器10具有一個外殼11，帶有一個大致圓盤狀的基板12。一個中心通孔13用于插入主動軸14，該主動軸可以直接是驅動馬達15的主軸?？?3的直徑大于軸14的直徑，因此此處不存在徑向支承功能，因為該功能由馬達軸承1承擔。否則，或者當基板12是馬達15的軸承蓋時，孔13配備有一個軸承16。與之相對，主動軸14如草圖所示支承在由軸承支承的輸出軸25中，以避免彎曲應力。
在圖示實施例中，基板12在其邊緣部位帶有異形設計以便形狀連接地裝納一個固定在外殼上的支撐環(huán)18，該支撐環(huán)18在其形狀穩(wěn)定的中空圓柱形內表面上帶有內齒19。這樣單獨制造然后再裝配到基板12上的支撐環(huán)18比與基板12一體的支撐環(huán)還有這樣的優(yōu)點，即其內齒19可以更精確地制造成圓形從而可實現變速器運轉噪聲特別小。
對面的蓋23表示外殼11的自由端面從而也是變速器10的端面，在其輸出側包括一個徑向軸承24用于一個同軸于主動軸14從而也同軸于變速器軸線22伸出的輸出軸25。該輸出軸與一個罐形的或者罩形的帶有形狀穩(wěn)定的內齒26的輸出環(huán)27無相對旋轉地連接，該輸出環(huán)在向著基板12方向軸向位于前面的固定于外殼上的支撐環(huán)18和蓋23的內側表面之間在外殼11中軸向被導向。
在兩個同軸固定的、軸向相鄰的環(huán)18-27中插入一個易彎曲的寬齒帶，帶有外齒29的徑向可變形的韌帶28。帶28軸向比兩個相鄰的形狀穩(wěn)定的環(huán)18，27的每一個都寬，因此在徑向凸起的弧形段上(從草圖可看出)同時與它們的兩個內齒19，26嚙合。最好韌帶28(與草圖中的原理圖相反)軸向與兩個環(huán)18-27加起來一樣寬，由此在基板12和輸出環(huán)2 7的罩形底部之間軸向導向。為了使韌帶2 8的由于徑向變形嚙合的弧形段在環(huán)18-27中環(huán)繞，韌帶28本身在其內部裝納一個波動發(fā)生器30，該波動發(fā)生器從變速器10外部由馬達使之旋轉運動。
韌帶28與位于其中央的波動發(fā)生器30通過主動軸14支承在變速器10的外殼11中。由于該主動軸14支承一個太陽輪31，通過太陽輪的外齒32在所示實施例中兩個行星齒輪33以其正齒34滾動，為此行星齒輪支承在一個相對太陽輪31軸向錯置的行星連桿35上，主動軸14以一定間隙穿過兩個行星齒輪。盡管在行星齒輪33的正齒34到韌帶28的內表面之間有一定徑向距離，但行星齒輪33無相對旋轉地裝備了滾子36，該滾子具有較大的直徑，以致滾子在摩擦作用下以其光滑內表面貼靠到韌帶28不帶齒的內表面上，以便使韌帶28為了其齒嚙合而局部向外壓到支撐環(huán)18和輸出環(huán)27的內表面中，而無需使用一種橫截面分級的韌帶。對于沒有傾斜的滾動過程，最好兩個軸向相互錯置的外環(huán)18和27的每一個分別在行星齒輪33的兩側有自己的行星滾子36；其中在行星齒輪和行星滾子之間的力連接形式的軸向聯接中存在另外一種滑動聯軸節(jié)功能用于可靠的過載保護。
在從驅動側固定的太陽輪31到帶齒的行星齒輪33的最好是齒輪旋轉連接中，主動軸14的轉速經歷一個結構上可細分級的第一減速，然后在韌帶28到外環(huán)18，27的齒中經歷對于真正軸式變速器10典型的很大的附加減速。力作用從主動軸14無相對旋轉地通過太陽輪31徑向傳到行星齒輪33上，從該處分別軸向平行地靠摩擦分到兩個行星滾子36上，最好同樣靠摩擦又徑向傳到只有外面帶齒的韌帶28中。因此在用于輸入減速的行星傳動裝置31-33和變速器外殼11之間，沒有咬合。因此，用作為波動發(fā)生器30的與行星齒輪33力連接的行星滾子36在韌帶28內表面中的滾動，這種滾動無夾緊且平穩(wěn)的、特別是輸入速度更小且最好不是形狀連接而僅是力連接，除了在每個行星齒輪33和其兩側的行星滾子之間的摩擦形式的過載保護外，這種滾動在力流中還有更可靠的過載滑動聯軸節(jié)作用。相反，在(與圖示實施例相反)帶齒的波動發(fā)生器30中，除了行星齒輪33和行星滾子36之間的聯接外，在太陽輪和行星齒輪之間的不帶齒的也僅是力連接的旋轉連接中還有另一種有效的滑動聯軸節(jié)功能。
權利要求
1.軸式變速器(10)，帶有一個用作波動發(fā)生器(30)的行星齒輪驅動器，該行星齒輪驅動器有至少一個在一個位于驅動器側的太陽輪(31)上形狀連接地運轉的行星齒輪(33)，其中，波動發(fā)生器(30)沿著一個外部刻齒的、周向可徑向變形的韌帶(28)的內表面滾動，該韌帶徑向通過一個固定在外殼上的徑向形狀穩(wěn)定的支撐環(huán)(18)的內齒和一個同樣徑向形狀穩(wěn)定的、但可旋轉地支承在外殼(11)中的輸出環(huán)(27)的內齒延伸，其特征在于，行星齒輪(33)配備有一個與之一起運轉的而直徑較大的行星滾子(36)，它們可一起旋轉但設計成過載滑動聯接，滾子(36)以光滑滾動面(37)徑向貼靠到韌帶(28)的沒有齒的內表面并沿著該內表面滾動。
2.根據前述權利要求所述的軸式變速器，其特征在于，行星齒輪兩側各有一個行星滾子(36)，其中一個配屬于支撐環(huán)(18)，一個配屬于輸出環(huán)(27)。
3.根據權利要求之一所述的軸式變速器，其特征在于，行星齒輪和行星滾子(36)由一個共同的軸(38)固定在一個行星連桿(35)上。
4.根據權利要求之一所述的軸式變速器，其特征在于，一個單獨制造的帶有內齒(19)的支撐環(huán)(18)安裝在外殼(11)的一個基板(12)上。
5.根據權利要求之一所述的軸式變速器，其特征在于，軸向相鄰的帶有內齒(19，26)的環(huán)(18，27)中嵌入一個徑向可變形的帶有外齒(29)的韌帶(28)，該韌帶軸向比兩個環(huán)(18，27)中的每一個都寬。
6.根據權利要求之一所述的軸式變速器，其特征在于，太陽輪(31)的支承軸和主動軸(14)在驅動側支承在一個驅動馬達(15)的軸承蓋中，該軸承蓋用作外殼的固定支撐環(huán)(18)的基板(12)。
7.根據權利要求之一所述的軸式變速器，其特征在于，太陽輪(31)的支承軸和主動軸(14)在輸出側支承在輸出軸(25)中，輸出軸借助其輸出環(huán)(27)在支撐環(huán)(18)和一個輸出側的外殼罩(23)之間軸向導向。
全文摘要
在從驅動側固定的太陽輪到行星齒輪的齒連接中，主動軸的轉速經歷一個結構上可細分級的第一減速，然后在韌帶到外環(huán)的齒中經歷對于真正軸式變速器典型的很大的附加減速。在用于輸入減速的行星傳動裝置和變速器外殼11之間沒有齒咬合。因此，用作為波動發(fā)生器的與行星齒輪力連接的行星滾子在韌帶內表面中的滾動，這種滾動無夾緊且平穩(wěn)的、特別是輸入速度更小且最好不是形狀連接而僅是力連接，除了在每個行星齒輪33和其兩側的行星滾子之間的摩擦形式的過載保護外，這種滾動在力流中還有更可靠的過載滑動聯軸節(jié)作用。
文檔編號F16H25/06GK1501008SQ0215049
公開日2004年6月2日 申請日期2002年11月15日 優(yōu)先權日2002年11月15日
發(fā)明者M·魯托爾, F·佩勞, M 魯托爾 申請人:厄克斯勒股份公司