能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】一種能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其具有：將行星齒輪傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接的驅(qū)動(dòng)軸；將行星齒輪傳動(dòng)裝置與待驅(qū)動(dòng)的部件連接的輸出軸；和布置在驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸之間的中心軸，借助該中心軸能將驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到輸出軸上；中心軸在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第一換檔狀態(tài)中直接與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸聯(lián)接，中心軸在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)中直接與驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接并通過中間接入的行星齒輪設(shè)施間接地與輸出軸聯(lián)接。中心軸以能軸向移位的方式受支承，中心軸在第一換檔狀態(tài)中占據(jù)第一位置，此時(shí)其與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接并與行星齒輪設(shè)施脫開，中心軸在第二換檔狀態(tài)中占據(jù)第二位置，此時(shí)其與驅(qū)動(dòng)軸和行星齒輪設(shè)施抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接。
【專利說明】能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所詳細(xì)限定類型的能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]相應(yīng)的行星齒輪傳動(dòng)裝置例如用于機(jī)床以及車削中心、銑削中心和加工中心，其中，DC/AC主軸馬達(dá)優(yōu)選用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。傳動(dòng)裝置擴(kuò)大了主軸馬達(dá)的功率帶寬，以便通過高的轉(zhuǎn)矩或者替選地通過高的轉(zhuǎn)速在加工不同的材料或切削力的情況下增加車床的靈活性。在迄今為止公知的兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)裝置的情況中通常存在兩個(gè)傳動(dòng)級(jí)(換檔狀態(tài))，其中，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)引入的轉(zhuǎn)速直接地或者在中間接入行星齒輪設(shè)施的情況下傳遞到相應(yīng)的輸出軸上。
[0003]由DElO 2006 012 837A1公知一種兩級(jí)的機(jī)床傳動(dòng)裝置，其中，該傳動(dòng)裝置包括行星齒輪組，其中，主軸與傳動(dòng)裝置的輸出裝置形狀鎖合(formschlilssig)或力鎖合地(kraftschliissig)連接。傳動(dòng)裝置包括第一輸出軸和第二輸出軸,其中,第一輸出軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地(drehfest)與驅(qū)動(dòng)軸連接并且能通過第一換檔元件與行星齒輪傳動(dòng)裝置的太陽輪可松脫地連接。此外，第二輸出軸與行星齒輪組的支架抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接并且行星齒輪組的內(nèi)齒圈與傳動(dòng)裝置的殼體抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。最后，存在有第二換檔元件，該第二換檔元件建立了主軸與第一或第二輸出軸其中任意一個(gè)之間的可松脫的連接。
[0004]此外，DElO 2009 054 942A1記載了一種用于具有至少一個(gè)換檔襯套的齒輪變換傳動(dòng)裝置的換檔機(jī)構(gòu)，所述換檔襯套抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地且能軸向移位地安放在傳動(dòng)軸上并且至少在一側(cè)毗鄰于該換檔襯套地放置一個(gè)空套輪，該空套輪能自由旋轉(zhuǎn)地布置在傳動(dòng)軸上。通過操縱所屬的調(diào)整機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)襯套能從空檔位置軸向地運(yùn)動(dòng)到換檔位置，并且在到達(dá)換檔位置的情況下引發(fā)各空套輪與傳動(dòng)軸的聯(lián)接。此外，所屬的調(diào)整機(jī)構(gòu)位置固定地布置并且在操縱過程中嵌接到至少一個(gè)換檔槽中，所述換檔槽設(shè)置在滑動(dòng)襯套的外直徑上，并且具有在軸向方向上曲線形的分布，從而相應(yīng)于至少一個(gè)換檔槽的分布地在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能引起至少一個(gè)滑動(dòng)襯套的軸向移位。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征解決。其它有利的設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求和附圖得出。
[0006]提出一種能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其具有:用于將行星齒輪傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接的驅(qū)動(dòng)軸；用于將行星齒輪傳動(dòng)裝置與待驅(qū)動(dòng)的部件連接的輸出軸；和中心軸，該中心軸布置在驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸之間并且借助該中心軸能將驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到輸出軸上。中心軸在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第一換檔狀態(tài)下直接與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸聯(lián)接，并且在第二換檔狀態(tài)下直接與驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)接并通過中間接入的行星齒輪設(shè)施間接地與輸出軸聯(lián)接。中心軸以能軸向移位的方式受支承，其中，在第一換檔狀態(tài)下中心軸占據(jù)第一位置，在該第一位置它與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接并與行星齒輪設(shè)施脫開，并且其中，在第二換檔狀態(tài)下中心軸占據(jù)第二位置，在該第二位置它與驅(qū)動(dòng)軸和行星齒輪設(shè)施抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接。
[0007]因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，行星齒輪傳動(dòng)裝置的換檔狀態(tài)的改變不僅通過附加于中心軸的換檔設(shè)施來進(jìn)行。更確切地說，換檔狀態(tài)的改變(驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸的直接聯(lián)接相對(duì)于行星齒輪設(shè)施的中間接入)在與中心軸的共同作用下實(shí)現(xiàn)，為此該中心軸相應(yīng)地以能軸向運(yùn)動(dòng)的方式受支承。在這種情況中，支承可以通過公知的滾動(dòng)軸承(例如通過一個(gè)或多個(gè)滾針軸承)進(jìn)行。
[0008]換言之，中心軸充當(dāng)換檔軸，該換檔軸在各換檔狀態(tài)下要么作用于驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸的直接聯(lián)接要么作用于行星齒輪設(shè)施的中間接入。在這種換檔狀態(tài)下，輸出軸最后不再直接與中心軸聯(lián)接。更確切地說，通過行星齒輪設(shè)施進(jìn)行間接聯(lián)接，該行星齒輪設(shè)施又包括抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)齒圈、中心的太陽輪以及多個(gè)通過現(xiàn)有技術(shù)公知的行星架來連接的行星輪(行星齒輪設(shè)施優(yōu)選圍繞中心軸，使得中心軸與行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線共線地分布)。
[0009]此外，應(yīng)當(dāng)存在止擋件，該止擋件限定中心換檔軸在軸向方向上的運(yùn)動(dòng)，從而保證在中心軸的運(yùn)動(dòng)過程中可以相應(yīng)可靠地占據(jù)各換檔狀態(tài)。在這種情況中如下是有利的，即，驅(qū)動(dòng)軸、輸出軸和中心軸共線地分布，以保證可靠的力傳遞。此外，如果輸出軸、中心軸和行星齒輪設(shè)施的行星架具有能彼此相應(yīng)聯(lián)接的(也就是說能嚙合地形成作用連接的)齒輪元件，那么中心軸可以以簡單的方式且根據(jù)所期望的換檔狀態(tài)通過軸向運(yùn)動(dòng)與各期望的齒輪元件聯(lián)接。
[0010]最后，中心軸和行星齒輪設(shè)施均應(yīng)當(dāng)具有相對(duì)應(yīng)的聯(lián)接元件，所述聯(lián)接元件在中心軸的第一位置脫開并在其第二位置聯(lián)接。聯(lián)接元件可以例如通過外嚙合齒輪(Aussenzahnrad)或者太陽輪的外齒部以及內(nèi)B齒合齒輪(Innenzahnrad)或者與中心軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接的套筒的內(nèi)齒部形成，其中，套筒應(yīng)當(dāng)能與中心軸一同移位，以便它們能夠在中心軸的第二位置與太陽輪的外嚙合齒輪進(jìn)行嚙合接觸并且能夠在第一位置與其脫開。
[0011]有利的是:行星齒輪傳動(dòng)裝置包括至少一個(gè)第一換檔設(shè)施，借助該第一換檔設(shè)施，中心軸在軸向換檔方向上能從其第一位置移位到其第二位置或者替選地從其第二位置移位到第一位置。如下面進(jìn)一步詳細(xì)說明的那樣，換檔設(shè)施可以具有換檔元件(例如以可軸向運(yùn)動(dòng)的換檔栓的形式)，該換檔栓能氣動(dòng)地或者借助電磁力與中心軸進(jìn)行作用連接(Wirkverbindung)。如果中心軸具有與換檔元件相對(duì)應(yīng)的契合面(例如螺旋形的繞中心軸旋繞的換檔槽)，那么一旦換檔元件與中心軸進(jìn)行作用連接，則發(fā)生中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)。通過該方式，其最終進(jìn)入偏離于當(dāng)前位置的位置，結(jié)果改變了換檔狀態(tài)(如果換檔設(shè)施使中心軸從其上述第一位置運(yùn)動(dòng)到其第二位置，則行星齒輪傳動(dòng)裝置從其第一換檔狀態(tài)切換到其第二換檔狀態(tài)；而在一種替選的實(shí)施方案中，如果中心軸在換檔設(shè)施的非觸發(fā)狀態(tài)下占據(jù)其第二位置并借助換檔設(shè)施變換到其第一位置，則在操縱換檔設(shè)施的情況中行星齒輪傳動(dòng)裝置從其第二換檔狀態(tài)切換至上面限定的第一換檔狀態(tài))。
[0012]中心軸有利地與儲(chǔ)能器連接，該儲(chǔ)能器對(duì)中心軸施加力，該力在與所提到的換檔方向相反的方向上取向。換言之，所提到的換檔設(shè)施使行星齒輪傳動(dòng)裝置沿一個(gè)方向換檔，而儲(chǔ)能器負(fù)責(zé)行星齒輪傳動(dòng)裝置在換檔設(shè)施非觸發(fā)的情況下自動(dòng)地沿另一方向換檔。根據(jù)如何相對(duì)彼此地布置中心軸、輸出軸、行星齒輪設(shè)施和換檔設(shè)施而最終使如下成為可能，即，儲(chǔ)能器將中心軸保持在其第一位置(行星齒輪傳動(dòng)裝置處于其第一換檔狀態(tài)，在該第一換檔狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸通過中心軸直接聯(lián)接)或者保持在其第二位置(行星齒輪傳動(dòng)裝置在中間接入行星齒輪設(shè)施的情況下處于其第二換檔狀態(tài))。
[0013]有利地，儲(chǔ)能器包括彈簧元件。例如使用壓縮彈簧也是能設(shè)想的，該壓縮彈簧在其面向驅(qū)動(dòng)軸的端側(cè)的區(qū)域中螺旋狀地圍繞中心軸。替選地，儲(chǔ)能器也可以構(gòu)造為拉伸彈簧或者磁性設(shè)施。在中心軸的中部區(qū)域或者在其面對(duì)輸出軸的端側(cè)上的放置也是能設(shè)想的。如下尤其也是可能的，即，將構(gòu)造為彈簧元件的儲(chǔ)能器部分地引導(dǎo)到中心軸的優(yōu)選構(gòu)造為孔的凹部中，從而可靠地抑制彈簧元件的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。
[0014]儲(chǔ)能器優(yōu)選地放置在驅(qū)動(dòng)軸和中心軸之間，從而由儲(chǔ)能器施加到中心軸上的力至少大部分沿軸向方向作用于中心軸。由此，保證了儲(chǔ)能器的力主要沿如下方向作用，即，中心軸在換檔設(shè)施非觸發(fā)的情況下應(yīng)沿該方向運(yùn)動(dòng)，以便在這種情況中引起換檔狀態(tài)的變換。
[0015]如已示出的那樣，有利的是:所述的第一換檔設(shè)施包括第一換檔元件。此外有利的是:行星齒輪傳動(dòng)裝置包括抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地與中心軸連接的套筒，該套筒具有在套筒的周面的區(qū)域中螺紋狀分布的換檔槽。換檔槽可以螺紋狀或螺旋狀地圍繞中心軸。如果目前第一換檔元件從不與換檔槽處于嵌接狀態(tài)的第一位置移到第二位置(例如通過換檔元件的移出)，那么它最后在中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)且因此也在與其連接的套筒轉(zhuǎn)動(dòng)的情況中與換檔槽進(jìn)行形狀鎖合的接觸。此外，如果第一換檔元件支承在位置固定的軸承中，那么通過換檔元件在換檔槽中的嵌接強(qiáng)制性地使中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)并因此使行星齒輪傳動(dòng)裝置的換檔狀態(tài)發(fā)生所期望的變換。如果換檔元件最后又沿相反的方向行進(jìn)，則由于從儲(chǔ)能器傳遞到換檔軸的軸向力而進(jìn)行所提到的換檔狀態(tài)的重新變換。
[0016]此外，可以有利的是:行星齒輪傳動(dòng)裝置包括第二換檔設(shè)施。第二換檔設(shè)施可以與第一換檔設(shè)施相似地或者相同地構(gòu)造，其中，中心軸能借助第二換檔設(shè)施軸向地移位到第三位置，在該第三位置中心軸不但與行星齒輪設(shè)施而且與輸出軸脫開。在中心軸的空檔位置，最終完全不發(fā)生從驅(qū)動(dòng)軸到輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞，從而輸出軸即使在驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)觸發(fā)了的情況下也保持靜止。
[0017]在這種情況下有利的是，第二換檔設(shè)施包括第二換檔元件，該第二換檔元件同樣與套筒的所述換檔槽或者與套筒的獨(dú)立換檔槽進(jìn)行嵌接。和第一換檔元件一樣，第二換檔元件也可以構(gòu)造為能徑向地相對(duì)于中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線行進(jìn)的換檔栓，該換檔栓在位置固定地放置的引導(dǎo)件中支承。如果現(xiàn)在第二換檔元件在第一換檔設(shè)施非觸發(fā)的情況下與換檔槽嵌接，則本發(fā)明的一種有利設(shè)計(jì)方案中的行星齒輪傳動(dòng)裝置占據(jù)所描述的空檔位置。在第一換檔設(shè)施非觸發(fā)且第二換檔設(shè)施觸發(fā)了的情況下，行星齒輪傳動(dòng)裝置具有其第一換檔狀態(tài)，在該第一換檔狀態(tài)中進(jìn)行從驅(qū)動(dòng)軸到輸出軸的直接的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞。相反，如果第一和第二換檔設(shè)施均非觸發(fā)(這例如通過優(yōu)選構(gòu)造為換檔栓的換檔元件的移入來實(shí)現(xiàn))，那么從儲(chǔ)能器傳遞到中心軸上的力使得中心軸占據(jù)其第二位置并且行星齒輪傳動(dòng)裝置因此占據(jù)其第二換檔狀態(tài)，其中，驅(qū)動(dòng)軸到輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞間接地通過行星齒輪設(shè)施來實(shí)現(xiàn)。
[0018]如已提到的那樣，中心軸在換檔設(shè)施非觸發(fā)的情況下優(yōu)選占據(jù)其第二位置，在該第二位置行星齒輪設(shè)施負(fù)責(zé)所期望的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞。相反，如果中心軸保持在其第一位置或者所提到的空檔位置，那么這不可能僅通過換檔元件和各相對(duì)應(yīng)的換檔槽的配合作用來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閾Q檔槽隨同中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)并且換檔元件在通過換檔槽后必須又不再與各對(duì)應(yīng)的換檔槽嵌接(否則中心軸的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)將不再可能)。因此有利的是，第一換檔元件和/或第二換檔元件能從第一位置(在該位置其與相應(yīng)的換檔槽處于非嵌接狀態(tài))經(jīng)由第二位置(在該位置其與各自的換檔槽處于嵌接狀態(tài))到達(dá)第三位置(在該位置其貼靠在優(yōu)選以能相對(duì)于中心軸運(yùn)動(dòng)的方式受支承的止擋件上)。通過在相應(yīng)的止擋件上的貼靠，最終抑制了中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)。如果使用以可徑向地相對(duì)于中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線運(yùn)動(dòng)的方式受支承的換檔栓作為換檔元件，那么能設(shè)想的是，所述換檔元件在其第一位置與相對(duì)應(yīng)的換檔槽處于非接觸狀態(tài)。在第二位置，它們優(yōu)選如下程度地移出，即，它們嵌接到相應(yīng)的換檔槽中并由此引發(fā)中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)。在通過旋繞的換檔槽后，它們又進(jìn)一步移出一段距離并最終貼靠在所提到的止擋件上。只有當(dāng)兩個(gè)換檔元件再次占據(jù)它們的第一位置時(shí)，由儲(chǔ)能器施加的力所引起的中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)才是可能的，從而中心軸最終又占據(jù)其第二位置，在該第二位置行星齒輪傳動(dòng)裝置(與行星齒輪設(shè)施配合作用地)具有其第二換檔狀態(tài)。
[0019]有利地，所提到的止擋件通過滾動(dòng)軸承的外圈形成，滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈與中心軸抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。以這種方式，在相應(yīng)的換檔元件貼靠在止擋件上的情況下實(shí)現(xiàn)換檔元件與通常轉(zhuǎn)動(dòng)著的中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)脫開。由此，有效地抑制了換檔元件在中心軸上或者在止擋件上的滑磨。滾動(dòng)軸承優(yōu)選同心地圍繞中心軸并且例如與其相壓合。換檔元件有利地在占據(jù)其第三位置后側(cè)向地貼靠滾動(dòng)軸承的靜止的外圈。
[0020]還有利的是，滾動(dòng)軸承的外圈以能相對(duì)于套筒運(yùn)動(dòng)的方式受支承。由此，避免了外圈在抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地與中心軸連接的套筒上的滑磨。同時(shí)，可以有利的是，套筒向外去地至少大部分地覆蓋滾動(dòng)軸承，也就是說在中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的徑向方向上搭接滾動(dòng)軸承。由此，特別緊湊的結(jié)構(gòu)形式成為可能。
[0021 ] 有利的是，輸出軸包括輸出軸齒輪并且中心軸包括中心軸齒輪，其中，中心軸齒輪在第一換檔狀態(tài)與輸出軸齒輪聯(lián)接并且在第二換檔狀態(tài)與輸出軸齒輪脫開。中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞因此在第一換檔狀態(tài)通過中心軸齒輪與輸出軸齒輪的聯(lián)接來進(jìn)行，所述中心軸齒輪和輸出軸齒輪在該狀態(tài)下相互嚙合地連接。如果中心軸軸向運(yùn)動(dòng)，那么輸出軸齒輪最終不再與中心軸齒輪嵌接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)上述的空檔位置或者行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)，其中，輸出軸僅通過行星齒輪設(shè)施與中心軸聯(lián)接。
[0022]同樣可以有利的是，輸出軸包括輸出軸齒輪并且行星齒輪設(shè)施包括帶有行星架齒輪的行星架。行星架用于行星齒輪設(shè)施的行星輪的支承，其中，行星輪通常通過相應(yīng)的齒輪銷支承在行星架中。行星架齒輪優(yōu)選在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)中與輸出軸齒輪聯(lián)接并在第一換檔狀態(tài)中與輸出軸齒輪脫開，其中，如下面更詳細(xì)地描述的那樣，聯(lián)接和脫開通過中心軸的軸向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。因此，中心軸除了用于將驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞給輸出軸以外還用作換檔軸，因?yàn)橥ㄟ^其運(yùn)動(dòng)行星齒輪傳動(dòng)裝置的不同組件(Baugruppe)彼此聯(lián)接，以便實(shí)現(xiàn)行星齒輪傳動(dòng)裝置的各換檔狀態(tài)。
[0023]為了能夠?qū)崿F(xiàn)行星齒輪設(shè)施和輸出軸的聯(lián)接，可以有利的是，中心軸包括連接齒輪，該連接齒輪以能相對(duì)于中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承。此外，連接齒輪應(yīng)當(dāng)以在軸向方向上不能相對(duì)于中心軸運(yùn)動(dòng)的方式受支承，以便能夠與該中心軸一同移位。如果現(xiàn)在中心軸從其第一位置軸向地移位，那么連接齒輪在中心軸的終點(diǎn)位置與輸出軸齒輪和行星架齒輪嵌接。以這種方式實(shí)現(xiàn)了行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)，其中，在該換檔狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞到行星輪上，又從所述行星輪傳遞到行星架齒輪上，并再從該行星架齒輪傳遞到輸出軸齒輪上。如果中心軸的運(yùn)動(dòng)在相反的方向上進(jìn)行，則連接齒輪不與輸出軸齒輪嵌接，作為結(jié)果，在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第一換檔狀態(tài)中輸出軸所期望地與行星齒輪設(shè)施脫開。最后，行星架齒輪優(yōu)選通過滾動(dòng)軸承支撐在中心軸上，從而其與中心軸在轉(zhuǎn)動(dòng)方面是脫開的。這最終保證了行星架在行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)中可以具有不同于中心軸的轉(zhuǎn)速，從而使行星齒輪傳動(dòng)裝置在其第二換檔狀態(tài)下的所期望的減速成為可能。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)盡可能緊湊的結(jié)構(gòu)形式，有利的是，輸出軸齒輪和行星架齒輪構(gòu)造為內(nèi)嚙合齒輪并且中心軸齒輪構(gòu)造為外嚙合齒輪。在該情況下，在第一換檔狀態(tài)中輸出軸齒輪圍繞中心軸齒輪，以便保證各個(gè)齒輪的所參與的齒的嚙合并因此保證中心軸和輸出軸的聯(lián)接。而在第二換檔狀態(tài)中輸出軸齒輪不與中心軸齒輪嵌接。相反，優(yōu)選構(gòu)造為內(nèi)嚙合齒輪的行星架齒輪在第二換檔狀態(tài)中嚙合地與優(yōu)選構(gòu)造為外嚙合齒輪的連接齒輪嵌接，該連接齒輪又與構(gòu)造為內(nèi)嚙合齒輪的輸出軸齒輪嚙合地嵌接，從而結(jié)果上保證了行星架齒輪通過連接齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞給輸出軸齒輪。
[0025]最后，有利的是，行星齒輪設(shè)施具有優(yōu)選構(gòu)造為外齒部的第一齒部并且中心軸具有優(yōu)選構(gòu)造為內(nèi)齒部的第二齒部。在此，第二齒部應(yīng)當(dāng)與中心軸剛性地連接，從而第一齒部在第一換檔狀態(tài)中與第二齒部脫開并且在第二換檔狀態(tài)中與第二齒部聯(lián)接。作為結(jié)果，中心軸和行星齒輪設(shè)施之間在第二換檔狀態(tài)中的聯(lián)接同樣通過中心軸的移位來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谶@里第一齒部與第二齒部嵌接。相反，如果中心軸移位到其第一位置，那么第一齒部與第二齒部脫開，作為結(jié)果，行星齒輪設(shè)施與中心軸的脫開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]下面參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。在附圖中:
[0027]圖1示出處于其第二換檔狀態(tài)的能換檔行星齒輪傳動(dòng)裝置，
[0028]圖2示出圖1中所示的行星齒輪傳動(dòng)裝置，該行星齒輪傳動(dòng)裝置具有觸發(fā)的第一換檔設(shè)施，
[0029]圖3示出處于其第一換檔狀態(tài)的圖1中所示的行星齒輪傳動(dòng)裝置，并且
[0030]圖4示出處于其空檔位置的圖1中所示的行星齒輪傳動(dòng)裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1示出一種能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其例如用于機(jī)床中。該行星齒輪傳動(dòng)裝置總體上包括能與未示出的驅(qū)動(dòng)裝置(例如電動(dòng)馬達(dá))連接的驅(qū)動(dòng)軸1，該驅(qū)動(dòng)軸通過相應(yīng)的軸承29以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承在殼體28中。此外，行星齒輪傳動(dòng)裝置具有以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承的、優(yōu)選與驅(qū)動(dòng)軸I共軸地分布的輸出軸2，通過該輸出軸，行星齒輪傳動(dòng)裝置能與(未示出的)待驅(qū)動(dòng)的部件例如工具容納部連接，并且通過該輸出軸，驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)能傳遞給待驅(qū)動(dòng)的部件。
[0032]所述的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳遞借助以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承的中心軸3來進(jìn)行，該中心軸在一側(cè)與驅(qū)動(dòng)軸I抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接，并且該中心軸如下面進(jìn)一步詳細(xì)解釋的那樣能以不同的方式與輸出軸2作用連接，以便能夠?qū)崿F(xiàn)行星齒輪傳動(dòng)裝置的至少一個(gè)第一和第二換檔狀態(tài)，在這些換檔狀態(tài)中，驅(qū)動(dòng)軸I和輸出軸2之間的轉(zhuǎn)速比不同。
[0033]在圖1中示出了在本發(fā)明的范疇內(nèi)限定為“第二換檔狀態(tài)”的行星齒輪傳動(dòng)裝置的換檔狀態(tài)，在該換檔狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)軸I通過中間接入的行星齒輪設(shè)施4將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞給輸出軸2。行星齒輪設(shè)施4具有以能繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸線27轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承的太陽輪26，該太陽輪由多個(gè)行星輪24圍繞。行星輪24 (其在所示的例子中設(shè)有外齒部)又借助齒輪銷25以能轉(zhuǎn)動(dòng)的方式在行星架19中受支承，該行星架環(huán)狀地圍繞中心軸3。最后，行星齒輪設(shè)施4包括設(shè)有內(nèi)齒部且與殼體28剛性連接的內(nèi)齒圈23，設(shè)置有相應(yīng)的外齒部的行星輪24與該內(nèi)齒圈形成嚙合接觸。
[0034]在所示的狀態(tài)中，中心軸3目前處于其在本發(fā)明的范疇內(nèi)限定為“第二位置”的位置，在該位置它借助構(gòu)造為彈簧元件7的儲(chǔ)能器6來保持(其中，彈簧元件7優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為壓縮彈簧)。在這里，儲(chǔ)能器6朝著輸出軸2的方向在中心軸3上施加力，從而為了行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)的維持而不需要其它的換檔元件。
[0035]如從圖1可以看出的那樣，行星齒輪設(shè)施的太陽輪26具有構(gòu)造為外齒部的第一齒部30，其在第二換檔狀態(tài)下與中心軸3的構(gòu)造為內(nèi)齒部的第二齒部31抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接。中心軸3以這種方式將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞給太陽輪26并從該太陽輪通過在外部的內(nèi)齒圈23中引導(dǎo)的行星輪24傳遞給行星架19。行星架19包括設(shè)有內(nèi)齒部的行星齒輪，借助該行星齒輪，行星架通過連接齒輪21與輸出軸2的輸出軸齒輪17聯(lián)接，該連接齒輪通過滾動(dòng)軸承16支承在中心軸3上并能隨著該中心軸軸向地移位。因此，在所不出的弟_■換檔狀態(tài)中，借助驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)首先傳遞給與驅(qū)動(dòng)軸I剛性連接的中心軸3。在那里進(jìn)行通過第一和第二齒部30、31到太陽輪26的進(jìn)一步傳遞，該太陽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使行星輪24的運(yùn)動(dòng)并因此使行星架19轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(其中，這里根據(jù)太陽輪26、行星輪24和內(nèi)齒圈23的規(guī)格來進(jìn)行所期望的傳動(dòng)減速)。最后，行星架19的轉(zhuǎn)動(dòng)借助行星架齒輪20傳遞給連接齒輪21，并從那里傳遞給輸出軸齒輪17，從而作為結(jié)果保證了輸出軸2的減速驅(qū)動(dòng)(其中，驅(qū)動(dòng)軸1、中心軸
3、第一和第二齒部30、31、太陽輪26、行星架19、行星架齒輪20、連接齒輪21、輸出軸齒輪17以及輸出軸2繞行星齒輪傳動(dòng)裝置的中心分布的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線27轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0036]現(xiàn)在，為了從行星齒輪傳動(dòng)裝置的所描述的第二換檔狀態(tài)切換到第一換檔狀態(tài)(在該狀態(tài)中不進(jìn)行驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速的增速或減速)，將中心軸3如下面所描述的那樣在軸向方向上(也就是說與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線27共線地)在朝著驅(qū)動(dòng)軸I的方向上移位。
[0037]為了克服儲(chǔ)能器6施加到中心軸3上的反作用力，行星齒輪傳動(dòng)裝置具有第一換檔設(shè)施5，該第一換檔設(shè)施又具有以能運(yùn)動(dòng)的方式受支承的第一換檔元件8 (例如以能相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸線27徑向移位的換檔栓的形式)。
[0038]如圖1和圖2對(duì)比示出的那樣，為了中心軸3的所期望的運(yùn)動(dòng)而將第一換檔元件8從第一位置移位到第二位置(圖2)，在該第一位置第一換檔元件不與抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地和中心軸3連接的套筒10的相對(duì)應(yīng)的換檔槽11處于嵌接狀態(tài)(圖1)，在該第二位置第一換檔元件進(jìn)入所提到的換檔槽11中。換檔槽11引入套筒10的周面9中并具有螺旋狀或螺紋狀的分布。如果現(xiàn)在優(yōu)選彈簧支承的第一換檔元件8在中心軸3 (并因此套筒10)的轉(zhuǎn)動(dòng)期間扣入換檔槽11中，那么中心軸3的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)制地引起套筒10的移位并因此也引起與套筒10剛性連接的中心軸3在朝著驅(qū)動(dòng)軸2的方向上的移位(該原理對(duì)應(yīng)于螺栓旋入到相應(yīng)的螺紋中，其中，螺栓對(duì)應(yīng)于套筒10且螺紋對(duì)應(yīng)于第一換檔元件8)。
[0039]在中心軸3的因此也在套筒10的一定程度的轉(zhuǎn)動(dòng)后，第一換檔元件8最終到達(dá)換檔槽11的輸出軸側(cè)的端部。在這里，它在中心軸3進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)的情況中離開換檔槽11并最終占據(jù)圖3中所示的位置。在第一換檔元件8的這個(gè)第三位置，其目前側(cè)向地貼靠滾動(dòng)軸承16的外圈15，滾動(dòng)軸承16的內(nèi)圈22與中心軸3剛性連接并且其外圈15相對(duì)于套筒10能自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。作為結(jié)果而提供了止擋件14，該止擋件與中心軸3和套筒10在轉(zhuǎn)動(dòng)方面是脫開的，從而當(dāng)?shù)谝粨Q檔元件8不再與換檔槽11處于嵌接狀態(tài)時(shí)，排除了第一換檔元件8在行星齒輪傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的滑磨并且中心軸3也仍舊對(duì)抗儲(chǔ)能器6的力地保持在其第二位置。
[0040]此外，如圖3所示出的那樣，由第一和第二齒部30、31構(gòu)成的上述連接(該連接將在其第二位置(圖1)的中心軸3與太陽輪26連接)通過中心軸3的軸向運(yùn)動(dòng)脫開，從而此刻中心軸3與太陽輪26脫開。同樣，連接齒輪21也與中心軸3 —同在朝著驅(qū)動(dòng)軸I的方向上移位，從而也解除了行星架齒輪20和輸出軸齒輪17之間的聯(lián)接。作為結(jié)果，輸出軸2因此與行星齒輪設(shè)施4脫開。
[0041]與此相反，根據(jù)圖3通過中心軸3軸向運(yùn)動(dòng)到其第一位置以如下方式來進(jìn)行中心軸3和輸出軸2的直接聯(lián)接，即，輸出軸齒輪17與中心軸齒輪18嚙合地進(jìn)行嵌接。在該換檔狀態(tài)中，驅(qū)動(dòng)軸I的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在直接傳遞給輸出軸2，而在此行星齒輪設(shè)施4不參與。
[0042]最后，在圖4中示出了行星齒輪傳動(dòng)裝置的空檔位置，在該空檔位置中心軸3在軸向方向上觀察占據(jù)如下位置，即，該位置位于其第一位置和其第二位置之間并且在該位置中心軸既與驅(qū)動(dòng)軸I脫開也與輸出軸2脫開。在該位置，軸向固定借助第二換檔設(shè)施12的第二換檔元件13進(jìn)行，該第二換檔設(shè)施可以與第一換檔設(shè)施5相似地或者相同地構(gòu)建。為了避免中心軸3由于通過儲(chǔ)能器6傳遞到中心軸3上的力而在朝著輸出軸2的方向上移位，可以將第二換檔元件13與第一換檔設(shè)施5的第一換檔元件8類似地引入到如下位置，即，在該位置其側(cè)向地貼靠布置在套筒10的區(qū)域中的滾動(dòng)軸承16的外圈15(為了將第二換檔元件13引入所提到的位置，必須使它從圖4中所示的位置出發(fā)地在朝著轉(zhuǎn)動(dòng)軸27的方向上如下程度地行進(jìn)，直到它側(cè)向地貼靠在滾動(dòng)軸承16的外圈15上)。
[0043]本發(fā)明不局限于所示出的和所描述的實(shí)施例。在權(quán)利要求范疇內(nèi)的變體如特征的組合同樣是可能的，即使這些特征在不同的實(shí)施例中示出和描述。
[0044]附圖標(biāo)記
[0045]I驅(qū)動(dòng)軸
[0046]2輸出軸
[0047]3中心軸
[0048]4行星齒輪設(shè)施
[0049]5第一換檔設(shè)施
[0050]6儲(chǔ)能器
[0051]7彈簧元件
[0052]8第一換檔元件
[0053]9 周面
[0054]10 套筒
[0055]11換檔槽
[0056]12第二換檔設(shè)施
[0057]13第二換檔元件
[0058]14止擋件
[0059]15外圈
[0060]16滾動(dòng)軸承
[0061]17輸出軸齒輪
[0062]18中心軸齒輪
[0063]19行星架
[0064]20行星架齒輪
[0065]21連接齒輪
[0066]22內(nèi)圈
[0067]23內(nèi)齒圈
[0068]24行星輪
[0069]25齒輪銷
[0070]26太陽輪
[0071]27轉(zhuǎn)動(dòng)軸線
[0072]28殼體
[0073]29軸承
[0074]30第一齒部
[0075]31第二齒部
【權(quán)利要求】
1.能換檔的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其具有:用于將所述行星齒輪傳動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)裝置連接的驅(qū)動(dòng)軸(I);用于將所述行星齒輪傳動(dòng)裝置與待驅(qū)動(dòng)的部件連接的輸出軸(2);和中心軸(3)，所述中心軸布置在所述驅(qū)動(dòng)軸(I)和所述輸出軸(2)之間并且借助所述中心軸能將所述驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)從所述驅(qū)動(dòng)軸(I)傳遞到所述輸出軸(2)上，其中，所述中心軸(3)在所述行星齒輪傳動(dòng)裝置的第一換檔狀態(tài)中直接與所述驅(qū)動(dòng)軸(I)和所述輸出軸(2)聯(lián)接，并且其中，所述中心軸(3)在所述行星齒輪傳動(dòng)裝置的第二換檔狀態(tài)中直接與所述驅(qū)動(dòng)軸(I)聯(lián)接并且通過中間接入的行星齒輪設(shè)施(4)間接地與所述輸出軸(2)聯(lián)接，其特征在于，所述中心軸(3)以能軸向移位的方式受支承，其中，所述中心軸(3)在所述第一換檔狀態(tài)中占據(jù)第一位置，在所述第一位置，所述中心軸(3)與所述驅(qū)動(dòng)軸(I)和所述輸出軸(2)抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接并與所述行星齒輪設(shè)施(4)脫開，并且其中，所述中心軸(3)在所述第二換檔狀態(tài)中占據(jù)第二位置，在所述第二位置，所述中心軸(3)與所述驅(qū)動(dòng)軸(I)和所述行星齒輪設(shè)施(4)抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述行星齒輪傳動(dòng)裝置包括至少一個(gè)第一換檔設(shè)施(5)，借助所述第一換檔設(shè)施，所述中心軸(3)能沿軸向換檔方向從其第一位置移位到其第二位置或者替選地從其第二位置移位到其第一位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述中心軸(3)與儲(chǔ)能器(6)連接，所述儲(chǔ)能器對(duì)所述中心軸(3)施加力，該力在與所述的換檔方向相反的方向上取向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能器(6)包括優(yōu)選壓縮彈簧形式的彈簧元件(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能器(6)放置在所述驅(qū)動(dòng)軸(I)和所述中心軸(3)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一換檔設(shè)施(5)包括位置固定地布置的第一換檔元件(8)，所述行星齒輪傳動(dòng)裝置包括抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地與所述中心軸(3)連接的套筒(10)，所述套筒具有在所述套筒(10)的周面(9)的區(qū)域中螺紋狀分布的換檔槽(11)，并且所述第一換檔元件(8)能與所述換檔槽(11)嵌接。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述行星齒輪傳動(dòng)裝置包括第二換檔設(shè)施(12)，借助所述第二換檔設(shè)施，所述中心軸(3)能軸向地移位到第三位置或者能保持在第三位置，在該第三位置，所述中心軸(3)不但與所述行星齒輪設(shè)施(4)而且與所述輸出軸(2)脫開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述第二換檔設(shè)施(12)包括第二換檔元件(13)，所述第二換檔元件同樣能與所述套筒(10)的所述換檔槽(11)或者所述套筒(10)的獨(dú)立的換檔槽(11)嵌接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述第一換檔元件(8)和/或所述第二換檔元件(13)能從與相應(yīng)的換檔槽(11)處于非嵌接狀態(tài)的第一位置經(jīng)由與各自的換檔槽(11)處于嵌接狀態(tài)的第二位置到達(dá)貼靠在優(yōu)選以能相對(duì)于所述中心軸(3)運(yùn)動(dòng)的方式受支承的止擋件(14)上并在這種情況中抑制所述中心軸(3)的軸向運(yùn)動(dòng)的第三位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述止擋件(14)通過滾動(dòng)軸承(16)的外圈(15)形成，所述滾動(dòng)軸承(16)的內(nèi)圈(22)與所述中心軸(3)抗相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述滾動(dòng)軸承(16)的外圈(15)以能相對(duì)于套筒(10)運(yùn)動(dòng)的方式受支承。
12.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述輸出軸(2)包括輸出軸齒輪(17)并且所述中心軸(3)包括中心軸齒輪(18)，其中，所述中心軸齒輪(18)在所述第一換檔狀態(tài)中與所述輸出軸齒輪(17)聯(lián)接并且在所述第二換檔狀態(tài)中與所述輸出軸齒輪(17)脫開。
13.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述輸出軸(2)包括輸出軸齒輪(17)并且所述行星齒輪設(shè)施(4)包括帶有行星架齒輪(20)的行星架(19)，其中，所述行星架齒輪(20)在所述第二換檔狀態(tài)中與所述輸出軸齒輪(17)聯(lián)接并且在所述第一換檔狀態(tài)中與所述輸出軸齒輪(17)脫開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述中心軸(3)包括連接齒輪(21)，所述連接齒輪優(yōu)選通過滾動(dòng)軸承(16)以能相對(duì)于所述中心軸(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式受支承，并且所述連接齒輪在所述第一換檔狀態(tài)中與所述輸出軸齒輪(17)脫開并與所述行星架齒輪(20)聯(lián)接，并且所述連接齒輪在所述第二換檔狀態(tài)中不但與所述輸出軸齒輪(17)而且與所述行星架齒輪(20)聯(lián)接。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述輸出軸齒輪(17)和/或所述行星架齒輪(20)構(gòu)造為內(nèi)嚙合齒輪和/或所述中心軸齒輪(18)構(gòu)造為外嚙合齒輪。
16.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述行星齒輪設(shè)施(4)具有優(yōu)選構(gòu)造為外齒部的第一齒部(30)，所述中心軸(3)具有優(yōu)選構(gòu)造為內(nèi)齒部的第二齒部(31)，并且所述第二齒部(31)與所述中心軸(3)剛性地連接，其中，所述第一齒部(30)在所述第一換檔狀態(tài)中與所述第二齒部(31)脫開并且在所述第二換檔狀態(tài)中與所述第二齒部(31)聯(lián)接。
【文檔編號(hào)】F16H33/02GK104179898SQ201410213634
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月21日
【發(fā)明者】弗蘭克·里希特, 埃瓦爾德·施米茨, 哈拉爾德·?？颂? 迪特馬爾·伊勒豪斯 申請(qǐng)人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司