专利名称：两级行星齿轮箱的换档装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的两级行星齿轮箱的换档装置。
由ZF机械驱动装置GmbH，1994，2月的关于用于交流和直流主轴驱动的两档变速箱2K10，2K12，2K15，2K20的企业资料4161 758 002b已知一种这一类型的换档装置。这种变速箱主要用在机床驱动装置，车削中心、铣削中心和加工中心中。用DC/AC主轴电机作为驱动电机。齿轮箱加大主轴电机的功率范围，以扩大机床在加工不同材料时的灵活性，或通过高的扭矩或转速提高切削力。通过一方面与一太阳轮连接的驱动轴可与一内齿轮连接，另一方面内齿轮可与壳体连接的方法，形成两个变速档。行星轮架与输出轴连接。
一滑移离合器(Schiebemuffe)用作内齿轮和太阳轮之间或内齿轮与壳体之间的轴向可动的连接件。它通过一拨叉与一电气换档单元连接。它包括一蜗轮蜗杆传动装置和一摩擦离合器并由一直流电机驱动，它与驱动轴轴线平行地设置，并在端面方向突出于齿轮箱壳体。蜗轮蜗杆传动装置把旋转运动转向到垂直的换档轴上，它通过一小齿轮和齿条把旋转运动转换成直线运动。该直线运动通过一换档元件传递到滑移离合器上。在换档单元内的两个限位开关用来识别终点位置，它们必须和线路中的限位挡块一起调整。换档装置是费用高昂的，并且很难使它在变化的应用场合下与空间的和驱动方面的要求相匹配。
其次由DE 196 28 642 C2已知一种用于汽车变速箱的机电换档装置，其中一电磁铁的衔铁通过一起转向杆作用的换档盘作用在滑移离合器上。换档盘可以在不同的换档位置通过一锁定电磁铁锁定。衔铁的操纵杆也可以直接作用在滑移离合器的拨叉上。
由DD 33 668已知一种特别用于汽车的机电控制的齿轮变速箱的换档装置。两个弹簧通过两个电磁铁的两个衔铁使变速箱换档元件定心在其中间位置。通过相应地不同地控制电磁铁可以预选和确定另外两个换档通道(schaltgasse)。因为电磁铁在换档状态克服两个弹簧工作，在换档状态电流消耗很可观，效率也不能令人满意。
本发明的目的是，创造一种简单的换档装置，它不用花很多费用便能和不同的应用场合和运行关系相匹配。按照本发明这个目的通过权利要求1的特征来实现。其他结构由从属权利要求得到。
按照本发明执行元件是一电磁铁，其衔铁与滑移离合器作传动连接。因为与蜗轮蜗杆传动装置相比电磁铁没有自锁，电磁铁适宜于具有将衔铁锁定在换档位置的卡锁元件。此卡锁元件可以是受弹簧力作用的滚珠。但是为了提高可靠性，采用锁定电磁铁作为卡锁元件是有利的，通过它形成一形锁合的卡锁连接。
电磁铁适宜于轴线平行于驱动轴和换档方向地安装在齿轮箱壳体的圆周上。其长度不应突出于窄式结构的行星齿轮箱的齿轮箱壳体，从而使齿轮箱可以和具有不同直径和某些情况下突出于齿轮箱壳体横截面轮廓的电机组合。其次用电磁铁可以达到短的换档时间。
按照一种结构方案在电磁铁和滑移离合器之间设有一双臂杠杆，它可旋转地支承在齿轮箱壳体上，并以一条臂铰接在衔铁上，以另一条臂铰接在滑移离合器上。通过不同的杠杆臂可以改变换档力和换档行程。此外在齿轮箱壳体和电磁铁之间适宜于设一转接件，杠杆支承在该转接件内。由此可明显扩大杠杆比变化范围。
为了减少杠杆和滑移离合器之间的摩擦，滑移离合器适宜于具有一外件和一内件。外件通过一轴向的导向销轴不可旋转，但是可轴向移动地在齿轮箱壳体上移动，并用一滚动轴承可旋转地支承在内件上。因此杠杆和滑移离合器之间没有相对旋转运动，这种相对旋转运动可能对换档力产生影响。强制地跟着作轴向运动的内件具有一与齿轮箱壳体连接的离合器外齿和一与太阳轮作运转连接的离合器内齿。
因为电磁铁包含限位挡块，可以取消限位开关，并且不必再进行调整。通过这些措施避免在最终用户那里调整和出错的可能性。但是为了安全起见，设置用来监控换档位置和换档功能的限位开关是适宜的，但是它们不必调整。
其他优点由下面对附图
的说明得到。图中表示本发明的一个实施例。说明和权利要求包含许多特征的组合。专业人员也适宜于单独地考察这些特征并且进行其他有价值的组合。
唯一的附图表示一带有按本发明的换档装置的两级行星齿轮箱的局部纵剖视。
两级行星齿轮箱具有一驱动轴1和一输出轴2，它们通过滚动轴承6和17支承在齿轮箱壳体3的轴承座4和5内。行星齿轮箱有一与驱动轴1作传动连接的太阳轮12，它与行星轮13啮合。它们支承在行星轮架15中的行星轮销轴14上，行星轮架通过一形锁合的连接装置16与输出轴2连接。行星轮13与一内齿轮18啮合，内齿轮通过滚动轴承42可旋转地支承在壳件3上，并与一连接件41形销合地连接。连接件41通过一个离合器外齿44(Kuppelverzahnung)与滑移离合器19的内件21不可旋转地连接。滑移离合器19的外件20借助于滚动轴承22支承在内件21上。外件20在壳体3内轴向可移动地在支承销轴23上移动，其中轴向移动从外件通过滚动轴承22传递到内件21上。
滑移离合器19可以占据三个换档位置，一个中性位置，一个第一换档位置和一个第二换档位置，在第一换档位置时它使内齿轮18通过离合器齿形43与壳体3连接，在第二换档位置它使内齿轮18通过一具有带动齿40和一形锁合连接装置11的离合器件8与太阳轮12连接。离合器件8上的止挡7限制滑移离合器19的轴向移动可能性。离合器件8通过一个键槽9和平键10与驱动轴1不可旋转地连接。
杠杆25的末端为叉形的内臂26包围一设置在外件20上的横销24，通过这样的方法使杠杆25铰接在滑移离合器19的外件20上。杠杆25本身可旋转地支承在一支承销轴29上，支承销轴设置在齿轮箱壳体3和一个电磁铁31之间的一转接件30上。
电磁铁31通过转接件30与驱动轴1和换档方向轴线平行地固定在齿轮箱壳体3的圆周上。它具有电磁铁线圈32，它包围衔铁33，衔铁根据电磁铁线圈32的极性和电流方向轴向调整，并通过未具体画出的卡锁元件，受弹簧力作用的球形卡爪或优良地通过形锁合的锁定电磁铁锁定在换档位置。衔铁33在其端面上具有销子38，39，它们和限位开关36，37共同作用，并监控换档装置的换档位置，从而还有其功能。在差错警报时通过适当的、未具体画出的措施触发一警报和/或使机器停机。
杠杆25的第二条臂27与衔铁33传动连接，只要将臂27以一球头28穿过电磁线圈32的一个开口35嵌入衔铁33的一横向孔内即可。
附图标记1驱动轴 2 输出轴3齿轮箱壳体 4 轴承座5轴承座 6 滚动轴承7止挡 8 离合器件9键槽 10平键11 形锁合连接装置 12太阳轮13 行星轮 14行星轮轴15 行星轮架 16形锁合连接装置17 滚动轴承 18内齿轮19 滑移离合器 20外件21 内件 22滚动轴承23 支承销轴 24横销25 杠杆 26臂27 臂 28球头29 支承销轴 30转接件31 电磁铁 32电磁铁线圈33 衔铁 34横向孔35 开口 36限位开关37 限位开关 38销子39 销子 40带动齿41 连接件 42滚动轴承43 离合器齿 44离合器齿
权利要求
1.两级行星齿轮箱的换档装置，其驱动轴(1)与一个太阳轮(12)，其输出轴(2)与一个行星轮架(15)连接，其中行星齿轮箱的一个内齿轮(18)可通过一滑移离合器(19)形锁合地与齿轮箱壳体(3)或太阳轮(12)连接，滑移离合器(19)可借助于一电动执行元件(31)与驱动轴(1)同心地移动到不同的换档位置，其特征为执行元件(31)是一电磁体，其衔铁(33)与滑移离合器(19)作传动连接。
2.按权利要求1的换档装置，其特征为电磁铁(31)具有卡锁元件，衔铁(33)锁定在换档位置上。
3.按权利要求1或2的换档装置，其特征为卡锁元件为一锁定电磁体。
4.按上述权利要求之任一项的换档装置，其特征为电磁体(31)轴线与驱动轴(1)平行地设置在齿轮箱壳体(3)圆周上并在其长度之内。
5.按上述权利要求之任一项的换档装置，其特征为在电磁体(31)和滑移离合器(19)之间设有一双臂杠杆(25)，它可旋转地支承在壳体(3)上，并以一条臂(27)铰接在衔铁(33)上，以另一条臂(26)铰接在滑移离合器(19)上。
6.按权利要求5的换档装置，其特征为，滑移离合器(19)有一外件(20)，它通过一轴向支承销轴(29)与齿轮箱壳体(3)不可旋转地连接，并用一滚动轴承(22)可旋转地支承在一内件(21)上。
7.按权利要求5或6之一的换档装置，其特征为在齿轮箱壳体(3)和电磁体(31)之间设有一转接件(30)，杠杆(25)支承在它上面。
8.按权利要求5或7之一的换档装置，其特征为电磁体(31)的衔铁(33)具有一横向孔(34)，杠杆(25)的一条臂(27)以一球头(28)嵌在该孔内。
9.按上述权利要求之任一项的换档装置，其特征为换档位置通过限位开关监控。
全文摘要
本发明从两级行星齿轮箱的换档装置出发,其驱动轴(1)与一太阳轮(12),其输出轴(2)与一行星轮架(15)连接,其中行星齿轮箱的内齿轮(18)可通过一滑移离合器(19)形锁合地与齿轮箱壳体(3)或太阳轮(12)连接,滑移离合器(19)可借助一电动执行元件(31)与驱动轴同心地移动到不同换档位置。建议,执行元件(31)为一电磁体,其衔铁(33)与滑移离合器(19)作传动连接。
文档编号F16H3/44GK1342249SQ00804411
公开日2002年3月27日 申请日期2000年4月13日 优先权日1999年4月19日
发明者哈拉尔德·埃克特 申请人:腓特烈斯港齿轮工厂股份公司