专利名称：带行星齿轮传动装置的轴式变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如主权利要求前序部分所述的轴式变速器(Wellgetriebe)。
背景技术：
这种变速器从DE 197 08 310 A1中已知，又称环形带变速器，带有一个波动发生器(Wellgenerator)，其形状是一个非圆的芯或者偏心于主动轴旋转的圆盘，圆盘沿着韧带的内表面滚动，在这里韧带也称作径向弹性的滚动衬套。每个盘可以旋转支承在一个与主动轴无相对旋转的旋转板上。但如果要求在真正的轴式变速器之前有一个输入减速时，在任一篇先公开文件中所述盘都涉及在一个与主动轴无相对旋转联接的太阳轮上啮合运转的行星齿轮。这必然会造成齿盘的齿顶部引起韧带的内表面受到不希望有的较高的、导致磨损的以及噪音很大的应力。
轴式变速器与装在前面的行星齿轮变速器的类似结合可从DE 199 14555 A1中已知，也可从几乎结构相同的DE199 14 556 A1中已知。这里行星齿轮与太阳轮外啮合，也与变速器外壳上的一圈内齿啮合，由于由此产生的径向夹紧行星齿轮，在临界载荷状态下会导致局部过载从而损害结构。按照这里的结构，在每个行星齿轮处这种危险会更大，行星齿轮在韧带内部的力连接运转过程与在外壳内的形状连接运转过程无相对旋转地耦联，在这种轴线平行的力过渡过程中也没有任何过载安全措施。
每个轴式变速器-又称为谐和传动或者环形带变速器-作为主动轴与输出轴同轴的、减速比很大的、能自行制动的系统的功能是基于，至少一个在一个轮圈中绕变速器轴线运转的行星齿轮作为所谓的波动发生器使又称为韧带和环形带的轮圈周围径向向外变形，由此轮圈外表面周围局部压向一个固定在外壳上的静止空心齿轮的中空圆柱形的内表面，该空心齿轮的周长略大于轮圈周长，用作形状稳定的支撑环。因此，韧带以其外表面通过摩擦面力连接地或者(在韧带为齿带时)通过齿形状连接地在支撑环中滚动，其中由于支撑环与韧带之间的周长差，韧带绕变速器轴线的转动比马达驱动的波动发生器慢。这种相对驱动器慢得多的旋转运动通过最好是带齿的韧带外表面传递到同样带齿的另一个外环的内表面上，该外环即在支撑环旁同轴布置但与支撑环相反不是静止的而是可转动的输出环，该输出环设计成例如罐形或者罩形并装配了支承在变速器外壳内的输出轴。这里，在韧带到输出环的齿中由于不同的周长(也就是不同的齿数)还可以实现转速的进一步降低。
这种波动发生器的驱动通常通过装有法兰的高速运转的低压直流马达完成，其马达轴可同时用作变速器主动轴。其快速旋转由轴式变速器减速至一个慢得多的旋转运动从而相应的转矩较大，这可有多种用途，例如用作马达和空调管理的调节元件以及汽车中特别是代替手动作用的其它功能。当然，由于结构限制大减速比不可能有任意小的级差。因此，尤其是对中间减速范围，有时在输入侧要借助一个行星齿轮传动装置给出一种在较大范围内结构上可预定的输入减速。
在这种轴式变速器中，波动发生器为此由两个关于变速器轴线径向对置的、端面带齿的行星齿轮组成，这两个行星齿轮支承在一个行星连杆上，即支承在一个可绕变速器轴线转动的双臂杠杆上，每个行星齿轮一方面与输入侧的主动中心太阳轮啮合滚动，另一方面与固定在外壳上的支撑环啮合滚动。与这两个行星齿轮的每一个轴向错置地支承了一个相对它可转动的滚子，该滚子在行星齿轮旋转运动过程中作为波动发生器使韧带周向局部径向向外变形。这是一种相当昂贵的结构，在这里应对变速器的无噪声运转有更高要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，简化这种轴式变速器，使得在没有明显的功能损害情况下实现一种费用较低的但操作安全的结构。
按照主权利要求的特征组合，该任务是这样解决的，即，完全取消了行星齿轮与外壳的齿啮合，波动发生器滚子作为行星滚子形状连接地直接由输入侧的太阳轮驱动，其方法是太阳轮与行星齿轮无相对旋转的连接在一起。
由此取消了从行星齿轮到变速器外壳的高负荷的齿轮啮合，也取消了为此所需要的特别制造费用以及由于齿轮啮合产生的噪声源。取而代之的是，由太阳轮形状连接驱动的滚子以其滚动或摩擦表面在韧带中滚动，而通常韧带以其外表面不仅与固定在外壳上的支撑环局部周向啮合，而且轴向直接相邻地与同心于该支撑环可旋转的输出环局部周向啮合。在韧带的不带齿的内表面上的这种滚动过程同时也起到一种滑动联轴节的功能，这种功能在考虑到主动轴和输出轴之间的转矩情况下当变速器机械过载时会起作用。这意味着此时韧带保持不动，波动发生器滚子在其中滑移，而不象韧带外表面上的齿啮合或者太阳轮和行星轮之间齿啮合的情况可能导致动态的临界超负荷。
其它的优点和具体的设计方案和改进及优点从其它权利要求和下面借助一个优选实施例对本发明的解决方案的描述可知。附图示出了带有行星轮输入级作为波动发生器的轴式变速器的轴向纵断面，只限于结构上的主要零件，也不是完全按正确比例，为避免产生噪声和超负荷，该波动发生器摩擦连接于韧带上。
附图中以轴向纵断面草图示出的可完全由塑料压铸而成的根据本发明设计的轴式变速器。
具体实施例方式
附图中以轴向纵断面草图示出的可完全由塑料压铸而成的根据本发明设计的轴式变速器10具有一个外壳11，带有一个大致圆盘状的基板12。一个中心通孔13用于插入主动轴14，该主动轴可以直接是驱动马达15的主轴。孔13的直径大于轴14的直径，因此此处不存在径向支承功能，因为该功能由马达轴承1承担。否则，或者当基板12是马达15的轴承盖时，孔13配备有一个轴承16。与之相对，主动轴14如草图所示支承在由轴承支承的输出轴25中，以避免弯曲应力。
在图示实施例中，基板12在其边缘部位带有异形设计以便形状连接地装纳一个固定在外壳上的支撑环18，该支撑环18在其形状稳定的中空圆柱形内表面上带有内齿19。这样单独制造然后再装配到基板12上的支撑环18比与基板12一体的支撑环还有这样的优点，即其内齿19可以更精确地制造成圆形从而可实现变速器运转噪声特别小。
对面的盖23表示外壳11的自由端面从而也是变速器10的端面，在其输出侧包括一个径向轴承24用于一个同轴于主动轴14从而也同轴于变速器轴线22伸出的输出轴25。该输出轴与一个罐形的或者罩形的带有形状稳定的内齿26的输出环27无相对旋转地连接，该输出环在向着基板12方向轴向位于前面的固定于外壳上的支撑环18和盖23的内侧表面之间在外壳11中轴向被导向。
在两个同轴固定的、轴向相邻的环18-27中插入一个易弯曲的宽齿带，带有外齿29的径向可变形的韧带28。带28轴向比两个相邻的形状稳定的环18，27的每一个都宽，因此在径向凸起的弧形段上(从草图可看出)同时与它们的两个内齿19，26啮合。最好韧带28(与草图中的原理图相反)轴向与两个环18-27加起来一样宽，由此在基板12和输出环2 7的罩形底部之间轴向导向。为了使韧带2 8的由于径向变形啮合的弧形段在环18-27中环绕，韧带28本身在其内部装纳一个波动发生器30，该波动发生器从变速器10外部由马达使之旋转运动。
韧带28与位于其中央的波动发生器30通过主动轴14支承在变速器10的外壳11中。由于该主动轴14支承一个太阳轮31，通过太阳轮的外齿32在所示实施例中两个行星齿轮33以其正齿34滚动，为此行星齿轮支承在一个相对太阳轮31轴向错置的行星连杆35上，主动轴14以一定间隙穿过两个行星齿轮。尽管在行星齿轮33的正齿34到韧带28的内表面之间有一定径向距离，但行星齿轮33无相对旋转地装备了滚子36，该滚子具有较大的直径，以致滚子在摩擦作用下以其光滑内表面贴靠到韧带28不带齿的内表面上，以便使韧带28为了其齿啮合而局部向外压到支撑环18和输出环27的内表面中，而无需使用一种横截面分级的韧带。对于没有倾斜的滚动过程，最好两个轴向相互错置的外环18和27的每一个分别在行星齿轮33的两侧有自己的行星滚子36；其中在行星齿轮和行星滚子之间的力连接形式的轴向联接中存在另外一种滑动联轴节功能用于可靠的过载保护。
在从驱动侧固定的太阳轮31到带齿的行星齿轮33的最好是齿轮旋转连接中，主动轴14的转速经历一个结构上可细分级的第一减速，然后在韧带28到外环18，27的齿中经历对于真正轴式变速器10典型的很大的附加减速。力作用从主动轴14无相对旋转地通过太阳轮31径向传到行星齿轮33上，从该处分别轴向平行地靠摩擦分到两个行星滚子36上，最好同样靠摩擦又径向传到只有外面带齿的韧带28中。因此在用于输入减速的行星传动装置31-33和变速器外壳11之间，没有咬合。因此，用作为波动发生器30的与行星齿轮33力连接的行星滚子36在韧带28内表面中的滚动，这种滚动无夹紧且平稳的、特别是输入速度更小且最好不是形状连接而仅是力连接，除了在每个行星齿轮33和其两侧的行星滚子之间的摩擦形式的过载保护外，这种滚动在力流中还有更可靠的过载滑动联轴节作用。相反，在(与图示实施例相反)带齿的波动发生器30中，除了行星齿轮33和行星滚子36之间的联接外，在太阳轮和行星齿轮之间的不带齿的也仅是力连接的旋转连接中还有另一种有效的滑动联轴节功能。
权利要求
1.轴式变速器(10)，带有一个用作波动发生器(30)的行星齿轮驱动器，该行星齿轮驱动器有至少一个在一个位于驱动器侧的太阳轮(31)上形状连接地运转的行星齿轮(33)，其中，波动发生器(30)沿着一个外部刻齿的、周向可径向变形的韧带(28)的内表面滚动，该韧带径向通过一个固定在外壳上的径向形状稳定的支撑环(18)的内齿和一个同样径向形状稳定的、但可旋转地支承在外壳(11)中的输出环(27)的内齿延伸，其特征在于，行星齿轮(33)配备有一个与之一起运转的而直径较大的行星滚子(36)，它们可一起旋转但设计成过载滑动联接，滚子(36)以光滑滚动面(37)径向贴靠到韧带(28)的没有齿的内表面并沿着该内表面滚动。
2.根据前述权利要求所述的轴式变速器，其特征在于，行星齿轮两侧各有一个行星滚子(36)，其中一个配属于支撑环(18)，一个配属于输出环(27)。
3.根据权利要求之一所述的轴式变速器，其特征在于，行星齿轮和行星滚子(36)由一个共同的轴(38)固定在一个行星连杆(35)上。
4.根据权利要求之一所述的轴式变速器，其特征在于，一个单独制造的带有内齿(19)的支撑环(18)安装在外壳(11)的一个基板(12)上。
5.根据权利要求之一所述的轴式变速器，其特征在于，轴向相邻的带有内齿(19，26)的环(18，27)中嵌入一个径向可变形的带有外齿(29)的韧带(28)，该韧带轴向比两个环(18，27)中的每一个都宽。
6.根据权利要求之一所述的轴式变速器，其特征在于，太阳轮(31)的支承轴和主动轴(14)在驱动侧支承在一个驱动马达(15)的轴承盖中，该轴承盖用作外壳的固定支撑环(18)的基板(12)。
7.根据权利要求之一所述的轴式变速器，其特征在于，太阳轮(31)的支承轴和主动轴(14)在输出侧支承在输出轴(25)中，输出轴借助其输出环(27)在支撑环(18)和一个输出侧的外壳罩(23)之间轴向导向。
全文摘要
在从驱动侧固定的太阳轮到行星齿轮的齿连接中，主动轴的转速经历一个结构上可细分级的第一减速，然后在韧带到外环的齿中经历对于真正轴式变速器典型的很大的附加减速。在用于输入减速的行星传动装置和变速器外壳11之间没有齿咬合。因此，用作为波动发生器的与行星齿轮力连接的行星滚子在韧带内表面中的滚动，这种滚动无夹紧且平稳的、特别是输入速度更小且最好不是形状连接而仅是力连接，除了在每个行星齿轮33和其两侧的行星滚子之间的摩擦形式的过载保护外，这种滚动在力流中还有更可靠的过载滑动联轴节作用。
文档编号F16H25/06GK1501008SQ0215049
公开日2004年6月2日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年11月15日
发明者M·鲁托尔, F·佩劳, M 鲁托尔 申请人:厄克斯勒股份公司