专利名称：用于变速器的行星齿轮架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于变速器的行星齿轮架，特别是用于自动变速器或者动力换档变速器的行星齿轮架，其中行星齿轮安装在柱销上，其与与行星齿轮架的中心线同轴设置的太阳轮和内齿圈啮合。此外行星齿轮架具有用于离合器摩擦片或者制动摩擦片的摩擦片体(Lamellenkrper)。
背景技术：
现有技术的行星齿轮系主要用于自动变速器和动力换档变速器。行星齿轮系包括中央的太阳轮，与太阳轮同轴设置的内齿圈和多个设置在太阳轮和内齿圈之间的行星齿轮。这些行星齿轮的转动轴是平行的，但是以一定轴距与太阳轮和内齿圈的转动轴对准，其中行星齿轮的齿部与太阳轮或者内齿圈的齿部连续地啮合。行星齿轮以可转动的方式安装在行星齿轮架上。为了改变传动比，行星齿轮、太阳轮和内齿圈可以互相结合或者与固定的变速箱部件相结合，从而互相结合的部件保持相同的转速或者被固定为不转动。不同部件的结合一般通过制动器或者膜片式离合器实现。
已知用于变速器的行星齿轮架，其包括用于行星齿轮的由单构件或者多构件组成的支承凸缘和旋转对称的杯形零件。在杯形零件上通常安装有用于离合器摩擦片或者制动摩擦片的齿部。这种装置见于DE19544197中。根据上述专利的行星齿轮架由轴承座和轴承盖构成，通过间隔柱(Abstandssulen)分开的所述轴承座和轴承盖限定两个互相平行地间隔开的轴承面。在安装于间隔柱的打开端上的径向向外的法兰板上借助于焊接在轴承座和轴承盖之间建立连接。在这种情况下，法兰板通过弓形段互相连接。此外，轴承座应该制造为铸件或锻件，这导致轴承座在间隔柱的区域中必须进行成本密集的精加工。该解决方案的其他的缺点是铸件和锻件的高制造成本，大的重量和在边缘区域中小的强度。
在专利文献DE 4302844中公开了行星齿轮架的另一种结构。在这篇文献中涉及一种由行星齿轮架轮毂件和侧壁部件组成的行星齿轮架，所述行星齿轮架轮毂件和侧壁部件构成为挤压件或者板材压制件。侧壁部件是构成为杯形的摩擦片体，而行星齿轮架轮毂件由环形盘和管形突出部分组成。两个部件除了在轴向上延伸的凸起之外是旋转对称的。凸起从侧壁部件的底板沿轴向向外延伸并且从行星齿轮架轮毂件的盘沿轴向离开管状突出部分。轴向凸起的形式使得在变形加工期间必需昂贵的加工步骤。
在行星齿轮架的装配时，两个部件在凸起的区域中互相焊接。在这种情况下必须确保它们不仅在轴向上而且在径向和圆周方向上都能精确地定位。这在凸起形成时要求非常高的精度并且在建立焊接时要求昂贵的定位或定心措施，这阻碍了行星齿轮架的经济地制造。
发明内容
因此，本发明的目的在于，避免上述的缺点并因此提供一种重量优化的行星齿轮架，它的单个零件能经济地制造并且具有高的尺寸精度，并且在组装时不需要昂贵的定位措施。
根据本发明该目的这样实现，行星齿轮架包括由单构件组成且呈阶梯状的外缸，其中插入有同样的由单构件组成且呈阶梯状的内缸。内缸和外缸分别由套筒部分组成，所述套筒部分在端部通过径向向内形成的环形盘与轴套连接，所述轴套通过径向向内延伸的底板过渡到管状突出部分。内缸的套筒部分、轴套和管状突出部分的外径与外缸的相应内径分别匹配。内缸的套筒部分的轴向扩展部分构造得小于外缸的套筒部分的轴向扩展部分，并且内缸的套筒部分和轴套的轴向延伸的总和构造得大于外缸的套筒部分的轴向延伸，所以当在环形盘之间设置行星齿轮架时，外缸和内缸的套筒部分在端侧锁定。另外，在外缸的套筒部分和在内缸的轴套中设置间隙，行星齿轮被引导为在径向上通过所述间隙。
在第二个有利的结构中实现根据本发明的目的，用于变速器的行星齿轮架包括由单构件组成且呈阶梯状的外缸，其中插入有同样的由单构件组成且呈阶梯状的内缸。外缸和内缸分别由环形盘组成，在环形盘的径向的内部边界分别连接于轴套，所述轴套通过径向向内延伸的底板过渡到管状突出部分。在外缸的环形盘的径向外部边界连接有与轴套在轴向上隔开地延伸的套筒部分。内缸的盘、轴套和管状突出部分的外径与外缸的套筒部分、轴套和管状突出部分的内径分别匹配。外缸和内缸如此构造并且设置成在轴向上一个插入到另一个内，使得内缸的管状突出部分至少部分地在外缸的管状突出部分内，内缸的轴套至少部分在外缸的轴套内并且环状盘在套筒部分内。此外，在外缸的套筒部分和在内缸的轴套中设置间隙，安装于盘之间的行星齿轮被引导为在径向上通过所述间隙。
上述的布置能够以极少的单个零件实现根据本发明的行星齿轮架，其在外缸和内缸的环形盘之间具有用于容纳行星齿轮的环形环绕的空腔和端侧上安装的用于离合器摩擦片或者制动摩擦片的摩擦片体。行星齿轮通过在内缸的轴套中或者在外缸的套筒部分中的间隙起作用并且因此与与行星齿轮架的中心线同轴设置的太阳轮或与之同轴设置的内齿圈相啮合。内缸的管状突出部分用于容纳驱动轴，其上以可转动的方式安装有太阳轮。太阳轮借助于推力轴承相对于行星齿轮架以可转动的方式安装。借助于由两个互相插入的旋转对称或者几乎旋转对称的缸形成的行星齿轮架，其中内缸在轴向上形成的组件的外径与外缸在轴向上形成的组件的内径匹配，以简单的方式确保两个缸的中心线重合。套筒部分在端侧上简单的锁定保证了轴向的定位。
优选的是，外缸的套筒部分具有用于离合器摩擦片或者制动摩擦片的外齿部。
此外建议，内缸的底板具有环状的槽形插座，其中设置有推力轴承。
在本发明的另一个实施形式中，外缸和/或内缸通过钢板的非切削变形制造。这种实施形式的优点是高强度和轻的重量，简单制造和高的尺寸精度和部件质量，从而省去了昂贵的精加工。
此外，在外缸和内缸的环形盘中设置互相对准的用于容纳柱销的钻孔，在柱销上安装行星齿轮。
在本发明的另一种优选结构中，外缸和内缸的套筒部分在重叠区域中或者外缸的套筒部分和内缸的盘中力接合地连接。这防止缸之间沿轴向和圆周方向的偏移。在第一种情况下，在相同的承载能力的情况下在重叠区域中的环形部分的壁厚更小并且因此产生附带的重量上的优点。
此外，外缸和内缸的套筒部分在端侧被环形环绕地互相焊接。可选的是，套筒部分在端侧具有弯边并且在弯边的区域中沿圆周方向互相被焊接。
对于第二实施形式，同样建议内缸的环形盘与外缸的套筒部分被环形环绕地焊接。
通过环形环绕的焊缝，在两个缸之间建立高稳定的固定连接，避免了沿两个部件的轴向和圆周方向的相对运动。
此外建议，借助于激光焊接法实现在外缸和内缸之间的焊缝。
另外，外缸和内缸的套筒部分或者外缸的套筒部分和内缸的环形盘能够具有互相接合的形式接合的装置。
形式接合的装置可以构造为外缸的套筒部分中的内齿部和在内缸的套筒部分上或者在内缸的环形盘上与所述内齿部啮合的齿部。因此在外缸和内缸之间建立形式接合，这种形式接合提高了抵抗沿圆周方向相对运动的稳定性。
在本发明的另一个结构中，外缸和内缸由渗碳钢制成并且呈硬化的角轴套的形式的滚动轴承或者自由轮的内环与外缸的轴套相重叠，并且这两个零件形式接合和/或力接合地连接。因此显著地减小材料成本。
在本发明的另一个具体形式中，内缸的管状突出部分的内表面具有细牙花键。因此能够建立与轴的形式接合的连接。
下面的描述和简单示出本发明的实施例的附图中说明了本发明的其它特征。其中图1示出行星齿轮系的示意图；图2示出穿过根据本发明的行星齿轮架的纵向剖视图；图3示出沿图2中的线III-III穿过根据本发明的行星齿轮架的横向剖视图；图4示出穿过根据本发明的行星齿轮架的另一个实施形式的纵向剖视图；以及图5示出根据本发明的图4的行星齿轮架的分解透视图。
具体实施例方式
图1示出作为根据本发明的行星齿轮架的实施例的行星齿轮系1的示意图，其中用2表示行星齿轮架。行星齿轮架2抗扭地与轴3连接并且在它的纵向轴线外面具有行星齿轮4。行星齿轮4的转动轴平行于行星齿轮架2的纵向轴线。太阳轮5和内齿圈6以同轴且可转动的方式安装在行星齿轮架2或者轴3上，所述太阳轮和内齿圈连续地与行星齿轮4啮合。行星齿轮架2具有第一摩擦片体7。通过与太阳轮5连接的第二摩擦片体8，能够使这些组件结合。借助于与太阳轮5连接的第三摩擦片体9，太阳轮通过固定于外壳上的第四摩擦片体10能够被制动。
在图2中用2表示根据本发明的行星齿轮架，其由外缸11和内缸12组成。两个部件都是由单构件组成且呈阶梯状。外缸和内缸分别由套筒部分13和14组成，它们在一端通过径向向内形成的环形盘15和16分别与环形轴套17和18相连接。环形轴套通过各个径向向内延伸的底板19和20与每个管状突出部分21和22相连接。内缸12的底板20具有环状的槽形插座23，其中安装有用于支撑未示出的太阳轮的推力轴承24。如下所述，外缸11和内缸12的尺寸设计成使得它们能够交错地设置。在这种情况下，套筒部分13的内径与套筒部分14的外径相匹配。这种想法的优点是，不要求组件的定心措施，因为通过组件的形状和尺寸自动地进行定心。
另外，在轴套13和14之间设置力接合的连接，从而在部件相同的承载能力的情况下在重叠区域中的壁厚能够被选择成比其它的部件小，并且因此减小重量。
如从图3中所示，在外缸11的套筒部分13中，作为波浪状剖面或者断面构成外齿部25和内齿部26，所述外齿部用于与未示出的离合器摩擦片或者制动摩擦片啮合。另外可以看出，同样在内缸12的套筒部分14中构造有第一齿部27，其中第一齿部同样能实现为内齿部和外齿部或者仅仅为外齿部。第一齿部27这样构成，使得其与内齿部26形式接合地啮合。这起到了防止在圆周方向上的相对运动的附加保护作用。
此外，在本发明中，两个缸在套筒部分13和14的区域中在端侧沿轴向简单地锁定并且借助于环形环绕的焊缝36在端侧结合，以便防止外缸11相对于内缸12的运动。此外，可以想象，在端侧简单地锁定的套筒部分13和14在端侧具有弯边。缸11和12在这种情况下在弯边的区域中沿圆周方向环形环绕地互相焊接。
套筒部分13的轴向扩展部分构成为大于套筒部分14的轴向扩展部分，从而产生用于容纳行星齿轮4的环形空腔29。空腔29在径向方向上受到套筒部分13和轴套18的限制并且在轴向方向上受到互相平行相对的环形盘15和16的限制。在盘15和16中设置有互相对准的、用于容纳柱销32的钻孔30，在柱销上安装行星齿轮4。圆柱销32被压制到钻孔30中。因此保证不仅在轴向上而且在圆周方向上都不能运动。轴套18和套筒部分13具有间隙33和34。间隙沿轴向在环形盘15和16之间延伸。沿圆周方向的扩展部分如此保持，使得行星齿轮4能绕着圆柱销32旋转并且通过间隙33和34能够起作用。在这种情况下，行星齿轮4的齿部与未示出的内齿圈和同样未示出的太阳轮的齿部持续地啮合。
轴套18的轴向扩展部分如此选择，使得它啮合在轴套17的区域中，其中轴套18的外径与轴套17的内径匹配。因此实现对轴套17在径向方向上的支撑。另外管状突出部分22延伸到管状突出部分21中，其中突出部分22的外径同样与突出部分21的内径匹配。
内缸和外缸都是在拉伸过程中通过非切削的变形由渗碳钢板制成。除了钻孔30，单个的组件能够以很少加工步骤制造。这允许在相同高尺寸精确度的情况下经济地制造单独的零件。另外能够取消精加工的步骤，特别是在焊缝36的区域中的。
外缸11的轴套17被角轴套31覆盖，角轴套由硬化钢制成并且它的圆周表面作为自由轮的内环，在其上面以可转动的方式设置未示出的内齿圈。
在管状突出部分22的内圆周设置细牙花键35，从而未示出的轴能与行星齿轮架形式接合地有效连接。在这里所述的轴是指驱动轴或从动轴。
在图4和图5中示出根据本发明的行星齿轮架的第二实施形式。该行星齿轮架在实施形式和功能上与图2和图3中示出的大部分相同，因此对相同的零件使用相同的附图标记。两个实施形式的区别在于，内缸12的结构。内缸在实施形式方面由环形盘16组成，在它的径向向内的边界连接于轴套18，该轴套通过径向向内定向的底板20过渡到管状突出部分22。与第一个实施形式相比，仅仅缺少了内缸12的套筒部分14。在环形盘16的外面边界上设置第二齿部28。内缸12这样构成并且这样轴向地设置在外缸11中，使得内缸12的管状突出部分22至少部分地位于外缸11的管状突出部分21的内部。此外，内缸12的轴套18至少部分地位于外缸11的轴套17内并且环形盘16位于外缸11的套筒部分13内。在这种情况下第二齿部28形式接合且力接合地啮合在外缸11的内齿部26中并且能够另外通过环形环绕的焊缝36保证不沿圆周方向转动或者不沿轴向移动。
通过两个几乎旋转对称零件彼此的配合精确的布置，能够省去在装配时昂贵的定心措施。单个的组件能够简单且经济地制造并且由板形的原材料实现轻的结构类型。
附图标记1行星齿轮系2行星齿轮架3轴4行星齿轮5太阳轮6内齿圈7第一摩擦片体8第二摩擦片体9第三摩擦片体10第四摩擦片体11外缸12内缸13套筒部分14套筒部分15环形盘16环形盘17轴套18轴套19底板20底板21突出部分22突出部分23插座24推力轴承25外齿部26内齿部27第一齿部28第二齿部29空腔
30钻孔31角轴套32柱销33间隙34间隙35细牙花键36焊缝
权利要求
1.一种用于变速器的行星齿轮架(2)，包括由单构件组成且呈阶梯状的外缸(11)，其中插入有同样由单构件组成且呈阶梯状的内缸(12)，其中外缸(11)和内缸(12)分别由套筒部分(13、14)组成，所述套筒部分在端部通过径向向内形成的环形盘(15、16)与轴套(17、18)连接，所述轴套通过径向向内延伸的底板(19、20)过渡到管状的突出部分(21、22)，其中内缸(12)的套筒部分(14)、轴套(18)和管状突出部分(22)的外径与外缸(11)的相应内径分别相匹配，其中内缸(12)的套筒部分(14)的轴向扩展部分构造得小于外缸(11)的套筒部分(13)的轴向扩展部分，并且内缸(12)的套筒部分(14)和轴套(18)的轴向延伸量的总和构造得大于外缸(11)的套筒部分(13)的轴向延伸量，所以当在环形盘(15和16)之间设置行星齿轮架(4)时，外缸(11)和内缸(12)的套筒部分(13、14)在端侧简单地锁定，以及其中在外缸(11)的套筒部分(13)和在内缸(12)的轴套(18)中设置间隙(33、34)，行星齿轮(4)被引导为在径向上通过所述间隙。
2.一种用于变速器的行星齿轮架(2)包括由单构件组成且呈阶梯状的外缸(11)，其中插入有同样由单构件组成且呈阶梯状的内缸(12)，其中内缸(12)和外缸(11)分别由环形盘(15、16)组成，在所述环形盘的径向内部边界分别连接有轴套(17、18)，所述轴套通过径向向内延伸的底板(19、20)过渡到管状的突出部分(21、22)，其中在外缸(11)的环形盘(15)的径向外部边界连接有与轴套(17)在轴向上隔开地延伸的套筒部分(13)，其中内缸(12)的盘(16)、轴套(18)和管状突出部分(22)的外径与外缸(11)的套筒部分(13)、轴套(17)和管状突出部分(21)的内径分别相匹配，其中外缸(11)和内缸(12)以下述方式构造并且在轴向上以一个插入另一个的方式设置，使得内缸(12)的管状突出部分(22)至少部分地在外缸(11)的管状突出部分(21)内，内缸(12)的轴套(18)至少部分在外缸(11)的轴套(17)内而管状盘(16)则在套筒部分(13)内，并且其中在外缸(11)的套筒部分(13)内和在内缸(12)的轴套(18)中设置间隙(33、34)，在盘(15、16)之间安装的行星齿轮(4)被引导为在径向上通过所述间隙。
3.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)的套筒部分(13)具有用于离合器摩擦片或者制动摩擦片的外齿部(25)。
4.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中内缸(12)的底板(20)具有环状的槽形插座(23)，其中安装有推力轴承(24)。
5.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)通过钢板的非切削变形制造。
6.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中内缸(12)通过钢板的非切削变形制造。
7.如权利要求1和2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中在外缸(11)和内缸(12)的环形盘(15、16)中设置有互相对准的、用于容纳柱销(32)的钻孔(30)，在所述柱销上安装行星齿轮(4)。
8.如权利要求1所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)和内缸(12)的套筒部分(13、14)在重叠区域中力接合地连接。
9.如权利要求2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)的套筒部分(13)与内缸(12)的环形盘(16)力接合地连接。
10.如权利要求1所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)和内缸(12)的套筒部分(13、14)在端侧被环形环绕地互相焊接。
11.如权利要求1所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中套筒部分(13、14)在端侧具有弯边并且在该弯边的区域中沿圆周方向互相焊接。
12.如权利要求2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中内缸(12)的环形盘(16)与内缸(11)的套筒部分(13)被环形环绕地焊接。
13.如权利要求10、11或12所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中在外缸和内缸之间的焊缝以激光焊接法形成。
14.如权利要求1所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)的套筒部分(13)和内缸(12)的套筒部分(14)具有互相啮合的形式接合的装置。
15.如权利要求14所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中形式接合的装置由外缸(11)的套筒部分(13)中的内齿部(26)和内缸(12)的套筒部分(14)中的第一齿部(27)构成。
16.如权利要求2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)的套筒部分(13)和内缸(12)的环形盘(16)具有互相啮合的形式接合的装置。
17.如权利要求16所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中该形式接合的工具由外缸(11)的套筒部分(13)中的内齿部(26)和内缸(12)的环形盘(16)中的第二齿部(28)构成。
18.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中外缸(11)和内缸(12)由渗碳钢制成，并且，呈硬化的角轴套(31)的形式的滚动轴承或者自由轮的内环，与外缸(11)的轴套(17)相重叠，并且这两个零件形式接合和/或力接合地连接。
19.如权利要求1或2所述的用于变速器的行星齿轮架(2)，其中内缸(12)的管状突出部分(22)的内表面具有细牙花键(35)。
全文摘要
一种用于变速器的行星齿轮架(2)，特别是用于自动变速器或者动力换档变速器的行星齿轮架，其具有至少一个行星齿轮(4)，其与太阳轮和内齿圈连续地啮合。行星齿轮架实施为两部分并且由两个阶梯形构成的缸(11、12)组成，它们一个插入另一个内地设置。在这种情况下，外缸(11)的轴向形成部分的内径与内缸(12)的相应的部分的外径匹配，从而在装配期间能够实现缸的精确定位。单个的部件能够以简单的方式通过钢板的非切削变形制成。
文档编号F16H57/08GK1829873SQ200480021555
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月10日 优先权日2003年7月25日
发明者诺贝特·拉丁格, 马蒂亚斯·菲克 申请人:依纳-谢夫勒两合公司