转接器、行星齿轮传动装置、驱动装置和方法

专利名称：转接器、行星齿轮传动装置、驱动装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种转接器、 一种行星齿轮传动装置/传动装置、 一种驱动 装置和一种方法。
背景技术：
由DE10160685已知一种行星齿轮传动装置。在该行星齿轮传动装置 中，太阳轮与一转接轴连接，该转接轴又与电机轴力锁合地(kraftschltissig) 连接。发动机侧的壳体件设计成用于容纳这种连接的转接器壳体。此外，转接轴借助于滚动轴承支承在传动装置体内，其中转接器壳体 同样可以算作是传动装置壳体。这里优点是，行星齿轮传动装置是能独立工作的。虽然它可以连接在 其电机轴可与转接轴力锁合地连接的发动机上，但是也存在在输入端 (eintriebsseitig)与其它装置而不是发动机连接的可能性，电机轴或所述 其它装置的轴甚至可以通过转接轴的轴承支承。因此这里描述了一种可以 用于多种场合的、完全运作良好的行星齿轮传动装置。但是所述滚动轴承也有缺点，如发热和产生噪声等等。由DE29913996U1已知一种传动装置，其中设有一输入轴，至少一个 保持环跨接所述输入轴与传动装置壳体的径向距离，并且所述输入轴借助 于一具有至少一个同心滚珠的支承元件支承。这里设置一用于两个螺钉17 的长形孔20,所述螺钉沿轴向彼此隔开设置。在(该文件的)图3中孔宽 度为1.7cm，并且图2和图3按正确的比例显示。发明内容本发明的目的是，将驱动装置和行星齿轮传动装置改进得经济和更为 有效。按照本发明，这个目的由按照权利要求l中给出的特征的转接器、按照权利要求6中给出的特征的行星齿轮传动装置、按照权利要求19中给出 的特征的驱动装置、以及按照权利要求21中给出的特征的方法来实现。对于转接器，本发明的重要特征是，设置至少两个固定元件，其中在 第一状态每个固定元件本身设置成用于将驱动轴/输入轴形锁合地、防旋转 和防轴向移动地锁定在壳体件内，而在第二状态每个固定元件本身设置成 用于使驱动轴与另一个轴力锁合地连接，特别是其中固定元件可相互独立 地操作，即可从第一状态通过中间状态转变成第二状态。这里有利的是，固定元件在运输时，即在另一个轴安装之前，可用来 将驱动轴固定在壳体件内，特别是在第一状态通过每个固定元件本身可以 实现锁定，即以非常小的间隙防止旋转和轴向移动。因此可以不用驱动轴 轴承或固定环或一般性地不使用支承元件，并在操作固定元件时可在任何 时刻将驱动轴保持在确定的位置上，因此在本发明中与现有技术不同的是，达到组合的防旋转和防移动的 固定。如果第一固定元件处于第一状态和第二状态之间的中间状态，即例 如在柠入一螺故销时，这种固定也是能发挥功能的。这是因为第二固定元 件设置成用于在此期间进行锁定。在一个有利的实施例中，转接器可以设计成联轴器或传动装置，特别 是行星齿轮传动装置，并设置成用来安装在另一个转接器或电动机上。在 一种改进结构中，转接器设计成行星齿轮传动装置，其包括一驱动行星齿 轮和/或行星轮的太阳轮、 一太阳轮或一驱动太阳轮的轴和一用来与驱动传 动装置的装置，如电动机、内燃机或与这种原动机连接的转接器或联轴器 相连接的壳体件。这里有利的是，可得到一减轻重量的、运转平稳的和不 易发生故障的带传动装置的电动机。对于行星齿轮传动装置，本发明的重要特征是，在输入侧/驱动侧设计 成预装的(vorkomplettieren )。预装是指，传动装置能够不用拆开地运输和存放。为此相应地预先制作输入側。即，驱动轴形锁合地保持在壳体件 内。因此它不能转动。预装同样是指，传动装置不能运行。亦即它已经完 成了。在与驱动装置连接后取消预装，传动装置准备好了。预装这样进行， 使得只有与驱动装置相互配合传动装置才能运行，即驱动装置的功能是运 行必需的和/或通过进行连接或操作或者在连接或操作(驱动装置)时可取 消或除去阻止工作的特征。在预装时有利的是，传动装置能够存放和运输。特别是通过预装锁定 的装置零件能够实现防止轴向移动和旋转，最重要的是防止掉出和防止由 于震动造成的零件对其它零件的撞击。只有在与其它装置连接后才能够提 供传动装置的功能，即转矩传递和转速变换，因为必须附加和激活所述其 它装置的功能，对于本发明特别是支承功能。但是这还意味着，传动装置 本身可以紧凑、高效和经济地制造。除此以外，本发明还涉及一种行星齿轮传动装置，其包括一驱动行星 齿轮和/或行星轮的太阳轮、 一太阳轮或驱动太阳轮的轴，以及一用来与驱 动传动装置的装置，如电动机、内燃机或与这种原动机连接的转接器或联 轴器相连接的壳体件，其中在第一状态，即在未操作位置，固定元件设置 成用于使驱动轴与壳体件形锁合地连接，而在第二状态，即在操作位置，固定元件设置成用于驱动轴与驱动装 置的轴之间的力锁合的连接。这里有利的是，在存放和运输期间形成形锁合。因此传动装置不a 开。在与驱动马达连接后可以激活传动装置的功能，这里为此可建立电机 轴和传动装置的也与太阳轮连接的驱动轴之间的力锁合。在建立第二状态， 即力锁合以及消除形锁合后，传动装置可以为运行准备就绪，即驱动轴可 以转动。本发明的重要的优点还有，驱动轴不是支承在行星齿轮传动装置的壳 体件内。特别是例如驱动轴通过太阳轮和行星轮松动地支承，并通过至少 一个驱动装置的轴承固定地支承。以这种方式一方面节省了传动装置内输 入侧的滚动轴承，并具有附带的优点，如降低噪声和发热以及缩小结构空间，另一方面可实现热的线膨胀补偿。因为太阳轮轴向不受星行轮限制地 固定，而是可以^i殳置径向限制。在一个有利的实施形式中，每个固定元件在第 一和第二状态之间具有 另一种状态，在这种状态已经消除形锁合，但是还未建立力锁合。其优点 是，固定元件可以具有多个状态或者甚至具有连续的状态数量。因此所述 状态可用简单的机构实现，例如用孔和相配的螺紋销。在一个有利的实施例中，固定元件至少设置成设置在孔内的螺故销，所述螺紋销在第二状态比在第一状态径向拧入更深。这里优点是，所述状态的特征可通过旋进深度来描述，并且这种机构可方便和经济地实现。在一个有利的实施例中，螺玟销在第二状态时借助一套筒的变形导致形成力锁合，所述套筒由此绕驱动装置的轴张紧。这里优点是，螺玟销可 以设计成硬的，尽管转子轴设计成软的。因此套筒保护转子轴免受损坏， 并起到所谓的辅助固定元件的作用。在一个有利的实施例中，固定元件设计成设置在驱动轴的凹口内的夹紧环，该夹紧环在第二状态时具有比在第一状态时小的最大外径。其优点 是，可采用另一种可方便和经济地实现的机构。在一个有利的实施例中，这样获得所述凹口，即，使一未张紧的夹紧 环作为固定元件在第 一状态时建立驱动轴与包围它的壳体件的形锁合，其 中张紧的夹紧环作为固定元件在第二状态时建立驱动轴与驱动装置的轴的 力锁合。这里优点是，可釆用经济的标准件。在一个有利的实施例中，驱动装置是一电动机而驱动装置的轴是驱动 装置的转子轴。这里优点是，转子轴输出侧的轴承可用来特别是作为固定 轴承支承特别是与太阳轮连接的传动装置的驱动轴。在一个有利的实施例中，驱动侧的轴密封圏设置在太阳轮和固定元件之间。这里优点是，不会有润滑剂进入发动机内。在一个有利的实施例中，驱动侧的轴密封圏在壳体件和驱动轴之间进行密封，其中驱动轴上的轴密封圏的工作面设置在比更靠近驱动侧的驱动 轴小的直径上。这里优点是，可安装直到很高的转速时还能工作的驱动侧的轴密封圏，因为该轴密封圏的圆周速度小于大直径情况的圆周速度。在一个有利的实施例中，壳体件在驱动侧具有对中带/凸台(Bimd)。 其优点是，电动机可配合精确地连接，因此驱动轴可相对于电动机的作为 固定轴承的输出侧轴承定位。在一个有利的实施例中，驱动装置可借助于固定螺钉连接。这里优点是，可建立利用对中带对中的固定连接。在将第一装置安装在第二装置上的方法方面，本发明的重要特征是， 两个装置分别包括壳体和轴，第 一装置包括第 一 固定元件和第二固定元件， 第一装置的轴包括用来容纳第二轴的轴的结构，并且， -在第一步骤内，第一固定元件和第二固定元件分别独立地，即将第一 装置的轴本身固定在第一装置的壳体内以防止旋转和移动，即将其锁定， -在第二步骤内，将第二装置的轴插入第一轴用来容纳的结构内， -在第三步骤内，将第一装置的壳体与第二装置的壳体牢固连接， -在第四步骤内，这样操作第一固定元件，即，消除它与壳体的连接， 并建立第一装置的轴与第二装置的轴的防旋转和防移动的连接，而第二固 定元件继续将第一装置的轴锁定在笫一装置的壳体内，-在第五步骤内这样操作第二固定元件，即，消除其与壳体的连接。 这里优点是，在此方法的每个步骤内第一装置的轴通过固定在壳体内 或者通过固定在第二装置的轴上来确保防止旋转和防止轴向移动，该第二 装置的轴本身通过轴承和壳体与第 一装置的壳体牢固地连接和固定，由此 可以有利地节省第一装置的轴的轴承或保持环或广义地说附加的支承元 件，所述附加的支承元件在运行时，即为了使轴转动，是可以取消的，仅 是在运输时或广义地说处于未装配状态时用来固定第 一装置的轴。在另一个有利的实施例中，在第五步骤内，这样操作第二固定元件， 即，建立第一装置的轴与第二装置的轴的防旋转和防移动的连接。这里优 点是，形成轴相互之间附加的力锁合连接。这提供一种带来更高的可靠性 的冗余。在另一个有利的实施例中，第二装置是电动机。在另一个有利的实施 例中，第一和/或第二装置是传动装置或联轴器。电动机的输出轴具有自己 的牢固的支承结构，可以放弃第一装置的轴的支承结构。在一种改进结构 中，第一装置是行星齿轮传动装置，并且第一装置的轴与行星齿轮传动装 置的太阳轮直接连接。因此太阳轮和轴的组合可以有利地装到电机的输出 轴上，由此，对于第一装置内的太阳轮和轴的组合，可以放弃支承元件和 导向元件。这使得重量减轻，轴承故障减少，噪声降低和使用寿命延长。在一种改进结构中，每个固定元件都设计成螺紋销，所述螺紋销径向 柠入一与用于容纳第二装置的轴的结构同心设置的环内。其它优点由从属权利要求得到。在本文件中输入侧也称为驱动侧。其背景是，电动机能够以机动的运 行方式连接在传动装置的这一端上，并且电动机的转矩被传递给传动装置。 在传动装置的输入侧转矩传递流所谓地流入传动装置，当然在电机以发电 方式运行时转矩传递流可以倒转，此时转矩在驱动侧上流出。附图标记表1连接螺钉2螺紋孔3行星轮4滚针轴承5行星轮轴6行星轮架7轴承8壳体件9壳体件10壳体件ll壳体件12太阳轮13转接器轴14a, 14b螺紋销15定心带16轴密封圏17空隙18连接螺钉19密封帽20带轴向槽的套筒21螺紋孔22孑匕具体实施方式
现在借助于附图详细说明本发明在

图1中示出根据本发明的装置的剖视图，并且在图2中示出根据本 发明的装置的象征性的示意性剖视图，它表示本发明的构想。图中示出了 构造成行星齿轮传动装置的第一装置，即转接器。第一装置一即行星齿轮 传动装置一安装在其上的第二装置没有画出。这个第二装置例如可以是电 动机。行星齿轮传动装置的细节有部分没有说明。行星轮架6在输出侧通过轴承7单侧支承，并借助轴密封圏16密封。 行星轮架容纳行星轮轴5，行星轮3通过滚针轴承4支承在该行星轮轴上。 行星轮3与设置在壳体件9内的内齿轮及支承在行星轮3内的太阳轮12 相接合。这种支承可以构成一种浮动轴承。在本发明中采用对太阳轮的这种支承，并放弃使用根据DE10160685 的滚动轴承。在按图1或2的实施例中太阳轮与转接器轴13连接，该转接器轴具有 凹口 17以容纳电机轴。太阳轮的连接设计成压力配合连接/过盈配合连接。转接;轴13借助于轴密:封圏15相对于壳体;'i0密封。、^用于输出侧轴承7的壳体件8 、带内齿轮的壳体件9和壳体件10用连 接螺钉1连接。壳体件ll与壳体件10用连接螺钉18连接。电动机外壳借助于拧入螺紋孔2内的固定螺钉可与壳体件11连接。所 述壳体件还具有一使电动机外壳可与壳体件11精确对中地连接的对中凸 台15。用这种方法，通过一作为固定轴承的滚动轴承支承在电动机外壳内 的电机轴可直接与转接器轴连接，从而也为转接器轴提供支承。为了与电机轴连接设置螺欲销14a、 14b作为固定元件，在开始时，即 在处于与电机轴连接之前的未操作位置的第一状态时，所述螺紋销径向从 螺紋孔21中伸出至使得转接器轴形锁合地保持在壳体件11内，为此壳体 件同样具有孔22或可选择地具有螺紋孔。即用这种方法形锁合地锁定转接 器轴。在与电机轴连接时，将电机轴导入转接器轴的凹口内。夹紧套20此时 直接包围电^L轴。该夹紧套20具有槽，特别是轴向槽。现在将第一螺紋销 14a、 14b形式的固定元件从处于未操作位置的第一种状态继续拧入到处于 操作位置的第二种状态，以形成电机轴和转接器轴之间的力锁合连接。这 样的柠入是对第一固定元件的操作。这时通过相应的螺紋销形成成的、与 壳体件ll的形锁合消失。在外周上设置至少两个螺紋销14a、 14b。螺紋销14a、 14b沿轴向在 相同位置在转接器轴13的外周上彼此错开设置。每个螺故销配设有单独的 壳体件11内的凹口，所述凹口使得实现对转接器轴13防止旋转和轴向移 动的、形锁合的锁定。锁定是指，除了出现非常小的间隙外，能够防止旋 转和轴向移动。由于每个螺紋销14a、 14b分别配设有一单独的、壳体件 11中的孔，通过每个螺紋销14a、 14b本身可以实现锁定。如果所有螺紋 销都处于第一状态，即未操作位置，螺紋销14a、 14b沿转接器轴13的周 向错开90°，或在改进结构中错开不等于O的其它量，例如15°、 30°、 45°、 60°、 120°或180°,会形成对转接器轴13可靠的锁定。在第一螺玟销14a拧入到压靠在例如设计成夹紧套的套筒20上后，现 在也拧入另一个螺玟销14b。因此与壳体件ll的形锁合完全消失，并建立 由螺紋销14a、 14b形成的套筒20与电机轴之间的力锁合。在拧入时存在 一个由相应的螺故销14a 、 14b形成的形锁合已经消失而力锁合还没有建立 的过渡区。图1中示出在过渡区内的位置上，即在中间状态中的拧入的螺 紋销14b。这里采用一个以上螺紋销14a、 14b的优点是，不会发生转接器 轴13相对于电机轴大到不允许的移动。换言之，转接器轴13在每一个装 配步骤中都固定在电机轴上首先，即在将电机轴导入转接器轴内并且借 助于固定螺钉2将发动机固定在壳体件11上时，通过所有螺紋销14a、 14b 固定在壳体件ll内，在第一螺紋销14a、 14b拧入过渡区后通过剩下的螺 绞销14a、 14b固定在壳体件ll内，在第一螺紋销14a、 14b拧到力锁合 的、即径向最小位置后通过其固定在带轴向槽的套筒20上，并通过另一个 螺紋销14a、 14b固定在壳体件11内，在所有螺紋销14a、 14b拧到力锁合位置后通过它们固定在带轴向槽的套筒20上，从而固定在电机轴上。在 所有螺紋销14a、 14b拧入力锁合位置后，转接器轴13和电机轴一起可自 由转动地运动，从而完全能工作，而螺紋销14a、 14b在其相应起始位置， 即径向最大位置时阻止转动运动。因此转接器轴便与电机轴固定连接并可在壳体件11内自由转动。也就 是说完全取消壳体10或11内的用于转接器轴13的滚动轴承。因此可以产 生较少的热量和噪声并且存在较少的限制转速的结构。此外不存在轴承它 也不会掉出。此外当然也不需要制造轴承座，因此制造更为经济、方便。轴密封圏安装在一直径较小的凸肩(Absatz)上，因此可以高速运行。 因为圆周速度较小。转接器轴13被静态确定地支承。设置电机轴热的线膨胀补偿，因为转接器轴仅仅在轴向方向仅仅通过 电机轴固定，而太阳轮在轴向方向可以裙省4:运动。密封帽19防止流经太阳轮12和转接器轴13之间的过盈配合连接的润 滑油的有可能的流出。在本发明另 一个实施例中仅仅设置一个螺紋销，以使结构更简单更经 济，在这种情况下螺玟销的长度这样选择，使得基本上消除过渡区，亦即 螺玟销在抨入时在离开壳体件11后可以直接建立套筒20和电机轴之间的 力锁合。在本发明的另 一个实施例中设置三个或三个以上的螺玟销。在本发明的另一个实施例中使用夹紧环代替螺紋销14a、 14b和套筒 20，该夹紧环在夹紧前形锁合地固定在壳体ll的分布在圃周上的凹槽内， 并在电机轴插入夹紧环的空隙内后夹紧，以建立电机轴和转接器轴之间的 力锁合连接。这时夹紧环的直径减小，与壳体件ll的形锁合消失，但是建 立了轴之间的力锁合。在本发明另 一个实施例中壳体件11与壳体件10做成一体。在本发明另 一个实施例中壳体件11做成多件式的。
权利要求
1.转接器，包括一壳体件和一用来容纳另一个轴的驱动轴，其特征在于设置至少两个固定元件，其中每个固定元件在第一状态设计用于将驱动轴形锁合地、不可相对旋转以及特别是轴向不可移动地锁定在壳体件内，并且每个固定元件在第二状态时设计用于驱动轴与另一个轴之间的力锁合连接，特别是其中固定元件可相互独立地操作，即可从第一状态经过中间状态转变到第二状态。
2. 按照上述权利要求中至少一项所迷的转接器，其特征在于'.转接器 设计成^f于星齿轮传动装置，其包括至少一个驱动行星齿轮和/或行星轮的太 阳轮， 一带动太阳轮的轴，以及一用来与驱动所述传动装置的装置，如电动机、内燃机或与这种原动 机连接的转接器或联轴器相连接的壳体件。
3. 按照上述权利要求中至少一项所述的转接器，其特征在于至少两 个固定元件具有不同的圆周角，即相互错开地设置在带动轴的圆周上。
4. 按照上述权利要求中至少一项所述的转接器，其特征在于至少两 个固定元件设置在沿轴向相同的位置上。
5. 按照上述权利要求中至少一项所述的转接器，其特征在于为每个 固定元件在壳体件内配设一单独的开口 。
6. 行星齿轮传动装置， 包括一与太阳轮连接的驱动轴，其中该轴具有用于容纳另 一个轴的结构和用于4吏所述轴与所述另 一个 轴固定的固定元件，其特征在于行星齿轮传动装置在输入侧设计成预装的，其中用于使所述轴与所述另一个轴固定的固定元件在未操作位置分别将驱动轴锁定在壳体内，而在 操作位置分别使所述轴与所述另一个轴防旋转和防移动地连接。
7. 按照上述权利要求所述的行星齿轮传动装置，其特征在于驱动轴 不支承在行星齿轮传动装置的壳体件内。
8. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在 于驱动轴通过太阳轮和行星轮松动地支承，并通过驱动装置的至少一个 轴承固定地支承。
9. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在 于每个固定元件在第一状态和第二状态之间具有另一种状态，在该状态 下形锁合已经消除，但力锁合还没有建立。
10. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于固定元件至少设置成设置在孔内的螺紋销，所述螺紋销在第二状态 比在第一状态径向拧入得深。
11. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于螺紋销在第二状态时借助于套筒的变形产生力锁合，由此使套筒张 紧在驱动装置的轴上。
12. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于固定元件设置成设置在驱动轴的凹口内的夹紧环，该夹紧环在第二 状态时具有比在第一状态时小的最大外径。
13. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于所述凹口设计成，使得未张紧的夹紧环作为固定元件在第一状态时 建立驱动轴与包围该驱动轴的壳体件的形锁合，而张紧的夹紧环作为固定元件在第二状态时建立驱动轴与驱动装置的 轴的力锁合。
14. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于所述驱动装置是电动机，且驱动装置的轴是其转子轴。
15. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于输入侧的轴密封圏设置在太阳轮和固定元件之间。
16. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于输入侧的轴密封圏在壳体件和驱动轴之间进行密封，其中驱动轴上 的轴密封圏的工作面设置在比更靠近驱动侧的驱动轴小的直径上。
17. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于壳体件在输入侧具有一对中凸台。
18. 按照上述权利要求中至少一项所述的行星齿轮传动装置，其特征 在于驱动装置可借助于固定螺钉连接。
19. 驱动装置，包括行星齿轮传动装置和驱动该行星齿轮传动装置的 电动机，其特征在于行星齿轮传动装置在输入侧设计成预装的。
20. 驱动装置，包括行星齿轮传动装置和驱动该行星齿轮传动装置的 电动机，其特征在于行星齿轮传动装置按上述权利要求之至少一项设计。
21. 用来将第一装置安装在第二装置上的方法，其中两个装置分别包 括一壳体和一轴，而第一装置包括第一固定元件和第二固定元件，且第一 装置的轴包括用于容纳第二轴的轴的结构，其特征在于在第一步骤中第一固定元件和第二个固定元件分别将第一装置的轴不可旋转和移动地固定在第 一装置的壳体内；在第二步骤中将第二装置的轴插入第一轴用于容纳的结构内；在第三步骤中将第 一装置的壳体和第二装置的壳体固定连接； 在第四步骤中这样操作第一固定元件，使得消除它与壳体的连接，并 建立第一装置的轴与第二装置的轴的防旋转和防移动的连接；在第五步骤中这样操作第二固定元件，使得消除它与壳体的连接。
22. 按照上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于在第五 步骤中这样操作第二固定元件，使得建立第 一装置的轴与第二种装置的轴 的防旋转和防移动的连接。
23. 按照上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于第二装 置是电动才几。
24. 按照上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于第一装置和/或第二装置是传动装置或联轴器
全文摘要
本发明涉及行星齿轮传动装置、用于这种传动装置的转接器以及装配这种传动装置的方法，其中行星齿轮传动装置在输入侧做成可预装的。
文档编号F16H1/28GK101238312SQ200680028883
公开日2008年8月6日 申请日期2006年7月26日 优先权日2005年8月10日
发明者J·卡斯佩尔 申请人:索尤若驱动有限及两合公司