专利名称：多级行星齿轮轮系的制作方法
技术领域：
本发明涉及多级行星齿轮轮系/行星齿轮系，至少包括在马达的转接板(adapter plate)和齿轮头的转接板之间沿轴向被设置成一个在另一个后方的多个环形段，每个环形段均具有包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮的行星齿轮组，其中相邻环形段彼此联接并且外部段被联接到相应转接板。
背景技术：
通常，行星齿轮轮系具有彼此同轴设置的轴的紧凑型齿轮轮系的一种特殊构造。基本设计包括一个齿轮组，其从内侧到外侧包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮(齿圈)。不过，不仅上述简单行星齿轮组公知作为一种行星齿轮轮系，而且基于其基本设计，相继转接的多个行星齿轮组 的所有组合也公知作为行星齿轮轮系。以此方式，能够获得大的齿轮比减小，其中总的速度减小源自于相应多步减小且每步减小都是独立减小。在这种设计中，行星齿轮轮系由沿轴向设置成一个在另一个之后的多个环形段形成，且其中各个段均包括一个环形齿轮和一个行星齿轮组。在组装状态，各个段的相应环形齿轮完整地形成一个环形齿轮。在现有技术中，DE 41 05 907 Al公开了一种多级行星齿轮轮系。该行星齿轮轮系包括两个或多于两个安装套件，每个套件均具有一个外部环形齿轮、多个行星齿轮和一个太阳齿轮。该发明的特征在于安装套件完整地形成一个通过转接环使得环形齿轮彼此连接的步进变速箱/齿轮箱，且每个环形齿轮均可选地具有自身的旋转外部封套从而形成环形通道来引导回火介质。DE 19738429 Al描述了具有大减速比的齿轮轮系，特别是针对于百叶窗、遮阳棚、 幕帘、闭合元件等。齿轮轮系包括驱动轴和输出轴、两个居间齿轮级和一个变速箱外壳。该发明的特征在于两个齿轮级被支撑在单独的外壳模块内、安装成彼此对齐。此外，从DE 1550761 A和DE 1919825 U可知，行星齿轮轮系公知地具有彼此轴向放置的多个环形段。对于所有上述方案而言，固有地是使用通常为螺栓的附加紧固装置将各个 (individual)环形段连结在一起。这种连结技术由于要吸收较大的力而需要相对大的螺栓，从而难以使得总体设计小型化。此外，螺栓不能确保不同部件相对彼此准确定位；需要例如对齐销的附加参考元件。此外，使用螺栓进行紧固则难以在变速箱中使用由塑料制成的环形齿轮段，因为具有小直径的螺纹孔的载重能力不足以允许产生必要的紧固力。
发明内容
本发明的目标在于提出一种多级行星齿轮轮系，其中各个环形段相对于彼此准确定位并且永久性地连接于彼此。
根据本发明的原理，该多级行星齿轮轮系包括在马达的转接板和齿轮头的转接板之间沿轴向被设置成一个在另一个后方的至少多个环形段，每个环形段均具有包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮的行星齿轮组，其中相邻环形段彼此联接并且外部段被联接到相应转接板。本发明的特征在于每个环形段和对应转接板均在其相邻端面区域内形成联接区。为此，每个段均包括在其一个端面上的至少一个接合元件以及在其相反端面上的至少一个互补接收元件，其中在组装状态，段的接合元件通过外形锁合或力锁合而接合于相邻段或转接板的接收元件。接收元件优选地被设置成孔，接合元件是互补套管。在本发明的具体优选实施例中，接合元件被设计成其横截面向远端渐缩或成阶梯的套管，且该套管的周向表面被沿套管的纵轴线方向延伸的切缝中断。根据本发明，提供一种对齐销，该对齐销具有与套管的内部轮廓部分匹配的外部轮廓，在接合元件已经被插入接收元件之后该对齐销可被钉入(drivable)到被设计成为开缝套管的接合元件内以致接合元件相对于接收元件定位(reference)并张紧，从而以上述方式确保了足够高的防护性以阻止单个段的有意或无意松动。由于接合元件设计为阶梯横截面并且形成为套管，所以对齐销可以容易地被插入接合元件，之后扩张渐缩横截面区域内的这个段的接合元件以便根据本发明的接合元件的头部能够夹持在接收元件中。这里， 之后产生外形锁合和/或力锁合。内部轮廓被设计成使得当对齐销被钉入时各个段形成压配合和/或外形锁合从而之后导致接合元件变形并张紧于接收元件。 广泛的测试已经表明对齐销能够确保优选地获得单个环形段的定位和张紧二者。被置于周向表面内的切缝以及周向表面内的无障碍区域(cleared region)阻止了相邻段的齿轮几何形状由于对齐销施加张力而变形。根据本发明使用夹持或张紧连接来代替现有技术的螺纹连接能够显著减少多级行星齿轮轮系的生产成本并且实现明显更高的制造精度。接合元件的外表面和接收元件的内表面均被构造成是平滑的或者具有使两个联接零件能够对接在一起或至少部分促进其对接在一起的结构或几何形状。根据本发明，结构或几何形状是表面状况和表面几何形状。实践中已经表明如下情况是特别有利的，即在要彼此联接的环形段之间获得足够大的保持力，如果为了优化力的分布，每个环形段在其第一端面上均具有多个接合元件且在其相反端面上均具有相同数量的互补接收元件。在与对齐销配合时，在被钉入从而在套管状接合元件内延伸之后，能够容易且快速地组装根据本发明的行星齿轮轮系。本发明优于现有技术的主要优点和特征实质上在于-良好地适用于塑料制造的齿轮轮系且同样可容易地自动安装的简单有成本效率的连接技术；-使用夹持连接来代替常规螺纹连接从而使得更高精度和极度最小化成为可能；-通过使用对齐销来接合/校准(dowel)以及基于给开缝的套管状接合元件的变形而造成的接合元件对接收元件的张紧这二者的结合来实现单个环形段的联接；-被置于周向表面内的切缝以及附加无障碍区域确保了在对齐销施加张力期间相邻段的齿轮几何形状不变形。
结合附图从本发明的优选非限制性示例性实施例的下述具体描述中将显而易见到本发明的目标和优点，附图中图I是在即将组装之前的具有多个段的行星齿轮轮系的立体图/分解图 (explosive view)；图2是具有彼此联接的多个段的行星齿轮轮系的立体图，其中为了更加清晰而消隐了一个段；图3是彼此联接的两个段的联接区的第一细节图，其没有对齐销；以及图4是彼此联接的两个段的联接区的第二细节图，其具有对齐销。命名、I行星齿轮轮系2 段3 面4联接区5接合元件6接收元件7周向表面8 切缝9周向表面侧翼10对齐销11 马达12齿轮头13转接板
具体实施例方式图I是在即将组装之前的根据本发明具有多个未联接环形段2的行星齿轮轮系 I的立体图。所有段2中的每一个(这里仅示出)包括一个行星齿轮组，该行星齿轮组包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮，所述所有段2 被设置在马达11的转接板13和齿轮头12的转接板13之间且其输出端沿轴向方向一个在另一个之后。本发明没有教导与齿轮头12及其转接板13的设计有关的任意设计限制。因此，转接板13和齿轮头12能够被制造或构造成单件或被分别地制造或构造。关于图2，在组装状态的、具有马达11和齿轮头12的相应的转接板13的相邻环形段2和外部环形段2被联接于彼此从而构成完整的多级行星齿轮轮系I。为了更加清晰，消隐了一个段2。参见图3和图4，在各情况中，环形段2在其相邻面3的区域内形成了联接区
4。在所示示例中，段2和转接板13在其一个面3上具有四个接合元件5并且在其相反面 3上具有四个互补接收元件6。在组装状态,段2的接合元件5以外形锁合(form-closed) 形式接合于相邻段2或转接板13的接收元件6。图3示出了彼此联接的段2的联接区4的第一细节图。该区域可以被理解成是段 2或转接板13的联接区4，在此两个相邻段2或转接板13的直接对置面3彼此接触。可以看出左侧段2示出了被构造成孔的接收元件6，右侧段2是互补的套管状接合元件5。接合元件5的横截面沿其纵轴线方向成阶梯，且在所示示例中具有不同横截面区域。图4示出了彼此联接的两个段2的联接区4的第二细节图。借助于与对齐销10配合的接合元件5和接收元件6来产生两个相邻段2或转接板13的相应连接或联接。根据本发明，对齐销10的外部轮廓部分匹配于接合元件5的内部轮廓，在将接合元件5插入到接收元件 6内之后对齐销10被钉入参见图I被构造成开缝套管的接合元件5内，以致接合元件5参照于并张紧于接收元件6。参考图1，被置于接合元件5的周向表面7内的切缝8 被构造成楔状且具有沿接合元件5的内表面方向扩张的横截面，以致形成周向表面侧翼9。 周向表面侧翼9或无障碍区域相应地阻止后续段2的齿轮几何形状在对齐销10施加张力时的变形。
权利要求
1.多级行星齿轮轮系(1)，其至少包括在马达(11)的转接板(13)和齿轮头(12)的转接板(13)之间沿轴向方向被设置成一个在另一个之后的多个环形段(2)，每个环形段均具有包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮的行星齿轮组，其中相邻环形段(2)彼此联接并且外部段(2)被联接到相应转接板(13)，其特征在于，所述环形段(2)和对应转接板(13)每个均在其相邻端面(3)的区域内形成联接区(4)，并且每个所述段(3)均包括在其一个端面上的至少一个接合元件(5)以及在其相反端面(3)上的至少一个互补接收元件(6)，其中在组装状态，段(3)的接合元件(5)以外形配合或力锁合方式接合于相邻段(3 )或转接板(13)的接收元件(6 )。
2.根据权利要求I所述的多级行星齿轮轮系(1)，特征在于所述接收元件(6)被构造成孔并且所述接合元件(5)被构造成互补套管。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的多级行星齿轮轮系(I)，特征在于所述接合元件(5)被设计成其横截面朝向远端渐缩或成阶梯的套管，且该套管的周向表面(7)被沿该周向表面(7)的纵轴线方向延伸的切缝(8)中断。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的多级行星齿轮轮系(I)，特征在于提供外部轮廓被构造成部分匹配所述套管的内部轮廓的对齐销(10)，在将所述接合元件(5)插入所述接收元件(6 )之后该对齐销(10 )可被钉入所述接合元件(5 )内以致所述接合元件(5 )相对于于所述接收元件(6)定位且张紧。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的多级行星齿轮轮系(1)，特征在于由于所述套管状接合元件(5)的具有不同配合特征的横截面区域，尤其是压配合区域，被构造成阶梯状，由此形成以接收所述对齐销(10)。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的多级行星齿轮轮系(I)，特征在于所述接合元件(5)的外表面和所述接收元件(6)的内表面每个均被构造成平滑的或者具有使两个联接零件能够对接在一起或至少部分促进其对接在一起的结构或几何形状。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的多级行星齿轮轮系(I)，特征在于为了优化力分布，每个环形段(3 )均在其一个面(3 )上具有多个接合元件(5 )并且在其相反另一面(3 )上具有相同数量的互补接收元件(6 )。
全文摘要
本发明涉及多级行星齿轮轮系(1)，其包括在马达(11)的转接板(13)和齿轮头(12)的转接板(13)之间沿轴向方向被设置成一个在另一个之后的多个环形段(2)，每个环形段均具有包括一个太阳齿轮、由行星架承载的多个行星齿轮以及具有内齿的一个环形齿轮的行星齿轮组，其中相邻环形段(2)彼此联接并且外部段(2)被联接到相应转接板(13)。本发明的特征在于，所述环形段(2)和对应转接板(13)每个均在其相邻端面(3)的区域内形成联接区(4)，并且每个所述段(3)均包括在其一个端面上的至少一个接合元件(5)以及在其相反端面(3)上的至少一个互补接收元件(6)，其中在组装状态，段(3)的接合元件(5)以外形配合或力锁合方式接合在相邻段(3)或转接板(13)的接收元件(6)内。
文档编号F16H57/08GK102713349SQ201080061451
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月4日 优先权日2009年11月13日
发明者J·加斯曼, R·凯尔, T·穆勒 申请人:约翰逊电动德累斯顿有限公司