(57)【要約】  本発明は、中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて配置されている第１の遊星歯車（２１）の少なくとも１つの第１のセットであって、第１の遊星歯車（２１）は、中心軸線（９）を中心に回転可能な第１の太陽歯車（２３）とかみ合っている、少なくとも１つの第１のセットと、中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて配置されている第２の遊星歯車（２２，７）の少なくとも１つの第２のセットであって、第２の遊星歯車（２４）は、中心軸線（９）を中心に回転可能な第２の太陽歯車（２４）とかみ合っている、少なくとも１つの第２のセットと、を備えた遊星歯車伝動装置（２０）に関する。
2014518362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車伝動装置（２０）であって、
中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて配置されている第１の遊星歯車（２１）の少なくとも１つの第１のセットであって、前記第１の遊星歯車（２１）は、前記中心軸線（９）を中心に回転可能な第１の太陽歯車（２３）とかみ合っている、少なくとも１つの第１のセットと、
前記中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて配置されている第２の遊星歯車（２２）の少なくとも１つの第２のセットと、を備え、
前記第２の遊星歯車（２２）は、前記回転軸線（９）を中心に回転可能な第２の太陽歯車（２４）とかみ合っていて、
前記太陽歯車（２３，２４）のうち少なくとも１つは、少なくとも１つのアンギュラ玉軸受（４１，４２）により、前記中心軸線（９）を中心に回転可能に前記遊星歯車伝動装置（２０）に支承されている、遊星歯車伝動装置。
【請求項２】
各前記太陽歯車（２３，２４）は夫々、アンギュラ玉軸受（４１，４２）でもって回転可能に支承されている、請求項１記載の遊星歯車伝動装置。
【請求項３】
前記遊星歯車（２１，２２）の一方のセットの少なくとも遊星歯車（２１）は、前記軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて夫々、独自の回転軸線を中心に回転可能に遊星キャリア（１１）によって支持されており、少なくとも前記遊星キャリア（１１）によって支持されている前記遊星歯車（２１）とかみ合っている前記太陽歯車（２３）は、前記アンギュラ玉軸受（４１）によって回動可能に前記遊星キャリア（１１）に支承されている、請求項１記載の遊星歯車伝動装置。
【請求項４】
前記第１の太陽歯車（２３）は、アンギュラ玉軸受（４１）により前記遊星キャリア（１１）に回動可能に支承されている、請求項３記載の遊星歯車伝動装置。
【請求項５】
前記セットのうち一方のセットの少なくとも前記遊星歯車（２１，２２）は、前記中心軸線（９）を中心に、接続軸（２）に対して相対的に回転可能な遊星キャリア（１１）によって支持されており、前記太陽歯車（２３，２４）の少なくとも一方の太陽歯車（２４）は、アンギュラ玉軸受（４２）により前記接続軸（２）に回動可能に支承されている、請求項１記載の遊星歯車伝動装置。
【請求項６】
前記第１の遊星歯車（２１）及び前記第２の遊星歯車（２２）は、前記中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて夫々、独自の回転軸線を中心に回転可能に、１つの遊星キャリア（１１）によって一緒に支持されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の遊星歯車伝動装置。
【請求項７】
ディファレンシャル（４０）と、請求項１記載の遊星歯車伝動装置（２０）とを備えたディファレンシャル装置（１）であって、
前記ディファレンシャル（４０）により、該ディファレンシャル（４０）の合算軸（２）に加わっているトルクが、前記ディファレンシャルの互いに相対的に回転可能な補償歯車を介して、第１の被動軸（３）と第２の被動軸（４）とに分配可能であり、前記遊星歯車伝動装置（２０）において、第１の遊星歯車（２１）及び第２の遊星歯車（２２）が、前記中心軸線（９）に対して半径方向の間隔を置いて夫々、独自の回転軸線を中心に回転可能に、１つの遊星キャリア（１１）によって一緒に支持されていて、第１の太陽歯車（２３）が、アンギュラ玉軸受（４１）を介して前記中心軸線（９）を中心に回転可能に前記遊星キャリア（１１）に支承されていて、第２の太陽歯車（２４）が、第２のアンギュラ玉軸受（４２）を介して、前記中心軸線（９）を中心に回転可能に前記合算軸（２）に支持されている、ディファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車伝動装置に関し、中心軸線に対して半径方向に間隔を置いて配置されている第１の遊星歯車の少なくとも１つの第１のセットであって、第１の遊星歯車が、中心軸線を中心に回転可能な第１の太陽歯車とかみ合っている、少なくとも１つの第１のセットと、中心軸線に対して半径方向に間隔を置いて配置されている第２の遊星歯車の少なくとも１つの第２のセットとを備え、第２の遊星歯車は、回転軸線を中心に回転可能な第２の太陽歯車とかみ合っている。
【０００２】
発明の背景
独国特許出願公開第１０２００８０５６６２２号明細書に、トルクをディファレンシャルを介して第１の駆動軸及び第２の駆動軸に分配するためのトランスファギアボックスが開示されている。トルクの分配は、トランスファギアボックスにおいては補助伝動装置及び制御可能なブレーキにより影響を与えることができる。トランスファギアボックスは、そのために、互いに連結されていて、ブレーキを介して制御可能な２つの、いわゆる制御伝動装置から成る遊星歯車伝動装置を有する。
【０００３】
遊星歯車伝動装置は、その２つの軸を介して１つの遊星段に連結されていて、遊星キャリア、第１の遊星歯車のセット、第２の遊星歯車のセット、内歯車、第１の太陽歯車及び第２の太陽歯車から形成されている。長い遊星歯車として記載されている各第１の遊星歯車の各々は、遊星キャリアにおいて不動である夫々第１の遊星ピンに設置されている。短い遊星歯車として記載されている各第２の遊星歯車の各々は、同様に遊星キャリアにおいて不動である夫々第２の遊星ピンに設置されている。各長い遊星歯車は、夫々短い遊星歯車及び第１の太陽歯車とかみ合っている。各短い遊星歯車は、第２の太陽歯車とかみ合っている。太陽歯車は、制御可能なブレーキに結合されている。
【０００４】
遊星歯車と太陽歯車とは、はすば状にかみ合っている。これに応じて、かみ合いにおけるトルクの伝達時には、歯力の接線方向及び半径方向の成分以外に、周辺部分により吸収される軸線方向の成分も発生する。通常、太陽歯車は、上記力に対して軸線方向において摩擦面で支持される。摩擦は、ディファレンシャルにおいて所定の自己ロックに基づいて望まれているが、制御伝動装置においては望まれていないエネルギを消費する。このような装置は、滑らかに動くことが望ましく、内部摩擦によるエネルギ損失は少ないことが望ましい。
【０００５】
発明の開示
本発明の目的は、滑らかに動く遊星歯車伝動装置を提供することである。
【０００６】
本発明によれば、同軸的に互いに配置されている少なくとも２つの太陽歯車を備えて構成されている遊星歯車伝動装置の太陽歯車のうちの１つが、少なくとも１つのアンギュラ玉軸受により、中心軸線を中心に回転可能に遊星歯車伝動装置において支承されている。アンギュラ玉軸受は、はすば状にかみ合っている遊星歯車及び太陽歯車の歯力からの軸線方向の成分を、アンギュラ玉軸受により吸収し、周辺構造にさらに付与するように配置されている。アンギュラ玉軸受は、スラスト軸受と、太陽歯車を支持することができるラジアル軸受との組合せとは異なり、比較的小さな構成スペースしか必要とせず、ラジアル深溝玉軸受よりも大きな軸線方向の力を吸収することができる。
【０００７】
ラジアル玉軸受は、実質的に半径方向における荷重を負荷可能である。したがって、玉と外側軌道及び内側軌道との接触部及び玉軸受の玉の各玉中心を通っている接触線は、玉軸受の回転軸線から垂直方向に突き出している半径方向平面に位置する。スラスト玉軸受は、実質的に半径方向における荷重を負荷可能である。玉と２つのスラスト軌道との接触部及び玉軸受の各玉中心を通っている接触線は、スラスト玉軸受の回転軸線に対して軸線方向に平行に延在している。アンギュラ玉軸受において、各ボールと外側軌道との接触部及び内側軌道との接触部、並びに、各玉の各玉中心を通っている接触線は、半径方向平面及び回転平面に対して傾いて延在している。各接触線及び半径方向平面又は接触線及び回転軸線が互いの間で成す接触角とも称呼される角度は、好ましくは２０〜４５°である。これにより、アンギュラ玉軸受により、高い軸線方向の力も、また半径方向の力も吸収することができる。
【０００８】
この技術が属する分野においては、アンギュラ玉軸受は、軸線方向において互いに緊締する必要があるので、ペアを成してしか互いに組み合わせることができない、ということを起点にしている。この場合、Ｘ配置（X-Anordnung：正面組合せ）及びＯ配置（O-Anordnung：背面組合せ）とは相違する。Ｘ配置において、２つの玉軸受の接触線は、他方のアンギュラ玉軸受に面した各アンギュラ玉軸受側で、アンギュラ玉軸受を備えた支承個所の間において共通の回転軸線と交差する。Ｏ配置においては、アンギュラ玉軸受の接触線は、通常、他方のアンギュラ玉軸受とは反対側において左側又は右側で、共通の回転軸線と交差する。本発明に基づく所定の配置において、遊星歯車又はディファレンシャルの軸線方向に方向付けられた中心軸線は、同時に太陽歯車及びアンギュラ玉軸受の回転軸線である。
【０００９】
本発明の構成は、各太陽歯車の夫々が、アンギュラ玉軸受によって回転可能に支承されているようになっている。このアンギュラ玉軸受は、本発明によれば、遊星歯車伝動装置の運転停止中には、互いに軸線方向に予圧をかけられていない。荷重をかけられた運転時において初めて、第１の遊星歯車とのかみ合いから合成される軸線方向の成分が、太陽歯車に作用し、その結果、この成分がアンギュラ玉軸受に予圧を加える。その理由は、太陽歯車に加えられている軸線方向の力成分が、反対方向で他方の太陽歯車に加えられている軸線方向の力成分に向けられているからである。遊星歯車伝動装置が運転されると、太陽歯車近くの各アンギュラ玉軸受は、軸線方向においても周辺部において支持される。
【００１０】
本発明の別の構成は、第１の遊星歯車又は第２の遊星歯車が、中心軸線に対して半径方向の間隔を置いて、夫々独自の回転軸線を中心に回転可能に、遊星キャリアによって支持されているようになっている。
【００１１】
本発明のさらに別の構成は、２つのセットが共通のプレートキャリアによって支持されているようになっている。
【００１２】
少なくとも１つの太陽歯車、好ましくは長い遊星歯車とかみ合っている第１の太陽歯車は、アンギュラ玉軸受により遊星キャリアに支承されている。
【００１３】
遊星歯車伝動装置は、軸線方向において互いに離間されていてかつ互いに結合されている、２つの部分から形成されている、例えば遊星キャリアを有することができる。遊星歯車及び太陽歯車は、軸線方向において上記部分の間に配置されている。この構成において、各太陽歯車は、アンギュラ玉軸受により、遊星キャリアの１つの部分に支承されているということが可能である。歯力の軸線方向の成分は、これに応じて遊星キャリアに案内される。
【００１４】
本発明のさらに別の構成は、遊星歯車の少なくとも１つのセットが、中心軸線を中心にして別の接続軸に対して相対的に回転可能に支承されている遊星キャリアによって支持されているようになっている。上記セットとかみ合っている太陽歯車は、中心軸線を中心に回転可能に接続軸に支承されている。接続軸は、遊星歯車伝動装置の内歯車又は他の太陽歯車であってよく、また択一的には他の遊星歯車伝動装置の接続軸であってもよい。
【００１５】
本発明のさらに別の構成は、少なくとも１つのディファレンシャル及び本発明に係る遊星歯車伝動装置を有するディファレンシャル装置を備えている。このディファレンシャルにより、ディファレンシャルの合算軸（Summenwelle）に加えられているトルクは、相対的に互いに回転可能な、ディファレンシャルの補償歯車を介して、第１の被動軸及び第２の被動軸に分配される。ディファレンシャルは、補償傘歯車を備えた傘歯車ディファレンシャル又は補償遊星歯車を備えた遊星歯車ディファレンシャルである。遊星歯車の少なくとも１つのセットは、他の接続軸に対して相対的に中心軸線を中心に回転可能に支承されている遊星キャリアによって支持されている。遊星キャリアにおいてこのセットとかみ合っている太陽歯車は、中心軸線を中心に回転可能な、ディファレンシャルの接続軸において、中心軸線を中心に回転可能に、例えば合算軸に支承されている。
【００１６】
合算軸は、最大のトルクを案内する、遊星歯車伝動装置の接続軸である。この接続軸は、駆動軸及び被動軸又は固定部材である。軸は、遊星歯車伝動装置の中心軸線を中心に回転可能であるか、又は中心軸線に対して回転不能に制動可能若しくは固定可能であるか、又は固定部材のように固定されている、遊星歯車伝動装置のエレメントである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】中心軸線に沿って断面にしたディファレンシャル装置の半分を概略的に示す図である。
【図２】図１に示した詳細部Ｚを拡大して示す図である。
【００１８】
図１に、中心軸線に沿って断面にしたディファレンシャル装置１の半分を概略的に示す。ディファレンシャル装置１において、トルクは合算軸２から２つの被動軸３，４へと分配される。
【００１９】
ディファレンシャル装置１のディファレンシャル４０は、接続軸として合算軸２と、遊星キャリア１１に設けられている遊星歯車８と太陽歯車１３とを有する。
【００２０】
合算軸２は、内側歯列６を備えた、中心軸線９を中心にハウジング１９に対して相対的に回転可能な、ハウジング状に形成された内歯車５である。この内歯車５上に歯車７が設置されている。この歯車７は、アングル駆動装置（Winkeltrieb）のリングギア（Tellerrad）３８であってよいか、又ははすば歯列を備えた平歯車３９であってよい。内側歯列６は、遊星歯車８の所定のセットとかみ合っている。これらの遊星歯車８のうち単に１つだけを図示した。各遊星歯車８は、遊星キャリア１１の遊星ピン１０に回転可能に支承されている。
【００２１】
遊星キャリア１１は、中心軸線９を中心に回転可能な、ディファレンシャル装置１の第１の接続軸１２である。この接続軸１２は被動軸３に作用結合されている。中心軸線９に一致する回転軸線を有する回転可能な太陽歯車１３は、遊星歯車８とかみ合っていて、被動軸４に作用結合されている第２の接続軸１４である。
【００２２】
遊星キャリア１１は、複数の遊星ピン１５において回転可能に夫々、遊星歯車駆動装置３０の複数の遊星歯車１６の他のセットの遊星歯車１６を支持する。このセットのうち１つだけを図示した。遊星歯車１６は、内歯車１７とかみ合っていて、遊星歯車駆動装置３０の太陽歯車１８とかみ合っている。内歯車１７及び太陽歯車１８の回転軸線は、中心軸線９と一致する。
【００２３】
図１及び図２：図２に、図１における詳細部Ｚを拡大して示すが、原寸大ではない。個々の要素が、中心軸線９に沿った縦断面において図示されている。ディファレンシャル装置１は、遊星歯車伝動装置２０を有する。この遊星歯車伝動装置２０は、中心軸線９に対して半径方向の間隔を置いて配置された長い第１の遊星歯車２１の、少なくとも１つの第１のセットを有する。遊星歯車２１のうち、１つだけを図示し、かつ遊星歯車２１は、中心軸線９を中心に回転可能な太陽歯車２３とかみ合っている。さらに遊星歯車伝動装置２０には、中心軸線９に対して半径方向に間隔を置いて配置されている短い第２の遊星歯車２２の、少なくとも１つの第２のセットが備え付けられている。これらの遊星歯車２２は、中心軸線９を中心に回転可能な第２の太陽歯車２４とかみ合っている。第１の遊星歯車２１は、夫々回転軸線３４′を中心に回転可能に、夫々第１の遊星ピン３４に支承されていて、第２の遊星歯車２２は、夫々回転軸線３５′を中心に回転可能に第２の遊星ピン３５に支承されている。これに加えてさらに第２の遊星歯車２２は各々、夫々第１の遊星歯車２１とかみ合っている。
【００２４】
遊星歯車駆動装置３０の太陽歯車１８に対する、遊星歯車伝動装置２０の接続軸２９は、第１の遊星歯車２１とかみ合っている内歯車３１である。遊星歯車駆動装置３０の内歯車１７に対する接続軸３２は、遊星歯車伝動装置２０の遊星キャリア３３である。この遊星キャリア３３に遊星ピン３４，３５が取り付けられている。他の接続軸３６，３７は、太陽歯車２３，２４であって、これらの太陽歯車２３，２４には夫々、軸２３ｂ若しくは２４ｂが備え付けられている。両軸２３ｂ，２４ｂは、図面において右に向かって、図示されていないブレーキに向かって進出する。さらに軸２４ｂは中空に形成されていて、軸２３ｂが同心的に軸２４ｂ内に差し込まれている。軸２３ｂは中空軸としても形成されていて、この中空軸を通じて同心的に被動軸４が案内されている。
【００２５】
互いに同軸的に方向付けられている太陽歯車２３，２４は、重畳領域２５において、支承個所２６で半径方向及び軸線方向に互いに支持可能である。この重畳領域２５において、第１の太陽歯車２３の外側円筒状の部分２３ａは、第２の太陽歯車２４の内側円筒状の部分２４ａに設置されていて、両部分２３ａ，２４ａは、半径方向の環状ギャップ２７ａにより互いに分離されている。軸線方向に向けられている、各太陽歯車２３，２４の端面２３ｃ，２４ｃの間に、軸線方向の環状ギャップ２７ｂが形成されている。支承個所２６は、組合せスラストラジアル支承部２８を有する。この支承部２８は、環状ギャップ２７ａ，２７ｂを、太陽歯車２３，２４が軸線方向にかつ半径方向において互いに支持されているように埋める。スラストラジアル支承部２８の半径方向の構成要素２８ａは、滑りブッシュ２８ａ′であり、軸線方向の構成要素２８ｂは、滑りディスク２８ｂ′である。滑りブッシュ２８ａ′及び滑りディスク２８ｂ′は、ワンピースで一材料から互いに形成されている。この実施の形態において、滑りディスク２８ｂ′は、滑りブッシュ２８ａ′から半径方向外側に進出している鍔を形成する。
【００２６】
遊星歯車伝動装置２０の太陽歯車２４は、中心軸線９を中心にして合算軸２に対して相対的に回転可能に、ディファレンシャル４０の合算軸２に支承されている。太陽歯車２３は、遊星キャリア３３に対して、中心軸線９を中心に回転可能に遊星キャリア３３に支承されている。
【００２７】
太陽歯車２３，２４は、アンギュラ玉軸受４１，４２でもって支承されている。これらのアンギュラ玉軸受４１，４２の回転軸線は、太陽歯車２３，２４の回転軸線に一致し、したがって、太陽歯車２３，２４及びアンギュラ玉軸受４１，４２は中心軸線９に対して軸線平行に位置している。
【００２８】
各アンギュラ玉軸受４１，４２は、玉４７と、外側の玉軌道４３ａ若しくは４４ａを備える内輪４３若しくは４４とを有する。さらに、外輪４５若しくは４６には夫々、内側の玉軌道４５ａ若しくは４６ａが形成されている。アンギュラ玉軸受２３，２４は、Ｘ配置（正面組合せ）において互いに調節されていて、ディファレンシャル伝動装置１の停止中には互いに予圧をかけていない。Ｘ配置に対して、図２の断面において、接触部４７ａ，４７ｂ及び各玉４７の玉中心４７ｃを通っている接触線４８は、軸線方向でアンギュラ軸受２３，２４での２つの支承個所の間において、中心軸線９と交差するように方向付けられている。この場合、接触線４８、及びこの接触線４８の交点４９を通って、中心軸線から垂直に突き出されている半径方向平面４９は、接触角度α１又はα２を互いの間に成している。
【００２９】
遊星歯車２１，２２は、はすば歯列を有する。このはすば歯列は、内歯車３１及び太陽歯車２３，２４におけるはすば歯列に対応している。運転中には、互いにかみ合っている歯列の歯力は、アンギュラ玉軸受４１，４２により吸収される半径方向及び軸線方向の成分に分配されている。この場合、アンギュラ軸受４１，４２は、運転中に、太陽歯車２３，２４において合成される、相対する軸線方向の歯力により軸線方向に予圧がかけられている。
【符号の説明】
【００３０】
１  ディファレンシャル装置
２  合算軸
３  被動軸
４  被動軸
５  内歯車
６  内側歯列
７  歯車
８  遊星歯車
９  中心軸線
１０  遊星ピン
１１  遊星キャリア
１２  第１の接続軸
１３  太陽歯車
１４  第２の接続軸
１５  遊星ピン
１６  遊星歯車
１７  内歯車
１８  太陽歯車
１９  ハウジング
２０  遊星歯車伝動装置
２１  第１の遊星歯車
２２  第２の遊星歯車
２３  第１の太陽歯車
２３ａ  外側円筒状の部分
２３ｂ  軸
２３ｃ  端面
２４  第２の太陽歯車
２４ａ  内側円筒状の部分
２４ｂ  軸
２４ｃ  端面
２５  重畳領域
２６  支承個所
２７ａ  半径方向の環状ギャップ
２７ｂ  軸線方向の環状ギャップ
２８  複合型のスラストラジアル軸受
２８ａ  半径方向の構成要素
２８ａ′  滑りブッシュ
２８ｂ  軸線方向の構成要素
２８ｂ′  滑りディスク
２９  接続軸
３０  遊星歯車伝動装置
３１  内歯車
３２  接続軸
３３  遊星キャリア
３４  遊星ピン
３４′  回転軸線
３５  遊星ピン
３５′  回転軸線
３６  接続軸
３７  接続軸
３８  リングギア
３９  はすば歯列を備えた平歯車
４０  ディファレンシャル
４１  アンギュラ玉軸受
４２  アンギュラ玉軸受
４３  内輪
４３ａ  外側の玉軌道
４４  内輪
４５  外輪
４５ａ  内側の玉軌道
４６  外輪
４６ａ  内側の玉軌道
４７  玉
４７ａ  接触部
４７ｂ  接触部
４７ｃ  玉中心
４８  接触線
４９  交点
【図１】
2014518362.tif 000003
【図２】
2014518362.tif 000004
【国際調査報告】
2014518362.tif 000005
2014518362.tif 000006
2014518362.tif 000007
2014518362.tif 000008