阅读说明：本技术 用于机动车的动力传动系、用于动力传动系的行星齿轮差速器和具有动力传动系的机动车 (Drive train for a motor vehicle, planetary gear differential for a drive train and motor vehicle having a drive train ) 是由 P·布拉托夫斯基 M·海尔曼 M·希尔施 C·魏因曼 P·施特雷梅尔 于 2018-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于机动车(100)的动力传动系(10),其具有行星齿轮差速器(20),该行星齿轮差速器包括：具有齿圈啮合结构(32)的至少一个齿圈(30)、具有太阳轮啮合结构(52)的至少一个太阳轮(50)、行星轮(70、72、74)和行星架(80),该行星轮一方面与齿圈啮合结构(32)啮合、另一方面与太阳轮啮合结构(52)啮合,行星轮(70、72、74)以能转动的方式支承在行星架(80)上。齿圈啮合结构(32)和太阳轮啮合结构(52)具有相同数量的齿轮齿(34、54)。本发明还涉及一种行星齿轮差速器(20)和一种机动车(100)。(The invention relates to a drive train (10) for a motor vehicle (100), comprising a planetary gear differential (20) which comprises: at least one ring gear (30) having a ring gear toothing (32), at least one sun gear (50) having a sun gear toothing (52), planet gears (70, 72, 74) which mesh with the ring gear toothing (32) on the one hand and with the sun gear toothing (52) on the other hand, and a planet carrier (80), the planet gears (70, 72, 74) being rotatably mounted on the planet carrier (80). The ring gear engagement structure (32) and the sun gear engagement structure (52) have the same number of gear teeth (34, 54). The invention also relates to a planetary gear differential (20) and to a motor vehicle (100).)

用于机动车的动力传动系、用于动力传动系的行星齿轮差速 器和具有动力传动系的机动车

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的具有行星齿轮差速器的动力传动系，该行星齿轮差速器包括带有齿圈啮合结构的至少一个齿圈、带有太阳轮啮合结构的至少一个太阳轮、行星轮和行星架，该行星轮一方面与齿圈啮合结构啮合，另一方面与太阳轮啮合结构啮合，在该行星架上以能转动的方式支承行星轮。本发明还涉及一种用于动力传动系的行星齿轮差速器以及一种具有动力传动系的机动车。

背景技术

这类动力传动系在机动车辆的制造中，特别是在批量生产中广泛应用，并且被用于实现转矩分配，例如经由行星齿轮差速器实现驱动转动的转矩分配。根据构造，可以规定在行星齿轮差速器的太阳轮、行星轮和齿圈上的不同的转矩分配。

由文献DE 39 38 888 A1已知一种带有行星齿轮传动机构的分动器。行星齿轮传动机构用于将转矩分配到前桥和后桥的输出轴上。通过与行星齿轮传动机构的齿圈传动连接的输出轴实现向后桥的输出，而通过行星齿轮传动机构的太阳轮和输出轴为前桥实现输出。

文献DE 10 2009 032 286 A1描述了一种具有第一太阳轮和第二太阳轮的正齿轮差速器，其中，为第一组行星轮分配第一太阳轮，为第二组行星轮分配第二太阳轮。

从文献CH 237300 A中已知一种自锁式正齿轮差速器。差速器具有齿构造为短齿/齿顶高修正齿的差动齿轮。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于机动车的动力传动系，其具有可特别灵活使用的行星齿轮差速器。本发明的另一个目的是，提供一种用于这种动力传动系的行星齿轮差速器以及一种具有这种动力传动系的机动车辆。

上述目的通过具有权利要求1的特征的动力传动系、根据权利要求9所述的行星齿轮差速器和根据权利要求10所述的机动车辆来实现。从属权利要求给出了本发明的有利的改进方案。

本发明基于具有行星齿轮差速器的机动车动力传动系。行星差速器具有带有齿圈啮合结构的至少一个齿圈、带有太阳轮啮合结构的至少一个太阳轮、行星轮和行星架，该行星轮一方面与齿圈啮合结构啮合，另一方面与太阳轮啮合结构啮合，行星轮可转动地支承在行星架上。行星齿轮差速器可以形成为例如正齿轮差速器，其中，相应地，齿圈啮合结构、太阳轮啮合结构和行星轮的行星轮啮合结构都可以构造为相应的正齿轮齿。行星齿轮差速器实现了行星轮和太阳轮在齿圈内的布置，由此可以实现特别紧凑的布置。

根据本发明提出，齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构具有相同数量的齿轮齿。换句话说，齿圈啮合结构所具有的齿圈啮合结构数相当于太阳轮啮合结构的太阳轮啮合结构数。行星架可以由动力装置驱动，例如由动力传动系的内燃机或电机驱动，即与相应的动力装置以转矩传递的方式联接或能联接。为此，可在动力装置与行星架之间布置可切换的联接装置。

由于各个齿轮齿的数量相同，所以太阳轮与行星轮之间以及在行星轮与齿圈之间的相应传动比相同。由于各个齿轮齿的数量相同，所以由动力装置提供的驱动转矩通过行星架和行星轮均匀地分布在齿圈和太阳轮上，从而可以以相同的转矩份额、例如以驱动转矩的相同的转矩份额驱动太阳轮和齿圈。由此实现了，借助齿圈和太阳轮来驱动动力传动系的车桥的彼此相对的驱动轮，从而使行星齿轮差速器甚至用作车桥差速器。与现有技术中已知的差速器相比，行星齿轮差速器不仅可以用于在动力传动系的相应前桥和后桥之间的分配转矩，而且可以用于在单桥的轴向彼此对齐的驱动轮之间分配转矩，因此，行星齿轮差速器可以整体上特别灵活地使用。

齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构可以具有例如相应在50至200个齿的范围内的相应齿轮齿数。行星轮可以具有例如在10至30个齿的范围内的相应的行星轮啮合结构数。这样的齿数使得行星齿轮差速器的设计特别紧凑，并且实现了例如从行星架到太阳轮和齿圈的特别基于需求的动力分配。由于紧凑的设计，与现有技术的车桥差速器相比实现了轻量化。

在本发明的有利的改进方案中，齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构具有相同的模数。换句话说，齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构由此可以具有相同的齿距(两个相邻齿之间的距离)。该模数代表了齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构的太阳轮啮合结构的各自尺寸的度量。由于齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构具有相同的模数，因此在驱动行星齿轮差速器时可以实现从行星轮到齿圈啮合结构以及到太阳轮啮合结构的载荷传递特别均匀。该模数可以优选在0.5mm至2.5mm的模数范围内。

在本发明的另一有利的改进方案中，至少齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构形成为相应的短齿/齿顶高修正齿。这是有利的，因为在设计行星齿轮差速器中通过形成为短齿存在特别大的设计自由度。优选地，各个短齿形成为轧制的短齿，其可以在特别低的生产成本下并且因此特别经济地生产。“轧制的短齿”尤其是指通过轧制形成的短齿。相应的短齿可以通过至少部分地使齿圈或太阳轮变形的轧制过程制造。通过短齿可以以特别有利的方式实现，各个齿的大的齿廓修正(Profilverschiebung)，因为短齿在选择齿的根切边界和齿顶边界时具有很大的自由度。

在本发明的另一有利的改进方案中，各个短齿具有相应的齿高，该齿高小于模数的1.2倍，尤其是小于模数。这是有利的，因为具有这种小的齿高的短齿可以整体上设计得特别紧凑。齿高越小，行星齿轮差速器在其径向延伸方向上的尺寸越小，从而行星齿轮差速器整体上可以以特别节省空间的方式布置在机动车中。此外，与现有技术的车桥差速器相比，通过该齿高也可以实现轻量化。

在本发明的另一有利的实施形式中，行星轮在消除轴向力的情况下与齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构啮合。这是有利的，因为，总的来说，特别低的支承力例如作用在相应的支承销上，通过支承销可以将行星轮以可转动的方式容纳在行星架上。轴向力的去除例如可以如此实现，即，分别选择齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构的齿斜角，并使之彼此匹配，即使得在齿圈啮合结构与行星轮啮合结构之间起作用的第一轴向力同在太阳轮啮合结构与行星轮啮合结构之间起作用的第二轴向力可以互相抵消。

在本发明的另一有利的改进方案中，齿圈啮合结构和太阳轮啮合结构分别形成为斜齿、双斜齿、人字纹齿，弧形齿或双人字齿。这些齿型是有利的，因为可以通过这些齿型的斜角至少在很大程度上补偿小的齿廓重叠，并且有利地可以产生迁移重叠/跳跃重叠。

在本发明的另一有利的实施形式中，齿圈与动力传动系的第一驱动轮以传递转矩的方式联接，太阳轮与动力传动系的第二驱动轮以传递转矩的方式联接。通过这种联接可以实现载荷在行星齿轮差速器上的特别有利的分布，方式是，通过径向位于外部的齿圈驱动第一驱动轮，而径向位于内部的太阳轮驱动第二驱动轮。行星齿轮差速器可以优选地被设计为车桥上的车桥差速器，通过该车桥差速器可以驱动两个沿轴向彼此对齐的驱动轮。车桥例如可以构造为机动车的前桥或后桥。

在本发明的另一有利的改进方案中，齿圈具有外啮合结构，齿圈通过该外啮合结构以传递转矩的方式与第一驱动轮联接，并且太阳轮具有内啮合结构，太阳轮通过该内啮合结构与第二驱动轮以传递转矩的方式联接。这是有利的，因为通过齿圈的外啮合结构或太阳轮的内啮合结构可以特别节省空间并直接将转矩传递到各个驱动轮。外啮合结构可以与联接至第一驱动轮的空心轴元件啮合，该空心轴元件可以例如具有钟形形状，并且可以具有与外啮合结构互补的空心轴内啮合结构。该内啮合结构可以与联接到第二驱动轮的轴元件啮合，该轴元件可以具有与该内啮合结构互补的轴外啮合结构。内啮合结构和轴元件的轴外啮合结构可优选形成插接啮合(Steckverzahnung)形式的轴毂连接。但是，可以选择其他连接类型，例如多边形连接和焊接结构。

本发明的第二方面涉及一种用于动力传动系的行星齿轮差速器。结合根据本发明的动力传动系提出的特征及其优点相应地适用于根据本发明的行星齿轮差速器，反之亦然。

本发明的第三方面涉及一种具有动力传动系的机动车。结合根据本发明的动力传动系和根据本发明的行星齿轮差速器呈现的特征及其优点相应地适用于根据本发明的机动车，反之亦然。

根据权利要求、实施例和附图得到本发明的其他特征。在不脱离本发明的范围的情况下，在说明书中所述的特征和特征组合以及在以下实施例中提及的特征和组合不仅可以以分别指定的组合使用，还可以以其他组合或单独使用。

附图说明

唯一的附图示出了具有行星齿轮差速器的动力传动系的示意性透视图，该动力传动系布置在机动车中。

具体实施方式

附图仅示意性示出了具有动力传动系10的机动车100，该动力传动系具有行星齿轮差速器20。在此，行星齿轮差速器20被设计为车桥差速器，并且用于驱动动力传动系10的一个驱动车桥的两个彼此轴向对齐地布置的驱动轮96、98。

行星齿轮差速器20具有带齿圈啮合结构32的齿圈30、带有太阳轮啮合结构52的太阳轮50、三个行星轮70、72、74和行星架80，这三个行星轮70、72、74分别通过相应的行星轮啮合结构一方面与齿圈啮合结构32啮合，另一方面与太阳轮啮合结构52啮合，行星轮70、72、74通过相应的支承销82可转动地支承在行星架80上。齿圈啮合结构32包括多个齿圈齿34，而太阳轮啮合结构52包括多个太阳轮齿54。齿圈齿34和太阳轮齿54的数量相同，因此齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52具有相同数量的相应齿轮齿(齿圈齿34、太阳轮齿54)。此外，齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52具有相同的模数。

齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52形成为相应的短齿，并且特别地形成为轧制的短齿。通过相应的短齿，可以以特别有利的方式实现相应齿的齿廓修正，因为短齿在选择齿的根切边界和齿顶边界时具有很大的设计自由度。

各个短齿的齿高可以小于模数的1.2倍。特别地，各个短齿的齿高可以小于齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52的模数，从而可以使行星齿轮差速器20至少在其径向延伸方向上特别紧凑。

行星轮70、72、74在消除轴向力的情况下通过行星轮啮合结构与齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52啮合。为此，齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52被设计为互补齿。齿圈啮合结构32和太阳轮啮合结构52可以相应地构造为彼此互补的齿型，这些齿型可以包括斜齿、双斜齿、人字纹齿，弧形齿或双人字齿。

从图中可以看出，齿圈30与动力传动系10的第一驱动轮96以传递转矩的方式联接，并且太阳轮50与动力传动系10的第二驱动轮98以传递转矩的方式联接。为此，齿圈30具有外啮合结构40，齿圈30通过该外啮合结构与第一驱动轮96以传递转矩的方式联接。然而，太阳轮50具有内啮合结构60，太阳轮50通过该内啮合结构以传递转矩的方式与第二驱动轮98联接。

转矩可以通过外啮合结构40传递到空心轴元件36上，该空心轴元件36与第一驱动轮96连接。空心轴元件36可以局部地设计成钟形，使得齿圈30可以至少部分地被空心轴元件36包围。另一方面，太阳轮50的内啮合结构60可以与轴元件56以传递转矩的方式联接，其中，轴元件56可以与第二驱动轮98联接，如在图中所示。

与从现有技术中已知的差速器相比，由于短齿，行星齿轮差速器20通常具有特别紧凑的构造和很少的部件。

行星架80可以与动力传动系10的未详细示出的动力装置以传递转矩的方式联接，其中，由动力装置提供的全部驱动功率可以借助于行星架80通过各个行星轮70、72、74并有利地通过各个啮合结构(齿圈啮合结构32、太阳轮啮合结构52、行星轮啮合结构76)的整个齿宽传递。相应的啮合结构(短齿)可以优选通过变形方法/成型方法、例如通过变形轧制方法并相应以特别有利的方式制造。通过短齿，可以实现各个啮合结构的大的齿廓修正，尽管齿圈30和太阳轮50具有不同的直径，但是特别是也可以实现齿圈30的齿圈啮合结构32和太阳轮50的太阳轮啮合结构52的相同的齿数和相同的模数。