本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的雙齒輪在傳動軸上的持續(xù)的軸-轂連接裝置以及一種根據(jù)權(quán)利要求7的傳動軸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

有齒輪布置在其上的傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動軸在傳動裝置結(jié)構(gòu)中廣泛流行。為了將齒輪緊固在傳動軸上存在許多可行方案。尤其是形狀鎖合(formschlüssig)的軸-轂連接，如花鍵軸連接、細(xì)齒槽連接、漸開線型廓連接、多邊形型廓連接、滑鍵連接和銷連接是公知的。

此外還存在有力鎖合(kraftschlüssig)的軸-轂連接，例如屬于力鎖合的軸-轂連接的有過盈連接和緊縮連接。齒輪和本身轉(zhuǎn)動的軸的用于借助緊縮配合部在沒有附加的形狀鎖合的構(gòu)件(例如滑鍵、隨動齒部或銷定位部)的情況下傳遞轉(zhuǎn)矩的連接不僅用在針對機(jī)動車的傳動裝置中，而且也非常普遍地用在許多機(jī)器中。

此外，材料鎖合(stoffschlüssig)的連接，如熔焊連接、釬焊連接和粘合連接是公知的。

最后，組合的軸-轂連接也是公知的。為此，作為非材料鎖合的軸-轂連接而屬于此的是過盈滾花連接和過盈點(diǎn)觸連接，以及作為局部材料鎖合的組合的軸-轂連接而屬于此的是過盈粘合連接、過盈釬焊連接和過盈熔焊連接。

此外，釬焊熔焊連接作為材料鎖合的組合的軸-轂連接是公知的。

在de19620330a1中提出的是，齒輪與軸借助緊縮配合部連接，并且附加地通過形狀鎖合的連接進(jìn)行固定用以避免運(yùn)動。形狀鎖合的連接在此可以是銷連接，其中，銷要么部分嵌入軸中，要么完全貫穿軸。

此外，由de10319629a1公知了一種軸-轂連接裝置，在其中，兩個直接并排布置的齒輪借助緊縮配合部緊固在軸上，其中，兩個所提到的齒輪部分地相疊，并且借助緊縮配合部相互連接。相對于兩個彼此單獨(dú)地分別利用緊縮配合部緊固在軸上的齒輪，利用這種軸-轂連接裝置可以提高轉(zhuǎn)矩傳遞能力。

此外，由de10144915a1公知了一種雙齒輪，其由兩個抗相對扭轉(zhuǎn)地相互連接的齒輪構(gòu)成，雙齒輪借助所謂的齒輪支撐結(jié)構(gòu)布置在軸上。在此，第一齒輪利用軸向延伸的轂區(qū)段與軸嵌接，并且以定心的方式利用在不同的定位中構(gòu)成的制止轉(zhuǎn)動的形狀鎖合的區(qū)段和第一配合區(qū)段配合在其上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的任務(wù)是，給出一種進(jìn)一步改進(jìn)的用于連接兩個并排布置的齒輪和傳動軸的軸-轂連接裝置和一種相應(yīng)的傳動軸系統(tǒng)。

該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的軸-轂連接裝置以及根據(jù)權(quán)利要求7的傳動軸系統(tǒng)解決。另外的優(yōu)點(diǎn)和有利的設(shè)計(jì)方案由從屬權(quán)利要求得到。

提出了一種雙齒輪在傳動軸上的軸-轂連接裝置，其中，雙齒輪由第一齒輪和第二齒輪構(gòu)成。第一和第二齒輪抗相對扭轉(zhuǎn)地相互連接。第一齒輪和第二齒輪在此是彼此單獨(dú)制造的部件，它們在隨后的安裝步驟中才拼接在一起。雙齒輪的該結(jié)構(gòu)相對單件式的、由單體制成的雙齒輪具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，兩個齒輪的軸向鄰近并列的齒部仍可以經(jīng)濟(jì)合算地進(jìn)行加工。

根據(jù)本發(fā)明，軸-轂連接裝置構(gòu)造為在第一齒輪的轂與傳動軸之間的緊縮配合部，其中，經(jīng)由該緊縮配合部能夠傳遞最大的待傳遞的轉(zhuǎn)矩。也就是說，在本發(fā)明的簡單的第一實(shí)施方式中，第一齒輪的轂與傳動軸之間的緊縮配合部是雙齒輪與傳動軸之間的唯一的連接部。因此，第二齒輪或者說第二齒輪的轂與傳動軸不接觸。取而代之地，第二齒輪僅緊固在第一齒輪上，并且僅經(jīng)由第一齒輪與傳動軸連接。

換言之，在所提出的軸-轂連接裝置中，所有待傳遞的轉(zhuǎn)矩僅經(jīng)由緊縮配合部傳遞。這種緊縮配合部也被稱為緊縮過盈接合部。緊縮配合部沿軸向方向最多在第一齒輪的轂的長度上延伸。因此，軸-轂連接裝置的整個所需的軸向結(jié)構(gòu)長度可以減少到最小，這是因?yàn)閷τ趦蓚€齒輪來說，代替兩個并排布置的軸-轂連接裝置地僅需要一個緊縮配合部。方向說明“軸向”或“徑向”在本文獻(xiàn)中與傳動軸的旋轉(zhuǎn)軸線有關(guān)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠借助公知的計(jì)算措施如下這樣地設(shè)計(jì)緊縮配合部，即，使緊縮配合部可以傳遞一定的、最大的轉(zhuǎn)矩。尤其是通過選定緊縮配合部的適當(dāng)?shù)膮?shù)，例如緊縮配合部上的過盈配合部的長度和過盈量，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出針對所要求的最大的轉(zhuǎn)矩的緊縮配合部。在設(shè)計(jì)出緊縮配合部時，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以考慮到緊縮配合部的表面的摩擦系數(shù)、轂和傳動軸的材料特性和例如軸向力那樣的附加的載荷。

通過以如下方式設(shè)計(jì)出緊縮配合部，即，在運(yùn)行時要從雙齒輪傳遞到傳動軸上的最大的轉(zhuǎn)矩能夠僅經(jīng)由該緊縮配合部來傳遞，原則上可以取消另外的傳遞轉(zhuǎn)矩的元件。在許多應(yīng)用中以如下情況為出發(fā)點(diǎn)，即，始終是兩個齒部中的僅一個齒部或兩個齒輪中的僅一個齒輪在同一時間傳遞轉(zhuǎn)矩。由此，在所施加的最大轉(zhuǎn)矩和所利用到的最大結(jié)構(gòu)空間方面出現(xiàn)了最佳的緊縮配合部安全性。然而也能夠想到如下應(yīng)用或運(yùn)行階段，在其中，暫時地同時經(jīng)由第一和第二齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。在此，轉(zhuǎn)矩通過兩個齒輪之間的連接部，例如熔焊連接部來傳遞。

因此，將轉(zhuǎn)矩從第二齒輪傳遞到傳動軸上必然也經(jīng)由第一齒輪的轂和緊縮配合部來實(shí)現(xiàn)。為此，第二齒輪優(yōu)選形狀鎖合地、摩擦鎖合地(reibschlüssig)或材料鎖合地與第一齒輪連接。

原則上，第二齒輪在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以布置在相對第一齒輪的多個定位中。因此，第二齒輪例如可以緊固在第一齒輪的轂上，從而第一齒輪的轂徑向地布置在第二齒輪的轂之內(nèi)。以該方式能夠?qū)崿F(xiàn)沿軸向方向特別節(jié)省空間的軸-轂連接裝置。

依賴于另外的傳動裝置結(jié)構(gòu)、制造條件和制造可行方案地，第二齒輪的轂也可以在軸向方向上布置在第一齒輪的轂旁邊。在這種實(shí)施方案中，第二齒輪的轂的內(nèi)孔不與傳動軸接觸。這具有另外的優(yōu)點(diǎn)是，第二齒輪的轂的內(nèi)孔相比在其中有兩個齒輪轂熱裝到傳動軸上的軸-轂連接裝置來說不必或至少不必這么耗費(fèi)地進(jìn)行加工。

在最后提到的使第一和第二齒輪在軸向方向上并排布置的布置方案中，第一齒輪的轂和第二齒輪的轂的相面對的端側(cè)優(yōu)選相互熔焊。

為了防止雙齒輪與傳動軸之間發(fā)生微移位，在緊縮配合部的區(qū)域中可以設(shè)置有形狀鎖合的元件。這種附加于緊縮配合部所布置的形狀鎖合的元件并不用于提高最大的能傳遞的轉(zhuǎn)矩，而是僅用于防止發(fā)生微移位。微移位可能會在一定的應(yīng)用中出現(xiàn)，往往由負(fù)載峰值所造成。在此，所設(shè)置的軸-轂連接裝置不能完全防止齒輪在軸上沿圓周方向運(yùn)動。尤其是在其中不同的齒輪的齒部彼此間的精確配屬是非常重要的傳動裝置中，齒輪在軸上的這種微移位必須無條件避免。這尤其是適用于將負(fù)載分布到兩個或更多個副軸上的傳動裝置，這是因?yàn)樵诖?，對于傳動裝置的整個使用壽命來說，絕對的位置準(zhǔn)確性是絕對必要的前提條件。通過在緊縮配合部的區(qū)域內(nèi)，也就是說在緊縮配合部沿軸向方向的尺寸之內(nèi)布置形狀鎖合的元件，使得沿軸向方向的必要的結(jié)構(gòu)空間保持很小，從而使整個傳動裝置也可以非常緊湊地實(shí)施。

優(yōu)選地，形狀鎖合的元件構(gòu)造為限位銷。限位銷相對于其他的連接類型，如熔焊連接或滑鍵連接可以以更小的位置錯誤風(fēng)險置入。

要求保護(hù)的軸-轂連接裝置的緊縮配合部沿其軸向延伸部也可以具有多個緊縮配合部區(qū)段，其中，在緊縮配合部區(qū)段中設(shè)置有不同的過盈配合部。由此，在進(jìn)行熱裝后得到不同的表面壓力，它們最后在緊縮配合部區(qū)段中導(dǎo)致不同的轉(zhuǎn)矩可傳遞性。不同的表面壓力可以通過有針對性地選定各個緊縮配合部區(qū)段中的各自的過盈配合部的相應(yīng)的過盈量來實(shí)現(xiàn)。

通過將雙齒輪熱裝到傳動軸上形成收縮應(yīng)力，該收縮應(yīng)力在運(yùn)行時與第一齒輪的齒部的根部應(yīng)力疊加，從而在緊縮配合部中會出現(xiàn)多軸線的應(yīng)力狀態(tài)。該多軸線的應(yīng)力狀態(tài)在最差的情況下可能導(dǎo)致齒部的一個或多個齒的斷裂。出于該原因，將如下第一緊縮配合部區(qū)段軸向地設(shè)置在第一齒輪的齒部的區(qū)域中是有利的，其中，第一緊縮配合部區(qū)段與一個或多個另外的軸向的緊縮配合部區(qū)段相比具有較弱的表面壓力，從而在軸向的第一緊縮配合部區(qū)段中的收縮應(yīng)力較小。因此，通過減小軸向的第一緊縮配合部區(qū)段中的收縮應(yīng)力可以防止由于應(yīng)力疊加而損壞齒部。

最后，本發(fā)明也包括具有至少一個第一齒輪和第二齒輪的傳動軸系統(tǒng)，這些齒輪通過上面描述的軸-轂連接裝置緊固在傳動軸上。

例如，所描述的軸-轂連接裝置被用于將雙齒輪緊固在車輛傳動裝置中的副軸上。尤其是對于其中將功率流分配并且經(jīng)由兩個副軸傳導(dǎo)的車輛傳動裝置來說，軸-轂連接裝置可以有利地使用。在此，對位置準(zhǔn)確性和對兩個齒輪彼此間的和相對所配屬的傳動軸的同心性提出高的要求。在此處描述的根據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接裝置的雙齒輪中，兩個齒部中的較大的齒部可以在將雙齒輪與傳動軸拼接在一起后相對較小的齒部位置準(zhǔn)確地進(jìn)行打磨。由于較大的齒輪的較大的直徑，使得該齒輪的齒部可以同樣經(jīng)濟(jì)地利用大的磨盤或磨桿進(jìn)行打磨，如在單齒輪中可以實(shí)現(xiàn)的那樣。

附圖說明

下面借助附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)闡述本發(fā)明。其中：

圖1示出具有根據(jù)本發(fā)明的軸-轂連接裝置的傳動軸系統(tǒng)；并且

圖2示出圖1的放大的片段。

具體實(shí)施方式

圖1示出了傳動軸5的端部區(qū)域，傳動軸能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線6旋轉(zhuǎn)。為此，傳動軸5還可以借助滾動軸承13支承在未示出的傳動裝置殼體中。

雙齒輪2借助軸-轂連接裝置緊固在傳動軸5上。雙齒輪2由第一齒輪3和第二齒輪4構(gòu)成，它們抗相對扭轉(zhuǎn)地相互連接。第一齒輪3和第二齒輪4在軸向方向上并排布置，從而第二齒輪4的轂9在軸向方向上布置在第一齒輪3的轂8旁邊。

第一齒輪3與第二齒輪4之間的抗相對扭轉(zhuǎn)的連接在該實(shí)施例中通過相互熔焊兩個齒輪3和4實(shí)現(xiàn)。為此，第一齒輪3的轂8和第二齒輪4的轂9的相互面對的端側(cè)相互熔焊。

軸-轂連接裝置被構(gòu)造為在第一齒輪3的轂8與傳動軸5之間的緊縮配合部7。緊縮配合部7以如下方式實(shí)施，即，最大的待傳遞的轉(zhuǎn)矩能夠經(jīng)由緊縮配合部7傳遞。為了確保緊縮配合部的所要求的緊縮配合部安全性或轉(zhuǎn)矩傳遞能力，事先計(jì)算和確定適當(dāng)?shù)膮?shù)，例如緊縮配合部長度和緊縮配合部上的過盈量。在此，除了負(fù)載力矩預(yù)設(shè)以外，還考慮到附加的載荷，如在運(yùn)行時出現(xiàn)的軸向載荷。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員選定適用于此的材料用于齒輪和傳動軸以及選定齒輪轂和傳動軸的緊縮配合部表面上的表面特性。

為了防止微移位，在緊縮配合部7的區(qū)域中設(shè)置有限位銷10。限位銷10從第一齒輪3的轂8中的貫穿的孔11延伸到傳動軸5中的盲孔12中，并且因此即使在持續(xù)運(yùn)行中的負(fù)載峰值的情況下也確保雙齒輪2在傳動軸5上的位置，而在正常運(yùn)行時不傳遞轉(zhuǎn)矩。

此外，圖1中局部地示出了第三齒輪14和第四齒輪15，它們以能繞另外的旋轉(zhuǎn)軸線20旋轉(zhuǎn)的方式布置。另外的旋轉(zhuǎn)軸線20例如配屬于未示出的傳動主軸并且平行于傳動軸5的旋轉(zhuǎn)軸線6地布置。傳動軸5在該實(shí)施例中是相對傳動主軸的副軸。副軸的第一齒輪3在此與傳動主軸的第三齒輪14嵌接，而副軸的第二齒輪4與第四齒輪15嵌接。

在傳動主軸上的構(gòu)造為空套輪的齒輪14與15之間布置有切換單元16，利用切換單元，功率流能夠以有選擇的方式經(jīng)由第一齒輪3和第三齒輪14或者經(jīng)由第二齒輪4和第四齒輪15被傳導(dǎo)到傳動主軸上。切換單元16在此在中間空間中在軸向布置在所提到的齒輪3、4、14和15之間，從而可用的結(jié)構(gòu)空間得到最佳利用。

圖2示出了圖1的放大的片段圖，在片段圖中尤其是可以明顯看到第二齒輪4經(jīng)由第一齒輪3緊固在傳動軸5上。

第二齒輪4的轂9在其面對第一齒輪3的端側(cè)上與第一齒輪3的轂8熔焊。在使兩個轂8和9材料鎖合地相互連接的焊縫17旁邊還設(shè)置有在兩個齒輪3和4之間的另外的緊縮配合部或過盈配合部18。另外的緊縮配合部或過盈配合部18尤其被用于兩個齒輪3和4彼此間的匹配準(zhǔn)確的定位，并且被用于進(jìn)一步增強(qiáng)兩個齒輪3與4之間的連接。

在圖2中明顯看到的是，在第二齒輪4和傳動軸5之間沒有接觸。取而代之地，在第二齒輪4的轂9的內(nèi)圓周面與傳動軸5的外圓周面之間存在氣隙19。

附圖標(biāo)記列表

1傳動軸系統(tǒng)

2雙齒輪

3第一齒輪

4第二齒輪

5傳動軸

6旋轉(zhuǎn)軸線

7緊縮配合部

8轂

9轂

10限位銷

11孔

12盲孔

13滾動軸承

14第三齒輪

15第四齒輪

16切換單元

17焊縫

18另外的緊縮配合部

19氣隙

20另外的旋轉(zhuǎn)軸線