[发明专利]具有可相对运动的元件的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可相对运动的元件的设备、优选为行星齿轮传动装置，其中至少一个第一元件在至少一个支承部位上可转动地或可枢转地安装在第二元件上，其中第二元件距设备的中轴线以一定径向间距安装在可围绕设备的中轴线旋转的第三元件上，并且其中支承部位具有至少一个第四元件，所述第四元件在至少一个滑动接触区中至少暂时地与这些元件中的一个元件滑动接触。

背景技术

这种设备是偏心轮传动装置，例如行星齿轮传动装置。

在行星齿轮传动装置中，在相应的支承部位中，各一个行星齿轮借助于至少一个滚动轴承可转动地安装在行星销上。行星销距行星齿轮传动装置的中轴线以一定径向间距固定在行星架上。如果行星架围绕中轴线旋转，那么行星销和相应的行星齿轮借助滚动轴承在圆形的环绕轨道上围绕中轴线环绕运行。环绕轨道的半径相应于行星销的销轴线与中轴线的径向间距。

在行星齿轮的支承部位中设有滑动轴承或滚动轴承作为径向轴承并且通常设有滑动轴承作为轴向轴承。

这种布置的特征是，滚动轴承在相应的设备运行期间不仅通过通常的支承负荷负载，而且也承受离心力的影响。离心力从安装在销或栓上的元件和可能与所述元件连接的其他元件的质量以及滚动轴承的元件的质量得出。所述离心力的大小取决于环绕轨道的半径和行星架的转速。

行星齿轮传动装置在技术方面广泛传播。借助本发明特别关注车辆变速器中的行星齿轮传动装置。对行星齿轮的支承部位的要求由于现今的变速器的行星架所承受的提高的转速是非常高的。

在现今的自动变速器的行星齿轮传动装置中，行星齿轮与中轴线的径向间距是相对大的或者转速是相对高的。借助于转动轴承支撑的元件和转动轴承的元件所承受的加速度的由这两个影响因素造成的数值能够完全达到重力加速度的5000倍。这种高的加速度造成支承部位中的高的力，所述力是由行星齿轮的重量和滚动轴承的滚动造成的离心力。所述力能够与由通常的功率输入得到的在滚动轴承中的支承负荷相加。

高负荷的元件在滚动轴承中尤其为滚动体和保持架，在所述保持架中引导滚动体。梯子状构成的保持架是承受尤其高负荷的，因为其侧边缘和横向连接部与主尺寸横截面和宽度相比具有相对小的横截面从而在高的负荷和离心力下弹性变形。由于持续的弯曲交变负荷而缓慢进行的疲劳过程引起材料疲劳并且最终引起裂纹，通过所述裂纹，保持架过早失效。凹陷部的角中的相对尖锐的棱边是在机械交变负荷下具有相应的切口效应的潜在的切口。因此，滚动轴承专业技术人员持久地致力于优化保持架几何形状并且寻找改进保持架的强度的其他措施。因此，从DE 10 2010 009 391 A1中已知，行星齿轮支承装置的保持架的疲劳强度能够通过用颗粒喷射、通过所谓的“珠击法”来改进。然而，这种预防措施并非始终是足够的。

行星齿轮支承装置的滚动体是滚柱。滚柱在轮廓中是外部柱形的元件，其侧面和端侧也能够是凹球形的或凸球形的。滚柱在与行星齿轮支承装置相关时也称作为滚针。滚针是下述滚柱，所述滚柱的轴向长度与其标称直径的比值大于或等于数值3。柱形滚柱和圆筒滚柱是下述滚柱，在所述滚柱中，所述比值小于数值3。保持架的轮廓是空心柱形的并且其结构梯子状地由沿环周方向伸展的侧边缘中断，所述侧边缘轴向地通过横向连接部彼此连接。横向连接部沿环周方向上在保持架的凹陷部上相对置。在凹陷部中容纳滚柱。

在行星齿轮旋转时，相应的滚动轴承一起旋转。滚柱依次经过负荷区并且在此借助于保持架带动在负荷区之外滚动的滚动体。没有穿过滚动轴承的负荷区的滚柱由于打滑并且由于其惯性相对于下述滚柱保持，所述滚柱向回穿过负荷区并且在此沿环周方向支撑在横向连接部上的凹陷部中。负荷区中的滚动体由于其牵引保持架，并且其他的滚动体经由保持架牵引直至所述滚动体运行到负荷区中。滚动体的惯性并且附加地在开始描述的离心力的影响尤其作用于保持架的横向连接部和保持架的侧边缘，滚柱支撑在所述横向连接部上，并且横向连接部从所述侧边缘以横梁状的方式伸出。因为滚动体依次穿过负荷区，保持架在旋转时持续交替地由拉力和压力负载并且在此变形。此外，保持架在离心力的方向上变形。

滚动体和相应的保持架之间的接触是滚动体和保持架的相互撞击的表面部段上的滑动接触区中的滑动接触。此外，保持架在加速度高的情况下由于其自重和由此造成的离心力变形，这也能够引起滚柱和保持架之间的滑动接触。