傳動裝置，電的製造方法
2023-09-18 22:10:05
傳動裝置，電的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於電機（8）的傳動裝置（1）、特別是蝸輪傳動裝置（2），該傳動裝置具有：可轉動地支承在殼體（11）中的驅動軸（7），在該驅動軸上固定地布置有斜齒嚙合的驅動小齒輪（4）、特別是蝸杆（3）；和至少一個彈簧元件（20），用於吸收多餘能量。提出了，所述彈簧元件支承在所述殼體（11）上並且軸向預緊所述驅動軸（7）。本發明還涉及一種電機。
【專利說明】傳動裝置，電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於電機的傳動裝置、特別是蝸輪傳動裝置，該傳動裝置具有:可轉動地支承在殼體中的驅動軸，在該驅動軸上固定地布置有斜齒嚙合的驅動小齒輪；和至少一個彈簧元件，用於吸收多餘能量。
[0002]本發明還涉及一種具有如上所述的傳動裝置的電機。
【背景技術】
[0003]在具有驅動機組之間的大的變速比的驅動裝置中，特別是在電機和從動裝置中，通常存在的問題是，在驅動機組中存儲有大的旋轉能量，當被驅動的系統是剛性的並且向機械擋塊移動以及因此斷續地停止其運動時，該旋轉能量可能會損壞被驅動的或者進行驅動的系統。為了在斷續停止時吸收可能會導致系統損壞的多餘能量，已知了，設置至少一個彈簧元件，該彈簧元件通過其彈性形變吸收多餘能量並且由此對系統或傳動裝置的突然停止進行緩衝。相應的傳動裝置例如由公開文獻DE 101 17 811 Al已知。
[0004]特別是斜齒嚙合的驅動小齒輪用於，當斷續停止時將高的軸向力施加到驅動軸上，這可能導致傳動裝置或驅動軸的軸承結構的損壞。特別是在蝸輪傳動裝置中(其中，作為蝸杆的驅動小齒輪與作為從動小齒輪的蝸輪嚙合並且由此實現高的減速比)，在驅動軸上實現高轉速。如果現在斷續停止蝸輪，例如由於從動側的系統向機械擋塊移動，則在驅動軸中存儲了高的旋轉能量。
【發明內容】
[0005]根據本發明的具有權利要求1的特徵的傳動裝置的優點是，多餘能量首先被轉換為軸向起作用的部分並且隨後被彈簧元件軸向吸收。通過根據本發明的傳動裝置實現了驅動軸和從動軸的旋轉運動的快速停止。為此設計成，彈簧元件支承在殼體上並且軸向預緊驅動軸。通過驅動小齒輪的斜齒嚙合，當傳動裝置斷續停止時使得旋轉能量轉換為軸向作用於驅動軸的力，該力被軸向預緊驅動軸的彈簧元件吸收。
[0006]根據本發明的一個有利的改進方案設計成，驅動軸配設有至少一個浮動軸承，該浮動軸承具有滾動體軸承，該滾動體軸承具有固定在驅動軸上的內環和支承在殼體中的、軸向帶有間隙的外環，其中，彈簧元件軸向在外環和殼體之間預緊。彈簧元件一次一方面支承在殼體中，如已經描述地，而另一方面支承在浮動軸承的外環上。外環的帶有間隙的軸承結構因此能實現外環相關於殼體克服彈簧元件的彈簧力的移動路程。彈簧力因此從殼體通過彈簧元件和滾動體軸承傳導或引導到驅動軸上，因此其軸向通過彈簧元件間接被預緊或加載彈簧力。當斷續停止時，驅動軸通過被固定的內環將滾動體和外環壓向彈簧元件，由此其被繼續壓緊並且緩衝地吸收多餘能量。
[0007]優選地,在驅動軸上這樣布置有至少一個第一制動盤和在殼體上這樣布置有第二制動盤，從而當驅動軸克服彈簧元件的彈簧力越過一可預設的路程移動時，使制動盤相互有效接觸。制動盤由此限定了滾動體軸承的外環的最大移動路程。一旦達到由此限定的移動路程，則制動盤被相互擠壓，由此基於產生的摩擦作用使得可能還存在的驅動軸旋轉運動被制動。在此還保留的多餘能量因此被基於摩擦轉換為熱能並且在短時間內停止驅動軸旋轉運動。
[0008]優選地，彈簧元件設計成盤形彈簧。也可能設有多個盤形彈簧用於調整彈簧力。
[0009]根據一個可替換的實施方式設計成，彈簧元件設計成螺旋彈簧。在此特別通過線圈的數量和形成螺旋彈簧的金屬絲的直徑調節起作用的彈簧力。當然也可以考慮，設置多個螺旋彈簧。優選地相對於驅動軸同軸地布置螺旋彈簧或盤形彈簧。
[0010]特別優選地，彈簧元件的彈簧力這樣大地選擇，從而在正常工作時防止驅動軸或外環浮動軸承移動，並因此確保了浮動軸承的明確定位。只有當通過傳動裝置的斷續停止使得異常高的力作用於驅動軸上時，彈簧元件才允許前述的位移。由此在正常運行中確保傳動裝置的常規運行。
[0011]根據本發明的一個有利的改進方案設計成，在殼體上設有至少一個、特別是環形的保持元件，該保持元件軸向支承第二制動盤或者形成第二制動盤。在第一種情況下，保持元件用於軸向固定制動盤，從而當第一制動盤由於相應高的、施加到驅動軸上的軸向力被壓向第二制動盤時，該制動盤不會被軸向移開/移動。在第二種情況下，保持元件特別設計成用於殼體上彈簧元件的支承元件，從而通過保持元件將彈簧元件支承在殼體上。原則上也可以以這種方式使得第二制動盤由保持元件支承。然而優選在這種情況下保持元件同時設計成制動盤，從而減少組件數量，並且減少安裝時間和製造成本。
[0012]特別優選地，制動盤具有彼此互補的錐形形狀。相互摩擦接觸的面在此由制動盤的各個錐形部段形成。由此例如可以在較小的徑向空間上提供較大的摩擦面。
[0013]根據本發明的一個有利的改進方案設計成，彈簧元件在滾動體軸承的外環和第二制動盤之間預緊地保持。這特別是這樣的情況，如已經所述地，第二制動盤由保持元件形成。然而也可以考慮，制動盤由一單獨的保持元件支承。
[0014]第一制動盤優選地固定在滾動體軸承的內環和驅動軸上的軸向擋塊之間，該軸向擋塊例如由止擋凸肩形成。
[0015]根據本發明的具有權利要求10的特徵的電機的優點是，當發生斷續停止時，特別在傳動裝置的從動側上，電機和傳動裝置都不會由於多餘能量被損壞。為此，電機具有傳動裝置，如上面所述地，其中特別地，電機的轉子軸形成傳動裝置的驅動軸。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面應根據附圖詳細說明本發明。圖中示出:
圖1以截面圖示出有利的傳動裝置的第一實施例，和圖2以截面圖示出傳動裝置的另一實施例。
【具體實施方式】
[0017]圖1以簡化的截面圖示出傳動裝置1，該傳動裝置設計成蝸輪傳動裝置2並且因此具有作為驅動小齒輪4的蝸杆3。蝸杆3與兩個相對設置的蝸輪5和6嚙合。蝸杆3布置在驅動軸7上，該驅動軸形成在此未明示的電機8的轉子軸。為此在驅動軸7上布置有轉子9，該轉子與位置固定的定子10共同作用。定子10在此位置固定地保持在電機8的殼體11中，該殼體也承載驅動軸7和必要時承載蝸輪5和6。為了支承驅動軸7還設有浮動軸承12，該浮動軸承在驅動軸7上布置在蝸杆3和轉子9之間。浮動軸承12具有滾動體軸承13，其內環14被壓到軸7上直至驅動軸7的止擋凸肩15，其中，為了實現軸向固定，額外在與止擋凸肩15相對設置的側面上設置有固定環16或卡緊環。滾動體軸承13的外環17軸向帶有間隙地布置在殼體11中。在面向蝸杆13的側面上，外環17的軸向移動路程通過殼體11的凸肩18限定。在相對設置的側面上,在殼體11上與外環17軸向間隔開地布置有保持元件19。保持元件19適宜地設計成環形並且與驅動軸7同軸地布置。理論上,滾動體軸承13的外環17可以一直移動到保持元件19。
[0018]在外環17和保持元件19之間然而還布置有彈簧元件20以及制動盤21，其中，制動盤21軸向抵靠在保持元件19上，並且彈簧元件20預緊地保持在外環17和制動盤21之間，因此彈簧元件將外環17壓向凸肩18。在此，彈簧元件20通過制動盤21和保持元件19支承在殼體11上。
[0019]此外，在內環14和驅動軸7的止擋凸肩15之間這樣布置另一制動盤22，即該制動盤不能相對轉動地與內環14或與驅動軸7相連。
[0020]在當前實施例中，兩個制動盤21和22設計成圓形的。在此，第一制動盤22的外徑選擇為大於第二制動盤21的內徑，從而它們在軸向俯視圖中看局部重疊。在這種情況下設計成盤形彈簧23的彈簧元件20的彈簧力在此這樣選擇大小，使得在傳動裝置I或電機8的正常運行中確保驅動軸7的可靠支承並防止浮動軸承12移動或不能實現這種移動。彈簧元件20的尺寸設計成使得不能在正常運行中出現驅動軸17的移動。然而如果在從動側通過由蝸輪5和6驅動的系統使得擋塊機械地移動過來一該擋塊引起傳動裝置I突然停止，那麼蝸杆3的斜齒嚙合部這樣產生效果，即通過還存在於傳動裝置I的驅動側部分中的旋轉能量產生軸向力，該軸向力引起驅動軸7軸向移動。如果假定發生了這種緊急情況，則在當前實施例中使得驅動軸7沿保持元件19的方向與滾動體軸承17移動，如通過箭頭24表明地那樣。
[0021]力流在此從蝸杆3延伸到驅動軸7，從那裡通過固定環16延伸到滾動體軸承13的內環14以及隨後通過滾動體軸承13的滾動體延伸到其外環17。由此使得外環17沿箭頭24的方向擠壓。如果軸向力足夠大，則彈簧元件20或盤形彈簧23被繼續張緊直到制動盤22與制動盤21有效接觸。從該時間點起，額外施加一摩擦力矩，該摩擦力矩進一步減少驅動軸7的旋轉能量。已經在驅動軸7克服彈簧元件20的彈簧力發生軸向位移的情況下減少能量或者該能量由彈簧元件20吸收。
[0022]如果浮動軸承12的最大可能的移動路程a被克服，則驅動軸7的運動還通過摩擦被制動。驅動軸7停止，其中它的能量基本上在制動中消散。隨後，一旦所存儲的彈簧力超過軸向力，彈簧元件20的彈簧力又這樣產生效果，使得浮動軸承12或外環7返回移動到其正常位置。
[0023]一個很大的優點是，旋轉能量通過制動盤22，21朝向停止的殼體11傳遞。使得制動盤21，22相對彼此移動的力隨著驅動軸7繼續從其正常位置向外運動的每種程度而增大。由此避免了傳動裝置I的多個部分對於電機8、特別是對於可能過載的預設的固定軸承的劇烈負載。通過足夠大地選擇的彈簧力此外不會在正常運行中損壞電機8的剛性，這是因為它使得預緊的彈簧元件20在常見的運行力的情況下將浮動軸承12可靠地保持在其位置上。這樣形成的緊急制動僅在輸出側例如違反規定地硬地移動一末端擋塊時才起作用。對於這種情況:在正常運行中沒有發生移動末端擋塊，這種系統也可以設計具有尺寸較小的彈簧元件20，也就是說僅用於緊急情況。
[0024]當然也可以或多或少的蝸輪與蝸杆3嚙合。也可以考慮，替代蝸輪傳動裝置設置一個具有兩個斜齒嚙合的齒輪的簡單斜齒嚙合的傳動裝置。在此也可能當在從動側停止時由於斜齒嚙合將軸向力施加到驅動軸上。保持元件19例如設計成螺母並且在各種情況下都將制動盤防扭轉地保持在殼體11上。保持元件適宜地這樣確定大小，即它以高剛性還允許制動盤22的一定路程，而不會損壞或損毀。
[0025]圖2示出具有傳動裝置I的電機的另一實施例，其中由圖1已知的元件具有相同的附圖標記並且因此可以參考上面的描述。
[0026]和前面實施例相區別地設計成，保持元件19形成制動盤22。因此取消了額外的部件。彈簧元件20在這種情況下還設計成螺旋彈簧26並且直接在外環17和保持元件19之間張緊地或預緊地保持。
[0027]此外設計成，制動盤21和22在一軸向看一重疊的區域中具有分別彼此互補的錐形形狀。在此，制動盤21，22的錐形區域彼此接合，使得當驅動軸7相應較遠地軸向移動時，制動盤22的錐形部段24的內側在制動盤21的錐形部段25的內側上發生摩擦。
[0028]當然也可以在此可替換地原理性地將制動盤21，22設計成與第一實施例中相同。
【權利要求】
1.一種用於電機(8)的傳動裝置(I)、特別是蝸輪傳動裝置(2)，所述傳動裝置具有:能轉動地支承在殼體(11)中的驅動軸(7)，在所述驅動軸上固定地布置有斜齒嚙合的驅動小齒輪(4)、特別是蝸杆(3);和至少一個彈簧元件(20)，用於吸收多餘能量，其特徵在於，所述彈簧元件支承在所述殼體(11)上並且軸向預緊所述驅動軸(J)。
2.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特徵在於，所述驅動軸(7)配設有至少一個浮動軸承(12)，所述浮動軸承具有滾動體軸承(13)，所述滾動體軸承具有一固定在所述驅動軸(7)上的內環(14)和一支承在所述殼體(11)中的、軸向地帶有間隙的外環(17)，其中，所述彈簧元件(20 )軸向地在所述外環(17 )和殼體(11)之間預緊。
3.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，在所述驅動軸(7)上這樣布置有至少一個第一制動盤(22)並且在殼體上這樣布置有第二制動盤(22)，使得當所述驅動軸(7)克服所述彈簧元件(20)的彈簧力越過一能預設的路程移動時，使所述制動盤(21、22)相互有效接觸。
4.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，所述彈簧元件(20)設計成盤形彈簧(23)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，所述彈簧元件(20)設計成螺旋彈簧(26)。
6.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，所述彈簧元件(20)的彈簧力這樣大地選擇，從而在正常工作時防止所述驅動軸(7)移動。
7.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，在所述殼體(11)上設有至少一個、特別是環形的保持元件(19)，所述保持元件軸向地支承第二制動盤(21)或者形成所述第二制動盤(21)。
8.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，所述制動盤(21、22)具有彼此互補的錐形形狀。
9.根據前述權利要求中任一項所述的傳動裝置，其特徵在於，所述彈簧元件(20)在所述外環(17)和第二制動盤(21)之間預緊地保持。
10.一種特別是用於機動車的電機(8)，具有傳動裝置(I)、特別是蝸輪傳動裝置(2)，所述傳動裝置具有:能轉動地支承在殼體(11)中的驅動軸(7),在所述驅動軸上固定地布置有斜齒嚙合的驅動小齒輪(4);和至少一個彈簧元件(20)，用於吸收多餘能量，其特徵在於根據前述權利要求中任一項或多項所述的傳動裝置(I)的設計方案。
【文檔編號】F16H35/10GK104204608SQ201380018396
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月27日 優先權日:2012年4月5日
【發明者】M-P.博爾茨 申請人:羅伯特·博世有限公司