CN103104629A - 用于传动装置的过载保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于传动装置的过载保护装置，其具有沿轴向延伸的输出轴，可旋转地围绕输出轴布置的传动轮以及不可相对旋转地围绕输出轴布置的驱动盘，其中驱动盘具有横向于输出轴延伸的驱动面并且传动轮具有横向于输出轴延伸的摩擦面，其中所述驱动面和摩擦面要么在定位状态下传递扭矩地相互连接，要么在滑动状态下不传递扭矩地相对旋转。本发明还涉及一种具有按本发明的过载保护装置的传动装置以及一种具有这种传动装置的用于组件的调节驱动装置。

Description

用于传动装置的过载保护装置

技术领域

本发明涉及一种用于传动装置的过载保护装置，其具有沿轴向延伸的输出轴、可旋转地围绕输出轴布置的传动轮以及不可相对旋转地围绕输出轴布置的驱动盘，其中该驱动盘具有横向于输出轴延伸的驱动面并且传动轮具有横向于输出轴延伸的摩擦面。本发明还涉及一种具有按本发明的过载保护装置的传动装置以及一种具有这种传动装置的用于组件的调节驱动装置。

背景技术

为了调整组件例如活门、门或窗，或者为了对座椅进行高度调节或倾角调节，需要经常具有较高齿轮减速并且传递较大扭矩的调节驱动装置。这种组件尤其在汽车中也可以经常用手操作。

然而调节驱动装置的传动装置或者说组件或者调节驱动装置本身会在自动调节时在同时实现的尤其猛的手动操作中或者抓住中损坏或者甚至破坏。

为了避免这种损坏，已知所述组件设有过载保护装置，例如在组件的可手动操作的部件与传动装置或者说调节驱动装置之间实现相对运动的打滑离合器。这种打滑离合器必须能够可靠地传递最小扭矩而不会滑行，从而能够调节组件。此外，其应该自极限扭矩起可靠地滑行，从而限制传动装置中的扭矩。最小扭矩和极限扭矩之间的差是决定打滑离合器的可传递的扭矩的公差。

对于这种打滑离合器经常使用公差环。然而公差环具有仅仅很小的工作范围，也就是很小的弹性距离，从而很难实现所需要的公差。因此，为了确定所述打滑离合器的功能，必须以非常小的公差制造其部件，这经常需要对部件进行后处理并且由此成本是较高的。

发明内容

本发明的任务是实现一种用于传动装置的过载保护装置，用其能够传递很大的扭矩，其在多次操作之后还是有效的，其工作范围相对于有公差环的打滑离合器来说可以更大并且更灵活地进行调节，并且通过简单的部件设计以及较大的允许的部件公差可以成本低廉地进行制造。

该任务以用于传动装置的过载保护装置进行解决，其具有沿轴向延伸的输出轴、可旋转地围绕输出轴布置的传动轮以及不可相对旋转地围绕输出轴布置的驱动盘，其中传动轮在用扭矩进行加载时要么在联动运行中与驱动盘共同旋转，要么在滑动运行中相对于驱动盘进行旋转，并且其中驱动盘具有横向于输出轴延伸的驱动面并且传动轮具有横向于输出轴延伸的摩擦面，它们在联动运行中形状配合并且/或者传力配合地相互连接，并且在滑动运行中彼此相对旋转。

因此，在联动运行中所述驱动面与摩擦面之间按本发明形状配合并且/或者传力配合的连接允许传递扭矩，而驱动面相对于摩擦面的相对运动在滑动运行中不能实现扭矩传递。因此，按本发明的过载保护装置如打滑离合器一样起作用，该打滑离合器不允许传递作用到其上的过高的扭矩，也就是超过过载保护装置的极限扭矩的扭矩。这种过高的扭矩例如在驱动传动轮并且抓住或者甚至反向旋转输出轴的同时形成。然而原则上在过载接合器用超过极限扭矩的扭矩进行驱动时也会在驱动侧形成这种过高的扭矩。

在优选的第一实施方式中，驱动面和摩擦面在联动运行中相互抵靠。在该实施方式中，在滑动运行中在驱动面和摩擦面之间几乎仅仅存在滑动摩擦。

在优选的第二实施方式中，在驱动面和摩擦面之间布置至少一个球体。在这种实施方式中，球体在联动运行中将驱动盘与传动轮进行连接，从而使其共同旋转。相反，在滑动运行中球体相对于驱动面和/或摩擦面旋转，使得驱动面相对于摩擦面旋转。在该实施方式中球体使得驱动面与摩擦面之间几乎仅仅存在滚动摩擦并且几乎不存在滑动摩擦。

在有待传递的扭矩足够小时，优选将驱动面和/或摩擦面构造成平滑的表面。相反，在有待传递的扭矩较大时，优选所述驱动面具有带有沿轴向延伸的突起的轮廓，并且摩擦面具有相应于该轮廓的配对轮廓，因为该轮廓改善了驱动面与摩擦面之间形状配合和/或传力配合的连接并且因此可传递的扭矩相对于平滑的表面显著更大。因此，通过选择驱动面以及传动轮的轮廓可以决定性地调节过载保护装置的可传递的扭矩的大小。所述突起沿输出轴的圆周方向优选均匀分布地布置。此外，轮廓以及配对轮廓优选构造成波浪状轮廓，尤其构造成三角形、锯齿形或者正弦形的波浪状轮廓。

在具有轮廓的驱动面以及具有配对轮廓的传动轮中，该轮廓和配对轮廓在定位状态下在上面所述的该表面在联动运行中相互抵靠的第一优选实施方式中相互啮合。在该实施方式中，很难测量过载保护装置的公差，因为其还取决于驱动面和摩擦面的粗糙度以及表面润滑。与之相对，可以更好地测量滚动摩擦，如其在上面所述的第二优选实施方式中，其中在驱动面与摩擦面之间布置了球体。因此，在第二优选实施方式中可以更精细地调节最小扭矩以及极限扭矩。

所述传动轮优选弹性地尤其借助于弹簧力朝驱动盘进行挤压。在此，优选使用盘簧或者螺旋弹簧。然而原则上也可以使用其它弹性的弹簧元件，例如由橡胶或合成材料制成的弹簧元件。弹簧的选择、尤其其弹簧刚性以及其弹簧行程的选择也决定性地确定了可传递的扭矩。在此优选的是，传动轮在滑动运行中沿轴向调节的调节行程小于弹簧的弹簧行程。对于波浪状构造的以及相互对应的轮廓和配对轮廓，所述调节行程相应于传动轮的突起的高度。借助于弹簧预紧力的调节可以将过载接合器或者说其极限扭矩在其装配之后进行调节。由此可以通过弹簧预紧力的改变补偿轴向的部件公差。

所述弹簧优选朝固定件支撑，该固定件沿轴向不可移动地布置在输出轴上，例如朝固定环进行布置。固定环可以以简单的方式成本低廉地固定在输出轴上，例如方式是在输出轴上设置切口，其中可以放入固定环。

此外优选对传动轮进行硬化，或者在传动轮和弹簧之间设置摩擦盘，从而克服传动轮上的摩损。摩擦盘优选由高耐摩擦性的材料制成或者由硬化的材料制成。对于硬化的传动轮必要时取消摩擦盘。

在另一优选的实施方式中，在弹簧与固定件之间或者在弹簧与盘之间或者在盘与传动轮之间设置球轴承，从而实现所述部件之间可很好测量的滚动摩擦。

在传动轮的背离驱动盘的侧面上优选设置了第一支承面，并且在驱动盘的背离传动轮的侧面上在输出轴上设置第二支承面。此外，第一支承面与第二支承面的直径优选构造得一样大。由此，作用到过载保护装置上的力均匀地分布到两个支承面上。

所述传动轮优选构造成齿轮。所述齿部实现了传动轮的驱动。在此，所述传动轮优选是传动装置的部件，为此需要过载保护。对于所述部件或者说对于过载保护装置来说不需要额外的结构空间，从而能够非常紧凑地制造带有过载保护装置的传动装置。

此外，该任务用具有按本发明的过载保护装置的传动装置得到解决。优选所述传动装置包括传动马达尤其直流马达，该传动马达驱动传动装置。所述传动装置不仅可以构造成单级的，而且也可以构造成多级的，并且原则上包括任意的传动装置形式，例如齿轮传动装置、蜗轮蜗杆传动装置和/或行星齿轮传动装置。为了能够在很小的空间上传递很大的扭矩，优选其包括至少一个带有行星齿轮传动装置的传动级。

此外，所述任务以用于组件的调节驱动装置得到解决，其具有这种传动装置以及相对于该组件的接口。相对于组件的接口例如是可以固定组件的接口板。该调节驱动装置优选用于汽车组件，尤其后盖板、座椅、窗户、车顶或者汽车的车门。

附图说明

下面根据附图描述本发明。附图仅仅是示例性的并且不限制一般的发明构思。

图1示出了按本发明的过载保护装置的第一实施方式，

图2在（a）中示出了按本发明的过载保护装置的第二实施方式，并且在（b）中示意性地示出了在驱动盘的驱动面与过载保护装置的传动轮的摩擦面之间的球装置，

图3在（a）中示出了驱动盘的驱动面并且在（b）中示出了驱动盘外圆周上驱动面的轮廓的曲线，以及

图4在（a）和（b）中示出了驱动盘在其外圆周上其它实施方式的驱动面轮廓的其它不同的曲线。

具体实施方式

按本发明的过载保护装置10具有输出轴1，在该输出轴上在此示例性地设置了轴向开始部1.3以及输出齿部1.4。此外，过载保护装置10包括驱动盘2和传动轮3。驱动盘2不可相对旋转地布置在输出轴1上，而传动轮3以很小的径向间隙可相对旋转地支承在驱动轴1上。

在驱动盘2的背离传动轮3的侧面将第一支承面L1.1设置在输出轴1上，并且在传动轮3的背离驱动盘2的侧面上将第二支承面L1.2设置在输出轴1上。在此，所述支承面L1.1、L1.2有利地设有一样大小的直径。然而其原则上也可以设有不同大小的直径，或者过载保护装置10只能支承在一个支承面上。

为了将驱动盘2不可相对旋转地固定在输出轴1上，在输出轴1上设置了滚花1.1。该滚花1.1能够使制造具有比支承面L1.1、L1.2的直径更大的内直径的驱动盘2成为可能。由此能够将其装配到输出轴1上，而不会在将驱动盘2推到输出轴1上时损坏支承面L1.1、L1.2。驱动盘2只有在其碰到滚花1.1上时才不可相对旋转地压到输出轴1上。因为所述滚花1.1构造得比驱动盘2的宽度2.3更窄，所以驱动盘2在压到滚花1.1上之后作为形状配合的摩擦连接的补充克服轴向移动得到了固定。原则上也可以考虑将驱动盘2以另外的方式不可相对旋转地连接到输出轴1上，例如细齿槽连接或者其它结构上的设计。此外，也可以将驱动盘2与输出轴1一体地进行制造。

所述传动轮3借助于弹簧5弹性地朝驱动盘进行挤压。为此，输出轴1具有切口1.2，在此，固定环作为固定件6插入该切口中。在此将弹簧构造成盘簧。然而也可以使用其它弹性的弹簧元件，例如其它构造形式的弹簧，尤其螺旋弹簧或例如由橡胶或合成材料制成的弹簧元件。所述弹簧支撑在固定环上。

代替使用支撑弹性的弹簧元件5的固定环6，同样优选地使用自锁的螺母（没有示出）。在该实施方式中能够可变地进行扭矩调节。

在所述弹簧5和传动轮3之间设置摩擦盘4，该摩擦盘阻碍传动轮3上的摩损。所述摩擦盘由相对于传动轮更硬的材料制成。弹簧5以及摩擦盘4和固定环6布置在传动轮3的第一凹槽3.3中，使得过载保护装置10的轴向结构高度10.1很小并且可以紧凑地构造该过载保护装置。此外，所述传动轮3构造成具有外齿部3.2的齿轮，从而能够将过载保护装置10集成到传动装置（没有示出）中，在那里必要时承担传动装置的传动级的部件的功能，并且具有尽可能小的位置需求或者说不需要额外的位置需求。

原则上也可以可变地设计驱动盘2并且该驱动盘在此具有开始面。

此外，驱动盘2横向于输出轴1具有驱动面2.1并且传动轮3横向于输出轴1具有磨擦面3.1。在这里所示出的实施方式中，所述驱动面2.1和磨擦面3.1具有突起221、331（参见图3、4），所述突起沿轴向81延伸。在此，优选相应于磨擦面3.1的配合轮廓33设置驱动面2.1的轮廓22。原则上，在有待传递的扭矩足够小时也可以根据有待传递的扭矩平坦地并且没有突起221、331制造所述驱动面2.1和/或磨擦面3.1。

在图1所示的第一实施方式中直接朝驱动盘2的驱动面2.1挤压传动轮3的摩擦面3.1。如果用扭矩加载所述过载接合器10，那么摩擦面3.1和驱动面2.1在扭矩足够小时也就是在扭矩小于极限扭矩时在停止运行中形状配合和/或摩擦配合地相互抵靠。所述传动轮3传递扭矩地与驱动盘2连接并且与之共同旋转。在此，驱动盘2的轮廓22以及传动轮3的配对轮廓33互相啮合。如果作用到过载接合器10上的扭矩超过了极限扭矩，那么摩擦面3.1在滑动运行中沿着驱动面2.1滑动，从而没有扭矩从传动轮3传递到驱动盘2上或者相反。在此不明显的是，过高的扭矩是从驱动侧还是从输出侧作用到过载接合器10上。

只要驱动盘2和传动轮3具有相互对应的尤其波浪状的轮廓22、23，那么传动轮3在此克服弹簧5力以最高相应于传动轮3的突起331的最大高度332（参见图4（b））的调节行程l1沿轴向81移动。

为了能够借助于弹簧5预紧力的调节来调节可传递的扭矩并且补偿部件公差，优选弹簧5可压缩的弹簧行程l2大于调节行程l1。为了进行调节，在过载保护装置10的装配中或者测量极限扭矩并且驱动盘2为了提高预紧力克服弹簧5力沿轴向81移动或者为了降低预紧力逆着轴线81移动。或者在装配中测量过载保护装置10的结构高度10.1并且相应地调节驱动盘2的位置。作为替代方案或补充方案，同样可以将摩擦盘4改变其盘厚度。此外，能够代替连接到切口1.2中的固定环6使用布置在螺纹（没有示出）上的自锁的螺母（没有示出），其位置可以沿着螺纹进行变化。

按本发明的过载保护装置10优选用于汽车组件（没有示出）的调节驱动装置（没有示出）、特别优选用于汽车的后盖板，其不仅可以用传动马达（没有示出）进行调节也可以手动进行调节。例如在调节驱动装置的可手动操作的输出侧上通过猛的手动操作或者抓住组件超过作用到过载接合器10上的极限扭矩。过载保护装置10允许在超过滑动运行中的极限扭矩时驱动盘2和传动轮3之间的相对运动，从而在驱动传动轮3的同时所述驱动盘2不会旋转或者甚至沿着反方向旋转。因此，过载保护装置10保护传动装置尤其传动马达防止在这种过载情况下的损坏或者甚至破坏。如果随后用小于极限扭矩的扭矩加载过载保护装置10，那么驱动面2.1以及摩擦面3.1再度形状配合并且/或者传力配合地相互定位，使得过载保护装置10或者说调节驱动装置继续有效。

图2的实施方式与图1的实施方式的区别仅仅在于，在驱动面23.1和摩擦面3.1之间布置了球体7。所述球体7在滑动运行中尤其引起滚动摩擦并且仅仅以相对于图1的实施方式更小的程度引起滑动摩擦，在图1的实施方式中在滑动运行中在驱动面2.1和摩擦面3.1之间存在滑动摩擦。

在联动运行中，在球体7和驱动面2.1以及摩擦面3.1之间分别存在摩擦连接。相反，在滑动运行中所述球体7旋转，使得摩擦面3.1或者说传动轮3相对于驱动面2.1或者说驱动盘旋转。在此，传动轮3也克服弹簧5力根据其轮廓33的走向沿轴向81以调节行程l1进行调节。因此，在波浪状的轮廓33中所述传动轮3沿着以及逆着轴向81来回运动，如在图2（b）中示意性地示出。

图3示例性地示出了具有三角形的波浪轮廓22的驱动面23.1。在此，图3（a）示出了驱动面2.1的俯视图并且图3（b）示出了驱动面2.1的外圆周2.1.1上轮廓22的曲线。可以看出所述驱动面2.1沿圆周方向82均匀分布地具有突起221。对于传动轮3的相应于驱动盘2的轮廓进行构造的配对轮廓33，摩擦面3.1与驱动面2.1相同地构造，并且在联动运行中以相应于突起221、331数量的角度错开地靠在驱动面2.1上。

图4（a）和（b）示例性地示出了驱动盘2或者说传动轮3的其它实施方式的轮廓22或者说配对轮廓33的可能的曲线。图4（a）涉及锯齿状的曲线，图4（b）涉及正弦状的曲线。

按本发明的过载保护装置10通过轮廓22、33的选择以及弹簧5的选择能够相对于具有扭环的过载保护装置显著更精确并且更灵活地调节可传递的扭矩尤其极限扭矩。其允许传递更大的扭矩。由于装配时的可调节性，可以补偿部件公差并且因此可以使用以较大公差并且因此成本低廉地制造的部件。此外，由于过载扭矩的出现不会破坏过载保护装置10，而是保持可使用。

Claims (15)

1.用于传动装置的过载保护装置（10），其具有沿轴向延伸的输出轴（1），可旋转地围绕输出轴（1）布置的传动轮（3）以及围绕输出轴（1）不可相对旋转地布置的驱动盘（2），其中所述传动轮（3）在用扭矩进行加载时要么在联动运行中与驱动盘（2）共同旋转，要么在滑动运行中相对于驱动盘（2）旋转，

其特征在于，

所述驱动盘（2）具有横向于输出轴（1）延伸的驱动面（2.1）并且传动轮（3）具有横向于输出轴（1）延伸的摩擦面（3.1），它们在联动运行中形状配合和/或传力配合地相互连接，并且在滑动运行中相对旋转。

2.按权利要求1所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述驱动面（2.1）具有带有沿轴向（81）延伸的突起（221）的轮廓（22），并且所述摩擦面（3.1）具有对应于轮廓（22）的配对轮廓（33）。

3.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述突起（221、331）沿着输出轴（1）的圆周方向（82）均匀分布地布置。

4.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述轮廓（22）和配对轮廓（33）是波浪状的轮廓，尤其三角形、锯齿形或者正弦形的波浪状轮廓。

5.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述轮廓（22）和配对轮廓（33）在联动运行中相互啮合，并且配对轮廓（33）在滑动运行中沿着轮廓（22）滑动。

6.按权利要求1-4中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，在驱动面（2.1）和摩擦面（3.1）之间布置至少一个球体（23），该球体在滑动运行中相对于驱动面（2.1）并且/或者相对于摩擦面（3.1）旋转，使得驱动面（2.1）相对于摩擦面（3.1）旋转。

7.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述传动轮（3）弹性地尤其借助于弹簧（5）的力朝驱动盘（2）进行挤压。

8.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述弹簧（5）朝固定件（6）例如固定环进行支撑，该固定件沿轴向不可移动地布置在输出轴（1）上。

9.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，对传动轮（3）进行硬化，或者在传动轮（3）和弹簧（5）之间设置摩擦盘（4）。

10.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，在弹簧（5）和固定件（6）之间，或者在弹簧（5）和盘（4）之间，或者在盘（4）和传动轮（3）之间设置球轴承。

11.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，在输出轴（1）上在传动轮（3）的背离驱动盘（2）的侧面上设置第一支承面（L1.2），并且在驱动盘（2）的背离传动轮（3）的侧面上设置第二支承面（L1.1）。

12.按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10），其特征在于，所述第一支承面（L1.1）的直径等于第二支承面（L1.2）的直径。

13.具有按上述权利要求中任一项所述的过载保护装置（10）的传动装置。

14.按权利要求13所述的传动装置，其特征在于，其包括传动电动机、尤其直流电动机。

15.用于尤其汽车的组件的调节驱动装置，尤其是用于汽车的后盖板驱动装置，其具有按权利要求13-14所述的传动装置以及相对于组件的接口。

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