CN103228857B - 具有集成的过载保护结构的变速传动装置 - Google Patents

Abstract

变速传动装置，用于不仅借助变速传动装置而且可手动地操作的、特别是机动车的组件，其中所述变速传动装置包括传动单元以及输出单元，其中所述输出单元被设置用于减小传动单元的输出转速，其中所述传动单元包括传动构件，在该传动构件中集成了过载保护结构。

Description

具有集成的过载保护结构的变速传动装置

技术领域

本发明涉及一种特别是车辆的、具有传动单元的变速传动装置，其设置用于驱动组件。

背景技术

在车辆中、特别是在机动车中，车辆组件的操作和对于乘客的舒适性越来越以这样的方式来简化，即使得车辆组件自动化。为此需要变速传动装置，其也可应用在用于调节任务、锁定任务、解锁任务和定位任务的、难以接近的车辆区域中。由于所提供的较小的结构空间，这些变速传动装置应当尽可能小。

为了调节组件、例如后盖板、滑动天窗，或者为了调高或调低座位，经常需要变速传动装置，其具有高的减速比并且传递高转矩。这种组件、例如后盖板或车门常常也可手动操作。

然而，在借助变速传动装置自动调节组件期间，在同时进行猛然地手动操作或握住组件时，例如在打开或关闭后盖板或车辆门时，或在握住这种自动打开或关闭的后盖板或车辆门时，可能损伤或甚至毁坏变速传动装置的传动机构和/或后盖板或车辆门。

为了防止这种损伤，已知在变速传动装置的滑动离合器之后或之上设置组件。图1示出了根据现有技术的用于驱动组件5的变速传动装置6。作为组件5在此是指操纵杆，在其上例如设置车辆门或后盖板。在变速传动装置6的第二输出轴45上设置滑动离合器60。在超过了加载到后盖板或者说操纵杆上的转矩时，滑动离合器能实现操纵杆与不能相对转动地设置在第二输出轴上的内环601之间的相对运动，从而内环在操纵杆内滑转。

此外已知了，将滑动离合器集成到变速传动装置中。在文件登记号102009055412.2的德国专利申请中已公开了这种变速传动装置6，其表示一种具有传动单元2和输出单元4的变速传动装置，之间设置可模块化地集成到变速传动装置6中的中间单元3，该中间单元包括滑动离合器3.2。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于驱动不仅借助变速传动装置而且可手动地操作的组件的变速传动装置，变速传动装置相对于现有技术得到改进，并且特别是要求较少的结构空间并且能成本经济地制造。

所述目的通过用于不仅借助变速传动装置而且可手动地操作的、特别是机动车的组件的变速传动装置来实现，其中所述变速传动装置包括驱动装置以及传动单元，其中驱动装置被设置用于驱动传动单元，并且传动单元被设置是用于减小驱动装置的转速，其中所述传动单元包括传动构件，在其中集成了过载保护结构

根据本发明，过载保护结构集成到传动单元的传动构件中。与布置在变速传动装置的朝向组件的一侧上的过载保护结构相比，以及与模块化地集成到变速传动装置中的过载保护结构相比，具有集成到传动构件中的过载保护结构的根据本发明的变速传动装置不需要用于过载保护结构的额外的结构空间，从而该变速传动装置总体上可以较小地构造。

此外，与设置在组件上的过载保护结构相比以及与设置在变速传动装置的朝向组件的一侧上的过载保护结构相比，在预制变速传动装置的范围内，该过载保护结构已经被安装到变速传动装置中，从而在安装变速传动装置时不必再将该过载保护结构安装到该变速传动装置和/或组件上。由此例如在机动车制造的范围内缩减了用于安装变速传动装置所需要的时间。

优选使用电动机作为驱动装置。然而还可以使用其它的被设置用于实施机械工作的驱动装置。

传动单元优选包括至少一个具有第一输出轴的第一传动级，其中所述过载保护结构设置在第一输出轴上。在此，第一输出轴优选设置在传动单元的朝向组件的一侧上。此外优选地，驱动装置设置在传动单元的背离组件的一侧上。由此过载保护结构保护传动单元及驱动装置避免由于过大的作用到第一输出轴上的力而引起的损坏。

作为过载保护结构，优选滑动离合器的不同实施方案，例如具有扭环的过载保护结构或具有盘簧、扭簧(Schlingfeder)、压力弹簧等的滑动离合器。但是，电子控制的磁力离合器也是优选的。也可设想下述应用，其中过载保护结构通过预定断裂点形成。

第一传动级优选地是具有圆柱齿轮的圆柱齿轮传动装置，其中所述圆柱齿轮是传动构件。圆柱齿轮传动装置一方面能够减小驱动装置的转速，从而第一输出轴的输出转速小于驱动装置的转速。此外优选地，横向力对过载保护结构的影响尽可能地小，这是因为过载保护结构优选与摩擦力相关地工作。因此这种过载保护结构的实施方案是特别优选的，其中过载保护结构被设置用于吸收径向力。

圆柱齿轮作为传动构件的优选实施方案能够实现这种具有非常少的构件的装置。也就是说在一种特别优选的实施方案中，所述传动构件包括：第一部分，其不能相对转动地设置在第一输出轴上；以及具有齿部的第二部分，并且它还包括耦联器件，所述耦联器件设置在第一部分与第二部分之间并且设置用于将第二部分耦合到第一部分上。

第一部分优选地设计成内环。在一种优选的实施方案中，内环与第一输出轴一体制成，从而在传统的滑动离合器中可节省通常分开制造的内环。第二部分优选设计成外环，其中所述齿部是圆柱齿轮的外齿部。耦联器件优选设计成弹簧，特别优选地设计成公差环。作为公差环的实施方案能实现在公差环的整个周长上在径向方向上非常均匀的转矩传递。

但是原则上，过载保护结构的一种实施方案也是优选的，其中该实施方案被设计用于吸收轴向力。这种过载保护结构例如可通过具有作为耦联器件的盘簧或压力弹簧的滑动离合器来实现，然而需要较多的构件。

在一种优选的实施方案中，所述传动单元包括其它传动级、例如一个或多个蜗轮蜗杆传动装置，其设置在第一传动级和驱动装置之间。在一种同样优选的实施方案中，第一蜗轮蜗杆传动装置和第二蜗轮蜗杆传动装置作为双蜗轮蜗杆传动装置在驱动装置与第一传动级之间连续接通。两个蜗轮蜗杆传动装置的组合能实现在非常小的结构空间上的非常高的转速减小。

所述变速传动装置此外优选包括输出单元，其设置用于减小所述传动单元的输出转矩。在该实施方案中优选的是，第一输出轴被设置用于驱动输出单元，并且在传动单元被驱动时以输出转矩进行转动。此外在该实施方案中优选的是，所述输出单元包括第二输出轴用于驱动组件。

所述输出单元优选地是行星齿轮装置，但根据要求也可使用其它传动机构用于输出单元，特别是当需要较小的减速比时。优选地，该行星齿轮装置具有太阳轮，其可适配到第一输出轴上。这种布置能实现高的减速比和行星齿轮装置的第一输出轴与第二输出轴的同轴布置。

因此在该实施方案中，过载保护结构设置在减小传动单元的输出转速的输出单元之前、即设置在输出单元的背向组件的一侧上。相对于在输出单元的朝向组件的一侧上设置的过载保护结构，在输出单元的背向组件的一侧上设置的过载保护结构基于较小的减速比可设计用于明显较小的负荷。因此，对于该变速传动装置来说可使用具有额定转矩的过载保护结构，该额定转矩相对于在输出单元的朝向组件的一侧上设置的过载保护结构的额定转矩减小。由此，相对于组件上的输出转矩，滑转转矩的公差也减小，从而可使用一种过载保护结构，该过载保护结构在其大小方面是较小的和/或在其重量方面是较轻的。与在朝向组件的一侧上设置的过载保护结构相比，由此可使用成本经济的过载保护结构。

此外优选地，使驱动传动单元的传动轴、传动单元的第一输出轴以及必需时输出单元的第二输出轴同轴地布置，其被设置用于驱动组件。

这优选地利用传动单元的设计成圆柱齿轮传动装置的第一传动级来实现。在此，具有在第一输出轴上设置的圆柱齿轮的圆柱齿轮传动装置优选包括一齿轮，该齿轮设置在特别是轴向平行于第一传动轴设置的中间轴上，并且该齿轮与圆柱齿轮相啮合。在该实施方案中，传动单元的第一输出轴优选驱动在驱动装置与第一传动级之间设置的另一传动级，其输出装置驱动中间轴。但此外优选地，该另一传动级还驱动一个或多个中间接通的其它传动级，其最后的传动级驱动中间轴。

优选地，传动单元设置在第一壳体部分中，其中输出单元设置在第二壳体部分中。在壳体部分中安置配属于各个单元的传动机构部件，并且通过壳体部分防止污物和湿气进入。

附图说明

下面，借助附图来描述本发明。这些附图仅是示例性的并且不限制通常的发明构思。

图1示意地示出了根据现有技术的变速传动装置，其被设置用于驱动组件。

图2示意地示出了根据本发明的变速传动装置，其被设置用于驱动组件，

图3以放大图示出了图2的变速传动装置的圆柱齿轮。

具体实施方式

图1示意地示出了根据现有技术的变速传动装置或者说调节传动装置(Verstellantrieb)6。该变速传动装置6包括传动单元2，其具有传动轴12，该传动轴可借助电动机1以一转速来驱动。

在传动轴12上设置第一蜗轮蜗杆传动装置2.1的第一蜗杆2.11，其与第一蜗轮蜗杆传动装置2.1的第一蜗轮蜗杆传动装置齿轮2.12共同作用。第一蜗轮蜗杆传动装置齿轮2.12设置在蜗杆轴22上，该蜗杆轴基本上横向于传动轴12布置。

在蜗杆轴22上设置第二蜗轮蜗杆传动装置2.2的第二蜗杆2.21，其与第二蜗轮蜗杆传动装置2.2的第二蜗轮蜗杆传动装置齿轮2.22共同作用，该第二蜗轮蜗杆传动装置齿轮设置在中间轴23上。中间轴23基本上横向于蜗杆轴22设置，并且因此基本上布置成与传动轴12轴向平行。

第一蜗轮蜗杆传动装置2.1和第二蜗轮蜗杆传动装置2.2因此彼此连接成双蜗轮蜗杆传动装置。

在传动轴12被驱动时，蜗杆轴22通过第一蜗轮蜗杆传动装置2.1来驱动，该蜗杆轴本身通过第二蜗轮蜗杆传动装置2.2来驱动中间轴23。

在中间轴23上设置齿轮2.32，其与圆柱齿轮2.31共同作用并且与其一起形成圆柱齿轮传动装置2.3。圆柱齿轮2.31设置在传动单元2的第一输出轴24上。这种布置使得第一输出轴24基本上与传动轴12同轴布置。在中间轴23被驱动时，齿轮2.32被驱动，其与圆柱齿轮传动装置2.3的圆柱齿轮2.31相啮合，从而圆柱齿轮2.31被驱动。由此第一输出轴24被驱动。

圆柱齿轮传动装置2.3是传动单元2的第一传动级或者说变速级(Getriebestufe)，其中第一和第二蜗轮蜗杆传动装置2.1、2.2是设置在驱动装置1与第一传动级2.3之间的其它传动级。在此示出的传动级中的每一个能够使得传动轴转速减速。

在变速传动装置6的在此示出的实施方案中，中间单元3示例性地适配到第一输出轴24上。中间单元3例如包括传感器3.1和/或其它附加功能3.2。中间单元可相应于变速传动装置的要求模块化地适配到传动单元和输出单元之间并且不是变速传动装置的必须的组成部分。

中间单元3具有连接轴33，该连接轴利用其朝向传动单元2的一侧可适配到传动单元2的第一输出轴24上，其中输出单元4可适配到其背离传动单元2的一侧。

变速传动装置6的输出单元4具有行星齿轮装置4.1。该行星齿轮装置4.1包括太阳轮4.11，其在此适配到中间单元3的中间轴33上并且可被其驱动。行星齿轮装置4.1包括行星齿轮4.12，其借助行星齿轮架4.13相互连接。在行星齿轮架4.13上设置第二输出轴45，该第二输出轴与太阳轮4.11和第一输出轴24同轴地设置。

在太阳轮4.11被驱动时，行星齿轮4.12被驱动，从而行星齿轮架4.13转动。由此设置在行星齿轮架4.13上的第二输出轴45转动。

当不需要集成在中间单元3中的功能时，输出单元4的行星齿轮装置4.1的太阳轮4.11也可直接适配到第一输出轴24上。

此外，还当不需要由输出单元4提供的要求时，也可在没有输出单元4的情况下使用变速传动装置6以驱动组件5。因此不但可使用第一输出轴24而且也可使用第二输出轴45以驱动组件5。

传动单元2具有第一壳体部分21，输出单元4具有第二壳体部分41并且中间单元3具有第三壳体部分31，其中分别安置它们的传动构件2.1-2.3、3.1、4.1。此外，电动机1安置在第一壳体部分21上。在适配的情况下，壳体部分21、31、41优选地直接彼此接合，从而它们保护传动构件2.1-2.3、3.1、4.1免于赃物和液体。

在本实施例中，将组件5设计为操纵杆，在其上可设置后盖板或车辆门。下面，同义地使用术语组件5和操纵杆。变速传动装置6也适合于调节座位、滑动天窗或类似的调节单元，其同时可手动操作。

在该实施例中，设置第二输出轴45以驱动组件5。

为了防止变速传动装置6过载，变速传动装置6在其朝向组件5一侧上包括滑动离合器60，该滑动离合器包括：内环601，该内环不能相对转动地设置在第二输出轴45上；外环602，其在此由操纵杆5形成；以及设置在外环602与内环601之间的耦联器件(Kupplungsmittel)603。

因为在该实施方案中，外环602由操纵杆5形成，因此该实施方案在轴向方向上、即在平行于第一输出轴延伸的方向上不需要额外的用于滑动离合器60的结构空间。然而，该实施方案的缺点是，滑动离合器60必须设计用于非常大的负荷，这是因为滑动离合器被设置在传动单元4的朝向组件5一侧。

图2示意地示出了根据本发明的变速传动装置6，其设计用于驱动组件5。变速传动装置6与图1的区别在于圆柱齿轮传动装置2.3′，其是在此描述的传动单元2的第一传动级。因为，圆柱齿轮传动装置2.3′具有传动构件2.31′、即圆柱齿轮，在其中集成了过载保护结构60′(参见图3)。

由此，将过载保护结构60′集成到传动单元2中，而不需要额外的结构空间，也就是说既不在轴向方向也不在径向方向上。

此外，在可适配到传动单元2上的输出单元4中，集成到圆柱齿轮传动装置2.3′中的过载保护结构60′相比于图1的滑动离合器60可以较小地设计，这是因为可使用输出单元4的减速。在这种情况下，将集成到圆柱齿轮2.31′中的过载保护结构60′设置在传动单元4的背向组件5一侧上。

因此组件5或者可以直接布置到传动单元2的第一输出轴24上或者输出单元4的第二输出轴45上。

图3以放大视图示出了图2的根据本发明的变速传动装置6的圆柱齿轮2.31′。该圆柱齿轮2.31′具有第一部分601′，其在此设计成内环并且不能相对转动地设置在第一输出轴24上。在该实施方案的范围内，术语第一部分601′和内环可同义地使用。此外，它具有一带有齿部2.311′的第二部分602′，其在此设计成外环。在该实施方案的范围内，术语第二部分602′和外环可同义地使用。内环601′与第一输出轴24不仅可一体地而且可分开地制造。此外，圆柱齿轮2.31′具有耦联器件603′，其被设置在内环601′与外环602′之间，并且其设置用于将外环602′耦合到内环601′上。在此，耦联器件603′设计成扭环。

过载保护结构60′由内环601′、外环602′以及耦联器件603′构成并且被集成到圆柱齿轮2.31′中。

齿部2.311′是圆柱齿轮2.31′的外齿部，其与圆柱齿轮传动装置2.3′的、设置在中间轴23上的齿轮2.32相啮合(参见图2)。

Claims (9)

1.变速传动装置（6），用于不仅能够借助变速传动装置（6）而且能够手动地操作的组件（5），其中所述变速传动装置（6）包括驱动装置（1）和传动单元（2），其中所述驱动装置（1）被设置用于驱动所述传动单元（2），并且所述传动单元（2）被设置用于减小驱动装置（1）的转速，

其特征在于，所述传动单元（2）包括至少一个具有第一输出轴（24）的第一传动级（2.3'），其中，在所述第一输出轴（24）上设置了过载保护结构（60'），其中，所述传动单元（2）包括传动构件（2.31'），其中，所述第一传动级（2.3'）是具有圆柱齿轮的圆柱齿轮传动装置，其中所述圆柱齿轮是所述传动构件（2.31'），其中，所述圆柱齿轮包括：第一部分（601'），其设计成内环并且不能相对转动地设置在第一输出轴（24）上；以及具有齿部（2.311'）的第二部分（602'），其设计成外环，并且所述圆柱齿轮还包括耦联器件（603'），所述耦联器件设置在所述内环与所述外环之间并且设置用于将所述外环耦合到所述内环上，其中，所述过载保护结构通过所述内环、所述外环以及所述耦联器件构成并且集成在所述圆柱齿轮中。

2.根据权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于，所述过载保护结构（60'）被设置用于吸收径向力。

3.根据前述权利要求中任一项所述的变速传动装置（6），其特征在于，它包括输出单元（4），其设置用于减小所述传动单元（2）的输出转矩。

4.根据权利要求3所述的变速传动装置（6），其特征在于，所述输出单元（4）是行星齿轮装置（4.1）。

5.根据权利要求4所述的变速传动装置（6），其特征在于，所述行星齿轮装置（4.1）包括太阳轮（4.11），其能够适配到传动单元（2）的第一输出轴（24）上。

6.根据权利要求3所述的变速传动装置（6），其特征在于，驱动所述传动单元（2）的传动轴（12）、传动单元（2）的第一输出轴（24）和输出单元（4）的第二输出轴（45）同轴地布置，所述第二输出轴（45）被设置用于驱动组件（5）。

7.根据权利要求1所述的变速传动装置（6），其特征在于，在所述驱动装置（1）与第一传动级（2.3'）之间设置第一蜗轮蜗杆传动装置（2.1）和第二蜗轮蜗杆传动装置（2.2）。

8.根据权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于，所述组件（5）是机动车的组件。

9.根据权利要求1所述的变速传动装置，其特征在于，所述耦联器件（603'）是公差环或弹簧。