CN103782060A - 用于机动车的皮带盘组件的起动器传动装置的可换档行星齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可换档的行星齿轮传动装置，用于机动车的皮带盘组件的起动器传动装置，具有能够与用于驱动机动车辅助机组的皮带盘耦合的太阳轮、能够尤其借助空心轮制动器制动的空心轮、至少一个将所述太阳轮与所述空心轮耦合的行星单元以及承载所述至少一个行星单元的行星架，其中，所述行星单元具有与所述太阳轮和所述空心轮啮合的行星轮和能够相对于所述行星轮运动、与所述太阳轮和/或所述空心轮啮合的夹紧轮，其用于补偿所述行星轮与所述太阳轮和/或所述空心轮之间的齿间隙。借助于夹紧轮能够事后消除所述行星轮与所述太阳轮和/或所述空心轮之间的齿间隙，从而能够避免由于由驱动马达导入的起动转矩的旋转不均匀性所引起的传动装置响声，并且能够实现具有小的噪声发射的皮带盘组件。

Description

用于机动车的皮带盘组件的起动器传动装置的可换档行星齿轮传动装置

本发明涉及一种用于机动车的皮带盘组件的起动器传动装置的可换档行星齿轮传动装置，借助于该行星齿轮传动装置能够改变机动车马达的曲轴和通过皮带盘连接的电起动器之间的传动比。

从DE10148961A1中已知一种皮带盘组件，具有用于驱动机动车辅助机组的皮带盘，所述皮带盘通过行星齿轮传动装置与内燃机的曲轴连接。

始终存在避免皮带盘组件噪声发射的需求。

本发明的任务在于，所述能够实现具有小噪声发射的皮带盘组件的措施。

根据本发明，本任务的解决通过具有权利要求1的特征的可换档行星齿轮传动装置进行。本发明的优选构型在从属权利要求中提出。

根据本发明，用于机动车的皮带盘组件的起动器传动装置的可换档行星齿轮传动装置设置有能够与用于驱动机动车辅助机组的皮带盘相耦合的太阳轮、能够尤其借助于空心轮制动器制动的空心轮、至少一个使所述太阳轮与所述空心轮耦合的行星单元和一个承载所述至少一个行星单元的行星架，其中，所述行星单元具有与所述太阳轮和所述空心轮啮合的行星轮和能够相对于所述行星轮运动的、与所述太阳轮和/或所述空心轮啮合的夹紧轮，其用于补偿所述行星轮和所述太阳轮和/或所述空心轮之间的齿间隙。

由于例如因制造公差而存在的齿间隙，行星轮能够容易地被置于与太阳轮和空心轮的啮合配合中，由此得到简单的装配。借助于夹紧轮能够事后消除该齿间隙，从而能够避免由于由驱动马达导入的起动转矩的旋转不均匀性而引起的传动装置响声并且能够实现具有小的噪声发射的皮带盘组件。与单个行星轮相比，通过具有可相对于行星轮运动的夹紧轮的行星单元，能够实现太阳轮和空心轮之间的基本上无间隙的转矩传递。至少能够在太阳轮和行星单元之间和/或在行星单元和空心轮之间避免圆周方向上的间隙。必要时在空心轮和行星轮之间设置油枕，从而仅消除行星单元和太阳轮之间的齿间隙就足够了。尤其是，行星轮和夹紧轮在圆周方向上贴靠在太阳轮的和/或空心轮的齿中间空隙的彼此对置的侧面上。在齿轮对直齿啮合的情况下，为此夹紧轮能够在圆周方向上相对于行星轮扭转。在齿轮对斜齿啮合的情况下，为此夹紧轮能够在圆周方向上相对于行星轮扭转和/或在轴向方向上滑动。优选，限制夹紧轮相对于行星轮的相对运动，从而能够基本上仅补偿齿间隙。夹紧轮能够在补偿齿间隙之后在该夹紧位置中相对于行星轮力锁合和/或形状锁合地止动和/或通过施加的力、尤其弹簧力保持在夹紧位置中。尤其是，在行星轮和夹紧轮之间施加夹紧力和/或夹紧力矩，它导致通过夹紧轮相对于行星轮的相对运动自动补偿齿间隙，其中优选，该夹紧力和/或夹紧力矩能够从一限定的最小力起和/或从一限定的最小力矩起被克服，以便例如能够用手装配。

皮带盘能够与牵拉器件共同作用，通过该牵拉器件能够连接机动车辅助机组，例如油泵、空调设备的空调压缩机和/或起动器，尤其电的起动器发电机。在机动车的驱动马达运行时，能够通过该可换档行星齿轮传动装置将转矩通过皮带盘传递到牵拉器件上，用于运行机动车辅助机组，其中，行星齿轮传动装置在该运行模式中尤其提供1:1的传动比。在驱动马达关闭的情况下，行星齿轮传动装置能够这样换档，使得设定另一传动比，例如3:1的传动比。这使得能够借助于起动器通过牵拉器件将起动转矩导入皮带盘中并且通过行星齿轮传动装置继续传递到驱动马达的驱动轴上，以便起动驱动马达。通过行星齿轮传动装置的该设定的传动比，对于由起动器导入的起动转矩得到一传动比，使得能够在驱动马达的驱动轴上作用一相应较高的转矩并且也能够以相应小尺寸的起动器来起动转矩强的驱动马达。牵拉器件能够构型为绳，皮带、尤其扁平皮带或楔形皮带、尤其多V型皮带，链或类似物。牵拉器件尤其是纤维增强的和/或具有至少一个金属线材，从而提供特别高的抗拉强度。皮带盘为了驱动牵拉器件也能够径向向外朝向牵拉器件相应地形成轮廓。起动器传动装置能够具有与行星齿轮传动装置的构件连接的制动盘，该制动盘能够优选通过盘式制动器制动，以改变行星齿轮传动装置的传动比。

尤其是，夹紧轮具有与行星轮不同的齿数，其中，夹紧轮或者与太阳轮、或者与空心轮啮合。由此能够快速并且简单地补偿齿间隙。优选，夹紧轮具有比行星轮少的齿数，从而夹紧轮能够具有比行星轮小的直径并且由此能够更容易地仅与太阳轮或与空心轮啮合。尤其是，夹紧轮具有比行星轮少1的齿数，从而产生相对较小的、夹紧轮相对于行星轮的相对运动或者说相对较小的、紧轮和行星轮之间的力矩差。由此避免不必要的制动力矩或牵引力矩。

优选，夹紧轮间接地或直接地通过摩擦力与行星轮产生传递力的耦合。通过该摩擦，夹紧轮和行星轮的不同旋转速度能够导致夹紧轮和行星轮之间在圆周方向上的相对运动，从而能够自动补偿行星单元和太阳轮和/或空心轮之间的齿间隙。尤其是，在夹紧轮和行星轮之间设置有摩擦衬，以便即使在法向力相应小的情况下也能够提供为扭转所需的摩擦力。

特别优选，夹紧轮借助于夹紧元件、尤其压缩弹簧或碟形弹簧相对于行星轮预夹紧。通过夹紧元件能够提供足够的力、尤其弹簧力，以便自动补偿齿间隙。为此，夹紧元件例如能够不仅作用在夹紧轮上而且作用在行星轮上，并且尤其是，夹紧轮能够被从行星轮压离这样远，使得能够补偿齿间隙。也可能的是，通过夹紧元件在夹紧轮和行星轮之间施加一法向力，该法向力导致夹紧轮和行星轮之间足够的摩擦力，以便补偿齿间隙。优选能够通过夹紧元件衰减突然的力矩变化，从而能够实现被减振的力矩传递。

尤其是，夹紧元件向夹紧轮上施加一基本上在行星轮的轴向方向上定向的弹簧力。这使得夹紧轮相对于行星轮在轴向方向上能够例如通过销被导向，从而尤其行星单元能够作为预装配的安装单元简单地被安装。夹紧元件尤其能够构型为螺旋弹簧、优选为压缩弹簧，或者构型为碟形弹簧，从而能够实现简单的构造。

优选，夹紧元件将夹紧轮压到行星轮上或从行星轮压离。如果夹紧元件将夹紧轮压到行星轮上，则能够通过夹紧元件在夹紧轮和行星轮之间施加足够的法向力，以便通过在圆周方向上起作用的摩擦力使夹紧轮相对于行星轮扭转，以补偿齿间隙。如果夹紧元件将夹紧轮从行星轮压离，则能够通过夹紧元件将夹紧轮和行星轮压到尤其斜齿的太阳轮和/或斜齿的空心轮的齿中间空隙的彼此对置的齿侧面上，以补偿齿间隙。

特别优选，行星轮和/或夹紧轮具有至少一个尤其基本在圆周方向上定向的接收开口，用于接收夹紧元件，其中，尤其设置有多个、优选至少三个在圆周方向上基本均匀分布的接收开口。通过所述至少一个接收开口，夹紧元件能够设置到被夹紧轮和/或行星轮占据的安装空间中，而不显著提高行星单元需要的安装空间。尤其是，夹紧元件能够构型为具有相应大的弹簧行程的螺旋弹簧，因为夹紧元件能够弹入到接收开口的容积中。此外，即使在夹紧轮和/或行星轮的直径尺寸相对小的情况下也能够通过夹紧元件施加足够的夹紧力，以补偿齿间隙并且在负载的情况下也保持该补偿后的齿间隙。通过在圆周方向上均匀分布的多个接收开口，能够使由多个夹紧元件提供的弹簧力在圆周方向上均匀，从而能够避免夹紧轮和/或行星轮的歪斜。

尤其是，行星轮和/或夹紧轮是斜齿的。由于斜齿啮合，能够得到相互啮合的齿的更好的重叠，这导致更小的噪声发射。行星单元和太阳轮和/或空心轮之间的齿间隙能够通过夹紧轮相对于行星轮的简单轴向移位进行。夹紧轮和行星轮能够抵压到尤其斜齿的太阳轮的和/或斜齿的空心轮的齿中间空隙的彼此对置的齿侧面上，以补偿齿间隙。为了补偿齿间隙，夹紧轮相对于行星轮的扭转不是必需的。

优选，夹紧轮与行星轮基本上无相对转动地、尤其借助于至少一个基本在轴向上延伸的安全销连接，其中，夹紧轮能够基本在轴向方向上相对于行星轮运动。通过安全销能够避免夹紧轮相对于行星轮扭转。这使得能够在结构上简单地实现夹紧轮相对于行星轮在轴向方向上的相对运动。安全销能够通过间隙配合被对应的开口、尤其通孔接收。

本发明还涉及一种起动器传动装置，具有能够如上面描述地构造和改进的可换档行星齿轮传动装置，其中，该行星齿轮传动装置具有尤其与空心轮连接的制动盘，用于通过制动盘的制动改变行星齿轮传动装置的传动比，其中，尤其设置有优选构型为盘式制动器的空心轮制动器，用于制动行星齿轮传动装置的空心轮。借助于行星齿轮传动装置的行星单元的夹紧轮，能够事后消除行星轮与太阳轮和/或空心轮之间的齿间隙，从而能够避免由于由驱动马达导入的转矩的旋转不均匀性而引起的传动装置响声，并且能够实现用于驱动机动车辅助机组、具有小的噪声发射的皮带盘组件的起动器传动装置。通过优选与行星齿轮传动装置的空心轮连接的制动盘的制动，能够改变起动器传动装置的传动比，以便能够为了起动机动车的与起动器传动装置连接的内燃机而将通过电起动器导入到起动器传动装置中的起动转矩以适合于起动的传动比传递到内燃机上。在起动内燃机之后，能够结束制动盘的制动，以便设置与起动运行相比更适合于机动车的正常运行的传动比。

本发明还涉及一种用于驱动机动车辅助机组的皮带盘组件，具有一用于驱动与机动车辅助机组连接的牵拉器件的皮带盘、一尤其通过自由轮与皮带盘连接的起动器传动装置，该起动器传动装置用于将由起动器提供的起动转矩传递到机动车马达的驱动轴、尤其曲轴上，其中，起动器传动装置具有可换档行星齿轮传动装置，用于（尤其借助于用于制动空心轮的空心轮制动器）改变皮带盘和驱动轴之间的传动比，其中，所述可换档行星齿轮传动装置能够如上面描述地构造和改进。借助于行星齿轮传动装置的行星单元的夹紧轮，能够事后消除行星轮与太阳轮和/或空心轮之间的齿间隙，从而能够避免由于由驱动马达导入的起动器转矩的旋转不均匀性而引起的传动装置响声，并且能够实现具有小的噪声发射的皮带盘组件。尤其可能的是，省去驱动轴和起动器传动装置之间的扭转振动减振器，并且，例如由机动车马达的马达燃烧引起的旋转振动可借助于可换档行星齿轮传动装置的行星单元被减振和/或在没有显著的传动装置响声的情况下被继续传递。优选，机动车马达的驱动轴必要时通过自由轮直接与起动器传动装置、尤其与可换档行星齿轮传动装置的太阳轮连接。

下面借助优选实施例参考附图示例性解释本发明，其中，下面示出的特征既能够分别单独地、也可以组合地表示本发明的一个方面。附图示出：

图1：装入的可换档行星齿轮传动装置在第一实施方式中的示意性剖视图，

图2：斜齿啮合的可换档行星齿轮传动装置的力情况的示意性原理图，

图3：用于第二实施方式中的可换档行星齿轮传动装置的行星单元的示意性分解图，

图4：具有图3中的行星单元的、装入的可换档行星齿轮传动装置的示意性剖视图，

图5：图3中的行星单元的示意性剖视图，

图6：用于第三实施方式中的可换档行星齿轮传动装置的行星单元的示意性分解图，

图7：图6中的行星单元的示意性剖视图和

图8：图6中的行星单元的示意性俯视图。

在图1示出的皮带盘组件10中，机动车的内燃机的驱动轴12通过自由轮14与起动器传动装置20的可换档行星齿轮传动装置18的太阳轮16连接。太阳轮16为了自由轮14的空转运行通过轴承22支撑在驱动轴12上。行星齿轮传动装置18具有空心轮24，制动盘26能够与该空心轮连接，以便能够通过空心轮24的制动改变可换档行星齿轮传动装置20的传动比。太阳轮16和空心轮24通过行星单元28相互耦合。行星单元28通过行星轴承30以行星架34的轴承销轴32支承。

在图1中示出的行星单元28具有行星轮36，该行星轮不仅与太阳轮16而且与空心轮24啮合。此外，设置有第一夹紧轮38和第二夹紧轮40，其中，第一夹紧轮38仅与太阳轮16并且不与空心轮24啮合，而第二夹紧轮40仅与空心轮24并且不与太阳轮16啮合。在示出的实施例中，第一夹紧轮38和第二夹紧轮40基本上具有与行星轮36相同的直径。因此，第一夹紧轮38不与空心轮24并且第二夹紧轮40不与太阳轮16啮合，太阳轮16和空心轮24的齿部在轴向方向上这样相互错开，使得第一夹紧轮38在轴向上在空心轮24的齿部的侧面经过并且第二夹紧轮40在轴向上在太阳轮16的齿部的侧面经过。

第一夹紧轮38和第二夹紧轮40分别具有比行星轮的齿数少1的齿数。借助于构型为碟形弹簧的第一夹紧元件42，第一夹紧轮38这样压向行星轮36，使得在第一夹紧轮38和行星轮36之间产生一在圆周方向起作用的摩擦力。相应地，借助于构型为碟形弹簧的第二夹紧元件44，第二夹紧轮40这样压向行星轮36，使得在第二夹紧轮40和行星轮36之间产生一在圆周方向起作用的摩擦力。由于夹紧轮38、40的由夹紧元件42、44施加的轴向预载荷，在所述至少一个行星轮36旋转时，通过作用的摩擦以及夹紧轮38、40和行星轮36之间的不同齿数，在对应的夹紧轮38、40和行星轮36之间引起相对运动，通过该相对运动能够消除存在的齿间隙。行星轮36能够贴靠在太阳轮16的或空心轮24的齿侧面上，而配属的夹紧轮38、40能够贴靠在对置的齿侧面上，由此，齿间隙被补偿。第一夹紧轮38、第二夹紧轮40、行星轮36以及太阳轮16和空心轮24能够分别直齿啮合地构型。

如果第一夹紧轮38、第二夹紧轮40、行星轮36以及太阳轮16和空心轮24分别斜齿啮合地构型，则能够产生图2中示出的力情况。基于由夹紧元件42、44施加的轴向力F_ax，夹紧轮38、40能够在轴向方向上被压得远离行星轮36，直到行星轮36贴靠在太阳轮16的或空心轮36的第一齿侧面46上而夹紧轮38、40贴靠在与第一齿侧面46对置的第二齿侧面48上。由于斜齿啮合，产生一作用到对应的齿侧面46、48上的法向力F_N，该法向力由于消除了齿间隙而阻止或至少降低共同作用的齿部之间的响声。如在图3中所示，夹紧轮38、40借助于轴向延伸的安全销50防止相对于行星轮36相对旋转。在示出的实施例中，夹紧元件42、44由一单个的螺旋弹簧构成，该螺旋弹簧在径向内部由与行星轮36连接的轮毂52导向并且能够至少部分地被接收在构造在行星轮36中的环形接收开口54中。也可以是，轮毂52与夹紧轮38、40连接和/或接收开口54由夹紧轮38、40构成。由此，对于皮带盘组件10得到在图4和图5中示出的节省安装空间的紧凑结构。皮带盘组件10具有皮带盘56，该皮带盘能够与行星架34或与可换档行星齿轮传动装置18的太阳轮16连接。借助于皮带盘56，能够通过牵拉器件驱动机动车的辅助机组。尤其可以通过牵拉器件连接一电起动器，该起动器能够通过皮带盘将起动转矩导入起动器传动装置20中，以便通过驱动轴12起动机动车马达。为此，与行星齿轮传动装置18连接的制动盘26能够借助于盘式制动器制动，以便止动空心轮24并且适配行星齿轮传动装置18的传动比，该行星齿轮传动装置用于借助通过驱动轴12导入机动车马达中的转矩来起动机动车马达。

在行星单元28的在图5、图6和图7中示出的实施方式中，与在图3和图4中示出的行星单元28相比，单个的压缩弹簧由多个均匀分布在圆周上的、构成夹紧元件42、44的压缩弹簧取代。行星轮36的轮毂52还具有圆周型廓58，该圆周型廓能够形状锁合地插入到夹紧轮38、40的相对应的内型廓60中，以便在没有专门的安全销50的情况下也能够阻止夹紧轮38、40相对于行星轮36相对旋转。也可以是，轮毂52与夹紧轮38、40连接，从而尤其圆周型廓58能够由夹紧轮38、40构成并且内型廓60能够由行星轮36构成。此外，附加地或替代地，接收开口54能够由夹紧轮38、40构成。

附图标记列表

10   皮带盘组件

12   驱动轴

14   自由轮

16   太阳轮

18   行星齿轮传动装置

20   起动器传动装置

22   轴承

24   空心轮

26   制动盘

28   行星单元

30   行星轴承

32   轴承销轴

34   行星架

36   行星轮

38   第一夹紧轮

40   第二夹紧轮

42   第一夹紧元件

44   第二夹紧元件

46   第一齿侧面

48   第二齿侧面

50   安全销

52   轮毂

54   接收开口

56   皮带盘

58   圆周型廓

60   内型廓

Claims (10)

1.可换档的行星齿轮传动装置，尤其用于机动车的皮带盘组件（10）的起动器传动装置（20），具有：

能够与用于驱动机动车辅助机组的皮带盘（56）耦合的太阳轮（16），

能够尤其借助于空心轮制动器制动的空心轮（24），

至少一个将所述太阳轮（16）与所述空心轮（24）耦合的行星单元（28）

和

承载所述至少一个行星单元（28）的行星架（34），

其中，所述行星单元（28）具有与所述太阳轮（16）和所述空心轮（24）啮合的行星轮（36）以及能够相对于所述行星轮（36）运动、与所述太阳轮（16）和/或所述空心轮（24）啮合的夹紧轮（38，40），所述夹紧轮用于补偿所述行星轮（36）与所述太阳轮（16）和/或所述空心轮（24）之间的齿间隙。

2.根据权利要求1所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧轮（38，40）具有与所述行星轮（36）不同的齿数，其中，所述夹紧轮（38，40）或者与所述太阳轮（16）或者与所述空心轮（24）啮合。

3.根据权利要求1或2所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧轮（38，40）直接地或间接地通过摩擦力与所述行星轮（36）形成传递力的耦合。

4.根据权利要求1至3之一所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧轮（38，40）借助于夹紧元件（42，44），尤其压缩弹簧或碟形弹簧，相对于所述行星轮（36）预夹紧。

5.根据权利要求4所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧元件（42，44）向所述夹紧轮（38，40）上施加一基本在所述行星轮（36）的轴向方向上定向的弹簧力。

6.根据权利要求4或5所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧元件（42，44）将所述夹紧轮（38，40）压到所述行星轮（36）上或从所述行星轮（36）压离。

7.根据权利要求4至6之一所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述行星轮（36）和/或所述夹紧轮（38，40）具有至少一个尤其基本在轴向方向上定向的接收开口（54），用于接收所述夹紧元件（42，44），其中，尤其设置有多个、优选至少三个在圆周方向上基本均匀分布的接收开口（54）。

8.根据权利要求1至7之一所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述行星轮（36）和/或所述夹紧轮（38，40）是斜齿的。

9.根据权利要求8所述的可换档的行星齿轮传动装置，其特征在于，所述夹紧轮（38，40）与所述行星轮（36）基本无相对转动地、尤其借助于至少一个基本在轴向上延伸的安全销（50）连接，其中，所述行星轮（36）能够基本在轴向方向上相对于所述行星轮（36）运动。

10.用于驱动机动车辅助机组的皮带盘组件，具有用于驱动与所述机动车辅助机组连接的牵拉器件的皮带盘（56）、尤其通过自由轮（14）与所述皮带盘（56）连接的起动器传动装置（20），所述起动器传动装置用于将由起动器提供的起动转矩传递到机动车马达的驱动轴（12）、尤其曲轴上，其中，所述起动器传动装置（20）具有根据权利要求1至9之一所述的可换档的行星齿轮传动装置（18），用于尤其借助于用于制动所述空心轮（24）的空心轮制动器改变所述皮带盘（56）和所述驱动轴（12）之间的传动比。

Images