CN104100690A - 具有过载保护的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种驱动装置(10)，包括：具有纵轴线(L)的驱动装置外壳(12)；至少一个在该驱动装置外壳(12)内容纳的、具有传动器外壳(21)的传动器组件(20)，传动器外壳在驱动装置外壳(12)内围绕所述驱动装置外壳(12)的纵轴线(L)可旋转地容纳；在驱动装置外壳(12)内容纳的啮合元件(30)，它与驱动装置外壳就围绕其纵轴线(L)的旋转而言不能相对转动地连接，该啮合元件包括与纵轴线(L)基本正交地延伸的端面(32)，该端面与传动器组件(20)或者多个传动器组件之一的相配的对应端面(22)以摩擦锁合方式和希望的话另外以形状锁合方式啮合；和在驱动装置外壳(12)内容纳的弹簧(40)，该弹簧将所述端面(32)和所述对应端面(22)相对彼此预紧。

Description

具有过载保护的驱动装置
技术领域
本发明涉及一种构造有过载保护的驱动装置。这种驱动装置例如在汽车内作为后行李舱盖驱动器使用，更确切说，既在作为主轴驱动器的结构中也在作为直接驱动器的结构设计中使用。
背景技术
具有过载保护的驱动装置例如从DE10 2009 011 184A1中知晓。在该已知驱动装置的驱动装置外壳内容纳有一个马达组件和一个在其从动侧设置于下游的传动器组件。在传动器组件的输出元件和驱动装置的输出轴之间，在驱动装置外壳内另外设置有一个过载保护设备。所述已知的驱动装置具有总体上相当复杂的结构。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种构造有过载保护的驱动装置，它具有能够较为简单地、从而能够以较低成本制造的结构。
该任务根据本发明通过这样一种驱动装置解决，它包括：一个具有纵轴线的驱动装置外壳；至少一个在该驱动装置外壳内容纳的、具有一个传动器外壳的传动器组件，所述传动器外壳在驱动装置外壳内围绕所述驱动装置外壳的纵轴线可旋转地容纳；一个在驱动装置外壳内容纳的啮合元件，所述啮合元件与所述驱动装置外壳就围绕其纵轴线的旋转而言不能相对转动(drehfest)地连接，该啮合元件包括一个与所述纵轴线基本正交地延伸的端面；其中，所述啮合元件的该端面与传动器组件或者多个传动器组件之一的一个相配的对应端面以摩擦锁合方式接合和希望的话另外以形状锁合方式啮合；和一个在驱动装置外壳内容纳的弹簧，该弹簧将所述端面和所述对应端面相对彼此预紧。
若比较本发明的驱动装置与已知的驱动装置，则可以确定：在本发明的驱动装置中最多需要两个部件用以提供过载保护，亦即具有所述端面的啮合元件和将所述端面和对应端面彼此预紧的弹簧。与此相对，在已知的驱动装置中则是提出一种由许多个部件构造而成的过载保护结构组件。极大地减少部件数目这一点特别是通过下述方式而成为可能：具有所述端面的啮合元件与驱动装置外壳就围绕后者的纵轴线的旋转而言不能相对转动地连接，并且传动器组件的传动器外壳在驱动装置外壳内围绕所述驱动装置外壳的纵轴线可旋转地容纳。由此，传动器外壳在触发过载保护后，也就是说在所述端面和对应端面解除啮合分开后，能够在驱动装置外壳中自由地围绕其纵轴线旋转，结果便是：传动器组件不再能够执行它的传动功能。在已知驱动装置的情况下，对于类似的解脱耦合则需要两个分开的部件，它们另外包含在与传动器组件分开构造的过载保护组件中。正是把传动器组件、更确切说把传动器外壳纳入到过载保护功能之中，才实现了本发明提出的对驱动装置的简化和低成本制造。
对于第一实施方式，其中，弹簧作用于一个分开的啮合元件上，此时为提供过载保护而设置两个附加的部件，建议：所述弹簧一端支撑在驱动装置外壳上或者一个与该驱动装置外壳共同运行(betriebsfest)地连接的零件上、另一端支撑在啮合元件上。
为进一步减少为提供过载保护功能所需要的附加部件的数目，根据第二实施方式可以规定：所述弹簧一端支撑在驱动装置外壳上或者一个与该驱动装置外壳共同运行地连接的零件上、另一端支撑在传动器外壳上。因为所述驱动装置外壳或者所述与该驱动装置外壳共同运行地连接的零件承担了啮合元件的功能，所以在这种实施方式中可以省却分开的啮合元件，而使得弹簧就是为了提供过载保护功能必须要设置的唯一的附加部件。
根据第二实施方式的第一变体方案可以规定：传动器外壳相对于传动器组件的其余部件的至少一个零件沿纵轴线的方向能够位移。由此，通过使传动器外壳相对于驱动装置外壳旋转，便能够取消传动功能。例如可以规定：齿圈和所属的行星齿轮一起能够相对于驱动装置外壳沿纵轴线的方向位移。在这种情况下，在过载时在行星齿轮和行星齿轮轴之间出现移动。
然而根据第二实施方式的第二变体方案还可以规定：传动器组件作为一个单元相对于驱动装置外壳沿纵轴线的方向能够位移。因此，在该第二变体方案的情况下，在马达组件的输出元件和传动器组件的输入元件之间以及在传动器组件的输出元件和驱动装置的从动轴之间也发生相对位移。
根据第二实施方式的第三变体方案最后还可以想到：传动器组件的一个与传动器外壳不同的部件能够相对于该传动器组件的其余部件的至少一个零件沿纵轴线的方向位移。
如果驱动装置具有多个传动器组件，则有利的是：所述对应端面构造在那个与驱动装置的从动轴最为靠近的传动器组件上，更确切地说是在其与驱动装置的从动轴最为靠近的侧面。在这种情况下，驱动装置的设计转矩就等于过载保护的触发转矩。虽然这一点要以相应很强地设计的弹簧为条件，但该情况并不算是结构设计上的缺点，因为对于很强设计的弹簧通常也存在足够的结构空间。如若将对应端面设置在一个进一步远离于驱动装置从动轴的位置，则一方面必须要考虑在该从动轴和该对应端面之间所设的传动器组件或者传动级的减速比，另一方面必须要考虑它们的效率。在考虑这两个因素的情况下，一方面虽然能够较软地设计弹簧。但是另一方面由此提高了驱动装置的设计转矩的容差宽度，因为弹簧的容差宽度通过这两个因素被放大。
如果多个在马达组件和驱动装置从动轴之间设置的传动级的结构设计需要在多个传动器组件内细分这些传动级，例如因为最为靠近从动轴之传动级的传动器外壳必须用一种比其他的一个或者多个传动器组件的传动器外壳(该传动器外壳例如可以用塑料制造)更加结实稳固的材料(例如金属)制造，那么在制造成本方面有利的是：所述对应端面设置在所述多个传动器组件的两个之间。
此外可以规定：在驱动装置具有多个传动器组件的情况下，弹簧是设置在其中两个传动器组件之间。然而原则上还可以想到：所述弹簧是设置在马达组件和最为靠近马达组件的传动器组件之间。
在所有的实施方式和实施变体方案中，原则上都可以想到：过载保护功能单单通过端面和对应端面的摩擦锁合来提供。然而为了更容易获得所希望的触发转矩值，优选的是：在摩擦锁合上还增加形状锁合。这一点例如可以通过如下方式提供：端面和对应端面构造有凸起和凹陷，这些凸起和凹陷具有彼此配合作用的斜面。
在这种情况下这些凸起和凹陷例如可以以端齿部的形式构造。在驱动装置正常运行时弹簧的预紧力这样大，即，使得由传动器组件输出的转矩基于凸起和凹陷的形状锁合而得以传输。在此，可传输的转矩取决于弹簧的预紧力的大小、斜面的角度和斜面表面的静摩擦系数。因此，除摩擦锁合的作用之外还存在着形状锁合的作用。如果弹簧的预紧力不再足以保持摩擦锁合或者摩擦/形状锁合，也就是说如果端面和对应端面之间的静摩擦通过在它们上作用的转矩被克服的话，则端面和对应端面便脱离啮合，并且过载保护被触发。
但是凸起也可以构造为滚动体的形式，这些滚动体例如受弹簧预紧地啮合到凹陷中。根据另一种可选方案，凸起和凹陷可以设置为彼此预紧的滚动体环或类似构件的形式。
本发明的提供过载保护的方式和方法并不局限于特定的传动器类型。原则上它们可以在任意一种传动器类型中实现。然而有利的是，其应用特别关联于行星(齿轮)传动装置或/和偏心(齿轮)传动装置或/和摆动(齿轮)传动装置或/和摆线(齿轮)传动装置或/和轴环传动装置。
此外，在偏心齿轮传动装置或/和摆动齿轮传动装置或/和摆线齿轮传动装置的情况下，可以装入多个传动齿轮，例如偏心齿轮或/和摆线齿轮或/和摆动齿轮，以便减小作用到与这些传动齿轮相啮合的驱动侧的偏心轴上的弯曲力。
还应该补充说明的是：所述弹簧可以以有利的方式作为螺旋压簧构造。尤其鉴于该弹簧在驱动装置中可供使用的狭窄的空间内安置，这一点是有利的。此外，力的传输可以通过弹簧在具有所述端面和所述对应端面的结构部件上的简单的支承来实现。还可以设想采用盘形弹簧、缓冲橡胶块弹簧或者类似的其他弹簧类型。
附图说明
下面根据关于实施例的附图详细说明本发明。附图中：
图1表示本发明的驱动装置的第一实施方式的一个部分剖开表示的透视图；
图2表示图1的驱动装置的一部分部件的透视图；
图3表示本发明的驱动装置的第二实施方式的一个剖开表示的透视图；
图4表示本发明的驱动装置的第三实施的剖视图；
图5表示本发明的驱动装置的第三实施方式的一个剖开表示的透视图；
图6表示图5的驱动装置的一部分部件的透视图。
具体实施方式
图1中总体用10表示本发明的驱动装置的第一实施方式。驱动装置10包括一个具有纵轴线L的驱动装置外壳12。在驱动装置外壳12内容纳着一个马达(电动机)组件50和一个在其从动侧设置于下游的传动器组件20。传动器组件20具有传动器外壳21，该传动器外壳21在驱动装置外壳12内围绕后者的纵轴线L可旋转地容纳。附图标记60和62表示传动器组件20的输入轴(驱动轴)或者输出轴(从动轴)。
在驱动装置外壳12内，另外在传动器组件20的输出侧还设置有一个啮合元件30和一个弹簧40。啮合元件30通过凸起13(参见图2)与驱动装置外壳12相连接，所述凸起13在驱动装置外壳12的(未图示的)轴向延伸的纵长槽内容纳并且被引导，就围绕驱动装置外壳12的纵轴线L的旋转而言不能相对转动，然而相对于该驱动装置外壳沿着纵轴线L的方向可以移动。
啮合元件30包括一个端面32，该端面32相对于驱动装置外壳12的纵轴线L基本正交地延伸。弹簧40以摩擦锁合方式或者形状锁合方式保持所述啮合元件30的端面32与传动器组件20的相配的对应端面22啮合。啮合元件30、弹簧40和配合作用的端面32及22一起提供过载保护。
在图1和2中表示的实施方式中，过载保护功能通过端面32和对应端面22的摩擦锁合并结合这两个面32和22之间的形状锁合而实现。一种(附加的)形状锁合连接的优点在于：能够减小所需要的弹簧预紧力(面预紧力)，由此能够减小摩擦系数的影响。
为实现形状锁合，端面32和对应端面22构造有凸起81和凹陷82，它们具有彼此配合作用的斜面。这些凸起81和凹陷82一起构成一种过载保护齿部80，更确切说在该具体的实施例中是以端齿部的形式。
在驱动装置10正常运行时所述弹簧40的预紧力这样大，即，使得端面32与相配的对应端面22保持摩擦锁合的啮合以及希望的话还有另外形状锁合的啮合。通过这种啮合，传动器外壳21相对于驱动装置外壳12不可转动地保持，使得传动器组件20能够执行其传动功能，这样便导致从动轴62旋转。
如果触发了过载保护被，则端面32和对应端面22脱离啮合，使得传动器外壳21或者传动器组件20整体能够围绕纵轴线L旋转。因此，传动器组件20就不再能够执行其传动功能。
在图1和2表示的实施方式中，弹簧40作用到啮合元件30上，其中，该弹簧一方面支撑在驱动装置外壳12上、另一方面支撑在啮合元件30上。过载保护通过这些部件的配合作用而实现。
图3表示本发明的驱动装置的第二实施方式，该驱动装置基本上相应于根据图1和2的驱动装置。因此，在图3中给类似的零件配备与图1和2相同的附图标记，然而增加了数100。因此根据图3的驱动装置110在下面仅就其与图1和2实施方式不同的地方进行说明，此外则应明确参照针对根据图1和2的实施方式进行的说明。
根据图3的驱动装置110和根据图1和2的驱动装置10之间的主要区别在于：驱动装置110以更少数目的用于提供过载保护功能所需要的部件实现。特别是为此仅需弹簧140作为附加的部件。这一点可以通过下述方式实现：传动器组件120的传动器外壳121为提供过载保护并不与某个分开的啮合元件配合作用，而是与驱动装置外壳112或者一个与其共同运行地连接的驱动器支持架164配合作用。
在图3的具体的实施例中，端面132构造在驱动器支持架164上，而对应端面构造在传动器外壳121上。此外，弹簧140以其一端支撑在驱动装置外壳112上或者在一个与其共同运行地连接的零件123上，而另一端支撑在传动器外壳121上。
图3的驱动装置110总共具有三个分别作为行星齿轮传动装置构造的传动级120-1、120-2和120-3。这里，传动级120-1和120-2一起构成了传动器组件120，而传动级120-3构成另一个传动器组件120’，它的传动器外壳121’与驱动器支持架164一体构造并且带有端齿部132。
如观察图3时很容易看到的那样，原则上也可以把三个传动级120-1、120-2和120-3总装合并成唯一一个传动器组件。而分成两个传动器组件120和120’这点在本例中是由结构设计所决定的，因为在设计传动器装置120时已经证明：对于前两个传动级120-1和120-2的传动器外壳，强度要求比对于第三个传动级120-3的传动器外壳更小。具体地说，传动器外壳121可以用塑料制造，而传动器外壳121’优选用金属制造。因此本来已经存在的对两个外壳的划分根据本发明得以充分利用，以便在分开位置同时还能构造端面132和对应端面122的过载保护齿部180。
根据上述内容，传动器外壳121在根据图3的实施例中具有两种功能。第一种功能是它用于容纳为实现传动功能所需要的结构部件，同时它在实现传动功能时用作功能元件，亦即用作行星齿轮传动装置的齿圈124。第二种功能是它用作可沿纵向L移动的用于提供过载保护功能的开关元件。
在一个未示出的实施变体方案中，传动器外壳121还可以与传动级120-1和120-2的行星齿轮125一起沿纵向L移动。在这种情况下，在行星齿轮125和它的轴之间发生位移。最后还可以想到：使整个传动器组件120能沿纵向L位移。
图4表示本发明的驱动装置的第三实施方式，其基本上相应于根据图3的驱动装置。因此，在图4中给类似的零件配备与图3相同的附图标记，然而增加了数100，也就是说相对于图1和2增加了数200。因此根据图4的驱动装置210在下文仅就其与图3的实施方式不同的地方进行说明，此外则应明确参照针对根据图3的实施方式进行的说明，包括参照针对根据图1和2的实施方式进行的说明。
根据图4的驱动装置210和根据图3的驱动装置110一样具有两个传动器组件220和220，，其中，传动器组件220又可以包含两个传动级，而传动器组件220’仅包括一个传动级。
然而根据图4之驱动装置210和根据图3之驱动装置110的不同在于下面几点：第一，弹簧240设置在两个传动器组件220和220’之间，第二，靠近于从动轴262的传动器组件220’构成了在权利要求意义上所说的传动器组件。第三，传动器组件220’是作为偏心传动器构造的。
根据上述内容，过载保护齿部280构造在带有对应端面222的传动器组件220’的齿圈290和带有端面232的驱动器支持架264之间。端面232和对应端面222之间的啮合通过弹簧240保证，该弹簧240以其背离齿圈290的端部支撑在与驱动装置外壳212共同运行地连接的传动器组件220上并且由一个容纳套筒242引导。在弹簧240和齿圈290之间另外还设有一个保护垫片244。在过载的情况下，齿圈290、希望的话连同偏心轮294一起沿纵向L移动。
还应该补充说明的是：在图4中所示的实施方式中设置了两个偏心轮294，它们在偏心轴92上错开180°布置。由此能够降低偏心轴92的弯曲应力。
在图5和6中表示了本发明的驱动装置的第四实施方式，其基本上相应于根据图1和2的驱动装置。因此，在图5和6中给类似的零件配备与图1和2相同的附图标记，然而增加了数300。因此根据图5和6的驱动装置310在下文仅就其与图1和2的实施方式不同的地方进行说明，此外则应明确参照针对根据图1和2的实施方式进行的说明。
根据图5和6之驱动装置310和根据图1和2之驱动装置10的不同首先在于：齿圈324作为传动器输出件362’使用。
传动器组件320是作为行星齿轮传动装置实现的，除齿圈225之外，还包括一些在行星齿轮架326上支承的行星齿轮325以及一个与马达组件350共同运行地连接的太阳齿轮327。在行星齿轮架326的各行星齿轮轴上设置有一滑环(Kulissenring)或者说一保护罩328。
过载保护弹簧340以其一端支撑在驱动装置外壳312上、以其另一端支撑在行星齿轮架326上。过载保护齿部380构造在一个与驱动装置外壳312共同运行地连接的、带有所述端面332的端板398和带有所述对应端面322的行星齿轮架之间。

Claims (11)

1.驱动装置(10；110；210；310)，包括：
一个具有纵轴线(L)的驱动装置外壳(12；112；212；312)；
至少一个在驱动装置外壳(12；112；212；312)内容纳的、具有一个传动器外壳(21；121；221’；321)的传动器组件(20；120；220’；320)，所述传动器外壳(21；121；221’；321)在驱动装置外壳(12；112；212；312)内围绕所述驱动装置外壳(12；112；212；312)的纵轴线(L)可旋转地容纳；
一个在驱动装置外壳(12；112；212；312)内容纳的啮合元件(30)，所述啮合元件与所述驱动装置外壳就围绕其纵轴线(L)的旋转而言不能相对转动地连接，该啮合元件(30)包括一个与所述纵轴线(L)基本正交地延伸的端面(32；132；232；332)，
其中，所述啮合元件(30)的端面(32；132；232；332)与传动器组件(20；120；220’；320)或者多个传动器组件之一的一个相配的对应端面(22；122；222；322)以摩擦锁合方式和希望的话另外以形状锁合方式啮合；和
一个在驱动装置外壳(12；112；212；312)内容纳的弹簧(40；140；240；340)，该弹簧将所述端面(32；132；232；332)和所述对应端面(22；122；222；322)相对彼此预紧。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述弹簧(40；340)一端支撑在所述驱动装置外壳(12；312)上或者一个与该驱动装置外壳共同运行地连接的零件上、另一端支撑在所述啮合元件(30；326)上。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述弹簧(140；240)一端支撑在所述驱动装置外壳(112；212)上或者一个与该驱动装置外壳共同运行地连接的零件(123)上、另一端支撑在所述传动器外壳(121；221)上。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述传动器外壳(121；221)相对于所述传动器组件(120；220)的其余部件的至少一个零件沿所述纵轴线(L)的方向能够位移。
5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述传动器组件(120)作为一个单元相对于所述驱动装置外壳(112)沿所述纵轴线(L)的方向能够位移。
6.根据权利要求1到5之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传动器组件(320)的一个与所述传动器外壳(324)不同的部件(326)相对于该传动器组件(320)的其余部件的至少一个零件沿所述纵轴线(L)的方向能够位移。
7.根据权利要求1到6之一所述的驱动装置，其特征在于，在所述驱动装置(110)具有多个传动器组件(120)的情况下，所述对应端面(122)构造在与该驱动装置(110)的从动轴(162)最为靠近的传动器组件(120-3)上，而且是在其与该驱动装置(110)的从动轴(162)最为靠近的侧面。
8.根据权利要求1到6之一所述的驱动装置，其特征在于，在所述驱动装置(10)具有多个传动器组件(20)的情况下，所述对应端面(22)是设置在所述多个传动器组件(20)的两个之间。
9.根据权利要求1到8之一所述的驱动装置，其特征在于，所述端面(32)和所述对应端面(22)构造有凸起(81)和凹陷(82)，这些凸起和凹陷具有彼此配合作用的斜面。
10.根据权利要求1到8之一所述的驱动装置，其特征在于，在所述驱动装置(110)具有多个传动器组件(120；120’)的情况下，所述弹簧(140)是设置在其中两个传动器组件(120；120’)之间。
11.根据权利要求1到10之一所述的驱动装置，其特征在于，所述传动器组件(20；120；120’；220；230)是行星齿轮传动装置或偏心齿轮传动装置或摆动齿轮传动装置或摆线齿轮传动装置或轴环传动装置。
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