CN104204608A - 传动装置，电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机（8）的传动装置（1）、特别是蜗轮传动装置（2），该传动装置具有：可转动地支承在壳体（11）中的驱动轴（7），在该驱动轴上固定地布置有斜齿啮合的驱动小齿轮（4）、特别是蜗杆（3）；和至少一个弹簧元件（20），用于吸收多余能量。提出了，所述弹簧元件支承在所述壳体（11）上并且轴向预紧所述驱动轴（7）。本发明还涉及一种电机。

Description

传动装置,电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机的传动装置、特别是蜗轮传动装置，该传动装置具有：可转动地支承在壳体中的驱动轴，在该驱动轴上固定地布置有斜齿啮合的驱动小齿轮；和至少一个弹簧元件，用于吸收多余能量。

本发明还涉及一种具有如上所述的传动装置的电机。

背景技术

在具有驱动机组之间的大的变速比的驱动装置中，特别是在电机和从动装置中，通常存在的问题是，在驱动机组中存储有大的旋转能量，当被驱动的系统是刚性的并且向机械挡块移动以及因此断续地停止其运动时，该旋转能量可能会损坏被驱动的或者进行驱动的系统。为了在断续停止时吸收可能会导致系统损坏的多余能量，已知了，设置至少一个弹簧元件，该弹簧元件通过其弹性形变吸收多余能量并且由此对系统或传动装置的突然停止进行缓冲。相应的传动装置例如由公开文献DE 101 17 811 A1已知。

特别是斜齿啮合的驱动小齿轮用于，当断续停止时将高的轴向力施加到驱动轴上，这可能导致传动装置或驱动轴的轴承结构的损坏。特别是在蜗轮传动装置中（其中，作为蜗杆的驱动小齿轮与作为从动小齿轮的蜗轮啮合并且由此实现高的减速比），在驱动轴上实现高转速。如果现在断续停止蜗轮，例如由于从动侧的系统向机械挡块移动，则在驱动轴中存储了高的旋转能量。

发明内容

根据本发明的具有权利要求1的特征的传动装置的优点是，多余能量首先被转换为轴向起作用的部分并且随后被弹簧元件轴向吸收。通过根据本发明的传动装置实现了驱动轴和从动轴的旋转运动的快速停止。为此设计成，弹簧元件支承在壳体上并且轴向预紧驱动轴。通过驱动小齿轮的斜齿啮合，当传动装置断续停止时使得旋转能量转换为轴向作用于驱动轴的力，该力被轴向预紧驱动轴的弹簧元件吸收。

根据本发明的一个有利的改进方案设计成，驱动轴配设有至少一个浮动轴承，该浮动轴承具有滚动体轴承，该滚动体轴承具有固定在驱动轴上的内环和支承在壳体中的、轴向带有间隙的外环，其中，弹簧元件轴向在外环和壳体之间预紧。弹簧元件一次一方面支承在壳体中，如已经描述地，而另一方面支承在浮动轴承的外环上。外环的带有间隙的轴承结构因此能实现外环相关于壳体克服弹簧元件的弹簧力的移动路程。弹簧力因此从壳体通过弹簧元件和滚动体轴承传导或引导到驱动轴上，因此其轴向通过弹簧元件间接被预紧或加载弹簧力。当断续停止时，驱动轴通过被固定的内环将滚动体和外环压向弹簧元件，由此其被继续压紧并且缓冲地吸收多余能量。

优选地，在驱动轴上这样布置有至少一个第一制动盘和在壳体上这样布置有第二制动盘，从而当驱动轴克服弹簧元件的弹簧力越过一可预设的路程移动时，使制动盘相互有效接触。制动盘由此限定了滚动体轴承的外环的最大移动路程。一旦达到由此限定的移动路程，则制动盘被相互挤压，由此基于产生的摩擦作用使得可能还存在的驱动轴旋转运动被制动。在此还保留的多余能量因此被基于摩擦转换为热能并且在短时间内停止驱动轴旋转运动。

优选地，弹簧元件设计成盘形弹簧。也可能设有多个盘形弹簧用于调整弹簧力。

根据一个可替换的实施方式设计成，弹簧元件设计成螺旋弹簧。在此特别通过线圈的数量和形成螺旋弹簧的金属丝的直径调节起作用的弹簧力。当然也可以考虑，设置多个螺旋弹簧。优选地相对于驱动轴同轴地布置螺旋弹簧或盘形弹簧。

特别优选地，弹簧元件的弹簧力这样大地选择，从而在正常工作时防止驱动轴或外环浮动轴承移动，并因此确保了浮动轴承的明确定位。只有当通过传动装置的断续停止使得异常高的力作用于驱动轴上时，弹簧元件才允许前述的位移。由此在正常运行中确保传动装置的常规运行。

根据本发明的一个有利的改进方案设计成，在壳体上设有至少一个、特别是环形的保持元件，该保持元件轴向支承第二制动盘或者形成第二制动盘。在第一种情况下，保持元件用于轴向固定制动盘，从而当第一制动盘由于相应高的、施加到驱动轴上的轴向力被压向第二制动盘时，该制动盘不会被轴向移开/移动。在第二种情况下，保持元件特别设计成用于壳体上弹簧元件的支承元件，从而通过保持元件将弹簧元件支承在壳体上。原则上也可以以这种方式使得第二制动盘由保持元件支承。然而优选在这种情况下保持元件同时设计成制动盘，从而减少组件数量，并且减少安装时间和制造成本。

特别优选地，制动盘具有彼此互补的锥形形状。相互摩擦接触的面在此由制动盘的各个锥形部段形成。由此例如可以在较小的径向空间上提供较大的摩擦面。

根据本发明的一个有利的改进方案设计成，弹簧元件在滚动体轴承的外环和第二制动盘之间预紧地保持。这特别是这样的情况，如已经所述地，第二制动盘由保持元件形成。然而也可以考虑，制动盘由一单独的保持元件支承。

第一制动盘优选地固定在滚动体轴承的内环和驱动轴上的轴向挡块之间，该轴向挡块例如由止挡凸肩形成。

根据本发明的具有权利要求10的特征的电机的优点是，当发生断续停止时，特别在传动装置的从动侧上，电机和传动装置都不会由于多余能量被损坏。为此，电机具有传动装置，如上面所述地，其中特别地，电机的转子轴形成传动装置的驱动轴。

附图说明

下面应根据附图详细说明本发明。图中示出：

图1以截面图示出有利的传动装置的第一实施例，和

图2以截面图示出传动装置的另一实施例。

具体实施方式

图1以简化的截面图示出传动装置1，该传动装置设计成蜗轮传动装置2并且因此具有作为驱动小齿轮4的蜗杆3。蜗杆3与两个相对设置的蜗轮5和6啮合。蜗杆3布置在驱动轴7上，该驱动轴形成在此未明示的电机8的转子轴。为此在驱动轴7上布置有转子9，该转子与位置固定的定子10共同作用。定子10在此位置固定地保持在电机8的壳体11中，该壳体也承载驱动轴7和必要时承载蜗轮5和6。为了支承驱动轴7还设有浮动轴承12，该浮动轴承在驱动轴7上布置在蜗杆3和转子9之间。浮动轴承12具有滚动体轴承13，其内环14被压到轴7上直至驱动轴7的止挡凸肩15，其中，为了实现轴向固定，额外在与止挡凸肩15相对设置的侧面上设置有固定环16或卡紧环。滚动体轴承13的外环17轴向带有间隙地布置在壳体11中。在面向蜗杆13的侧面上，外环17的轴向移动路程通过壳体11的凸肩18限定。在相对设置的侧面上，在壳体11上与外环17轴向间隔开地布置有保持元件19。保持元件19适宜地设计成环形并且与驱动轴7同轴地布置。理论上，滚动体轴承13的外环17可以一直移动到保持元件19。

在外环17和保持元件19之间然而还布置有弹簧元件20以及制动盘21，其中，制动盘21轴向抵靠在保持元件19上，并且弹簧元件20预紧地保持在外环17和制动盘21之间，因此弹簧元件将外环17压向凸肩18。在此，弹簧元件20通过制动盘21和保持元件19支承在壳体11上。

此外，在内环14和驱动轴7的止挡凸肩15之间这样布置另一制动盘22，即该制动盘不能相对转动地与内环14或与驱动轴7相连。

在当前实施例中，两个制动盘21和22设计成圆形的。在此，第一制动盘22的外径选择为大于第二制动盘21的内径，从而它们在轴向俯视图中看局部重叠。在这种情况下设计成盘形弹簧23的弹簧元件20的弹簧力在此这样选择大小，使得在传动装置1或电机8的正常运行中确保驱动轴7的可靠支承并防止浮动轴承12移动或不能实现这种移动。弹簧元件20的尺寸设计成使得不能在正常运行中出现驱动轴17的移动。然而如果在从动侧通过由蜗轮5和6驱动的系统使得挡块机械地移动过来—该挡块引起传动装置1突然停止，那么蜗杆3的斜齿啮合部这样产生效果，即通过还存在于传动装置1的驱动侧部分中的旋转能量产生轴向力，该轴向力引起驱动轴7轴向移动。如果假定发生了这种紧急情况，则在当前实施例中使得驱动轴7沿保持元件19的方向与滚动体轴承17移动，如通过箭头24表明地那样。

力流在此从蜗杆3延伸到驱动轴7，从那里通过固定环16延伸到滚动体轴承13的内环14以及随后通过滚动体轴承13的滚动体延伸到其外环17。由此使得外环17沿箭头24的方向挤压。如果轴向力足够大，则弹簧元件20或盘形弹簧23被继续张紧直到制动盘22与制动盘21有效接触。从该时间点起，额外施加一摩擦力矩，该摩擦力矩进一步减少驱动轴7的旋转能量。已经在驱动轴7克服弹簧元件20的弹簧力发生轴向位移的情况下减少能量或者该能量由弹簧元件20吸收。

如果浮动轴承12的最大可能的移动路程a被克服，则驱动轴7的运动还通过摩擦被制动。驱动轴7停止，其中它的能量基本上在制动中消散。随后，一旦所存储的弹簧力超过轴向力，弹簧元件20的弹簧力又这样产生效果，使得浮动轴承12或外环7返回移动到其正常位置。

一个很大的优点是，旋转能量通过制动盘22，21朝向停止的壳体11传递。使得制动盘21，22相对彼此移动的力随着驱动轴7继续从其正常位置向外运动的每种程度而增大。由此避免了传动装置1的多个部分对于电机8、特别是对于可能过载的预设的固定轴承的剧烈负载。通过足够大地选择的弹簧力此外不会在正常运行中损坏电机8的刚性，这是因为它使得预紧的弹簧元件20在常见的运行力的情况下将浮动轴承12可靠地保持在其位置上。这样形成的紧急制动仅在输出侧例如违反规定地硬地移动一末端挡块时才起作用。对于这种情况：在正常运行中没有发生移动末端挡块，这种系统也可以设计具有尺寸较小的弹簧元件20，也就是说仅用于紧急情况。

当然也可以或多或少的蜗轮与蜗杆3啮合。也可以考虑，替代蜗轮传动装置设置一个具有两个斜齿啮合的齿轮的简单斜齿啮合的传动装置。在此也可能当在从动侧停止时由于斜齿啮合将轴向力施加到驱动轴上。保持元件19例如设计成螺母并且在各种情况下都将制动盘防扭转地保持在壳体11上。保持元件适宜地这样确定大小，即它以高刚性还允许制动盘22的一定路程，而不会损坏或损毁。

图2示出具有传动装置1的电机的另一实施例，其中由图1已知的元件具有相同的附图标记并且因此可以参考上面的描述。

和前面实施例相区别地设计成，保持元件19形成制动盘22。因此取消了额外的部件。弹簧元件20在这种情况下还设计成螺旋弹簧26并且直接在外环17和保持元件19之间张紧地或预紧地保持。

此外设计成，制动盘21和22在—轴向看—重叠的区域中具有分别彼此互补的锥形形状。在此，制动盘21，22的锥形区域彼此接合，使得当驱动轴7相应较远地轴向移动时，制动盘22的锥形部段24的内侧在制动盘21的锥形部段25的内侧上发生摩擦。

当然也可以在此可替换地原理性地将制动盘21，22设计成与第一实施例中相同。

Claims (10)

1. 一种用于电机（8）的传动装置（1）、特别是蜗轮传动装置（2），所述传动装置具有：能转动地支承在壳体（11）中的驱动轴（7），在所述驱动轴上固定地布置有斜齿啮合的驱动小齿轮（4）、特别是蜗杆（3）；和至少一个弹簧元件（20），用于吸收多余能量，其特征在于，所述弹簧元件支承在所述壳体（11）上并且轴向预紧所述驱动轴（7）。

2. 根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述驱动轴（7）配设有至少一个浮动轴承（12），所述浮动轴承具有滚动体轴承（13），所述滚动体轴承具有一固定在所述驱动轴（7）上的内环（14）和一支承在所述壳体（11）中的、轴向地带有间隙的外环（17），其中，所述弹簧元件（20）轴向地在所述外环（17）和壳体（11）之间预紧。

3. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，在所述驱动轴（7）上这样布置有至少一个第一制动盘（22）并且在壳体上这样布置有第二制动盘（22），使得当所述驱动轴（7）克服所述弹簧元件（20）的弹簧力越过一能预设的路程移动时，使所述制动盘（21、22）相互有效接触。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述弹簧元件（20）设计成盘形弹簧（23）。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述弹簧元件（20）设计成螺旋弹簧（26）。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述弹簧元件（20）的弹簧力这样大地选择，从而在正常工作时防止所述驱动轴（7）移动。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，在所述壳体（11）上设有至少一个、特别是环形的保持元件（19），所述保持元件轴向地支承第二制动盘（21）或者形成所述第二制动盘（21）。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述制动盘（21、22）具有彼此互补的锥形形状。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述弹簧元件（20）在所述外环（17）和第二制动盘（21）之间预紧地保持。

10. 一种特别是用于机动车的电机（8），具有传动装置（1）、特别是蜗轮传动装置（2），所述传动装置具有：能转动地支承在壳体（11）中的驱动轴（7），在所述驱动轴上固定地布置有斜齿啮合的驱动小齿轮（4）；和至少一个弹簧元件（20），用于吸收多余能量，其特征在于根据前述权利要求中任一项或多项所述的传动装置（1）的设计方案。