CN107956624A - 用于电机的具有集成的滑动离合器的行星齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机、尤其是用于内燃机用的起动机的行星齿轮传动机构（20），所述行星齿轮传动机构用于将转矩从第一轴传递到第二轴上，所述行星齿轮传动机构具有一个拥有圆周的内齿轮（44），其中围绕着所述内齿轮（44）的圆周至少一条滑动带（51）被张紧，所述滑动带抗扭转地与将所述内齿轮（44）包围的支撑构件（50）相连接。

Description

用于电机的具有集成的滑动离合器的行星齿轮传动机构

技术领域

本发明涉及一种用于电机的行星齿轮传动机构以及一种具有这样的行星齿轮传动机构的电机。

背景技术

为了起动内燃机，能够设置以起动机的形式的电机。由所述起动机将电能转化为机械能，由此能够将所述起动机的驱动轴置于转动运动之中。所述驱动轴能够通过小齿轮或者皮带与所述内燃机的曲轴处于嵌合之中，用于将转矩传递到所述曲轴上并且能够起动所述内燃机。这样的起动机比如在DE 10 2009 001 835 A1中得到了描述。对于很高的转速以及力矩传递中的负载峰值来说，可能出现所述电机的损坏。

发明内容

按照本发明，提出具有独立的专利权利要求的特征的一种用于电机的行星齿轮传动机构以及一种具有这样的行星齿轮传动机构的电机。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明书的主题。

本发明提出，将滑动离合器功能集成到行星齿轮传动机构中、也就是集成在内齿轮与一个与所述内齿轮在所述传动机构的正常运行中处于抗扭转的连接之中的支撑构件、比如传动机构壳体或者轴之间。

所述行星齿轮传动机构构造用于将转矩从第一轴传递到第二轴上并且具有所述拥有圆周的内齿轮。围绕着所述内齿轮的圆周至少一根滑动带（Rutschband）被张紧，所述至少一根滑动带抗扭转地与将所述内齿轮包围的支撑构件相连接。尤其所述滑动带在内齿轮与支撑构件之间提供有限的支撑力矩。

通过所述滑动带，所述滑动离合器功能能够被集成到所述行星齿轮传动机构中并且能够适当地限制从所述第一轴传递到所述第二轴上的转矩。尤其能够由此防止出现下述转矩峰值，由于所述转矩峰值可能出现行星齿轮传动机构或者另外的组件、比如轴承、单向离合器等等的损坏。通过所述滑动带，尤其是根据机械的张紧力-用所述张紧力将所述滑动带围绕着所述内齿轮张紧-能够适当地调节转矩阈值。如果所述转矩超过最大可能的支撑力矩，所述内齿轮就在所述滑动带的下面打滑并且因此不再在所述两个轴之间传递转矩。

所述滑动带由此没有抗扭转地与所述内齿轮相连接，但是在至少一个点上静止地被固定在所述将内齿轮包围的支撑构件上。在传递低于相应的转矩阈值的转矩时，所述内齿轮通过所述滑动带抗扭转地与所述支撑构件相连接。在超过所述转矩阈值时，通过所述滑动带能够实现内齿轮与支撑构件之间的相对的旋转。

比如所述行星齿轮传动机构能够如此构造，使得所述内齿轮应该固定在托架上，也就是说在正常的转矩传递的期间不转动。通过所述滑动带，能够预防由于过载引起的损坏。通过所述滑动带施加到所述内齿轮上的张力或者轴向的力，所述内齿轮能够在所述阈值之下的正常的转矩传递时由所述支撑构件来固定。但是，如果出现转矩峰值并且有待传递的转矩由此超过所述阈值，那么所述内齿轮就会相对于所述滑动带或者相对于所述支撑构件进行转动。

作为替代方案，所述行星齿轮传动机构也能够如此构造，即所述支撑构件与所述轴之一相连接并且在进行正常的转矩传递时随着这个轴转动。这个轴能够适当地构造为空心轴。所述支撑构件尤其能够是这个空心轴的一部分。通过所述滑动带，在进行正常的转矩传递时保证，所述内齿轮抗扭转地与所述支撑构件相连接并且与所述空心轴同步地转动。在超过所述转矩阈值时，能够实现所述内齿轮相对于所述滑动带或者所述支撑构件的相对的旋转。

所述行星齿轮传动机构有利地构造为行星齿轮变速器。所述内齿轮在此适当地是内啮合结构并且与一个或者多个行星齿轮处于嵌合之中，所述一个或者多个行星齿轮又与太阳轮处于嵌合之中。所述行星齿轮能够适当地与所述第一或者第二轴抗扭转地相连接。所述太阳轮尤其与所述两个轴中的另一个轴抗扭转地相连接。作为替代方案，所述内齿轮也能够与所述轴之一相连接并且在进行正常的转矩传递时能转动。在这种情况下，行星齿轮架或者所述太阳轮能够固定在托架上并且不能转动。

所述行星齿轮传动机构优选为电机而设置，由所述电机将电能转化为机械能，由此，在没有限制普遍性的情况下尤其将所述第一轴置于转动运动之中。所述第一轴适当地构造为所述电机的电枢轴。所述第二轴尤其构造为驱动轴。所述驱动轴的转矩又能够被传递到另一个轴上，用于将其置于转动运动之中。不言而喻，所述第二轴也能够构造为电枢轴并且所述第一轴能够构造为驱动轴。同样有利地设置所述行星齿轮传动机构用于电机，由所述电机将机械能转化为电能。

尤其此外能够设置单向离合器，用于允许仅仅沿着一种转动方向在所述驱动轴与另一个轴之间传递转矩。通过这样的单向离合器来防止所述电机由于沿着这个相反的转动方向的太高的转速和力矩峰值受到损坏。所述单向离合器能够被集成到所述行星齿轮传动机构中或者也能够作为单独的构件来实现。

优选所述电机构造为用于内燃机的起动机，所述起动机产生所述驱动轴的转矩，所述转矩被传递到所述内燃机的轴、比如曲轴上，用于将所述内燃机起动。所述驱动轴比如能够通过小齿轮并且/或者通过皮带传动机构与所述内燃机的轴相连接。通过本发明，由此能够防止所述起动机由于转矩峰值而受到损坏。

能够为所述内齿轮设置适当的数目的滑动带。至少双构件的结构、也就是至少两根滑动带的使用是特别有利的。在所述滑动带中的各个滑动带之间能够分别布置所述内齿轮的一个中间凸缘（Mittelbund）。所述各个滑动带能够相应地比如由金属制成，比如对此由铝和/或钢或者其合金制成，或者比如也能够由塑料制成。

优选所述将内齿轮包围的支撑构件构造为所述行星齿轮传动机构的壳体或者托架。

所述滑动带适当地不是刚性地而是尤其以一定的间隙或者公差范围被固定在所述支撑构件上。比如，所述相应的滑动带的固定元件能够支撑在所述支撑构件的专门为此设置的点上或者与这个点处于嵌合之中。比如能够在这个点上设置有弹性的缓冲垫（参见下文），用于提供所要求的间隙。

作为这样的点，能够优选在所述支撑构件中设置槽。优选所述至少一根滑动带被固定在所述支撑构件中的至少一个槽中。作为相应的固定元件，所述相应的滑动带比如能够具有变形结构或者径向的凸起，所述变形结构或者径向的凸起布置在所述支撑构件中的这样的槽中。

按照一种有利的设计方案，在所述至少一根滑动带上布置了至少一个夹紧元件，用于围绕着所述内齿轮的圆周将所述至少一根滑动带张紧。尤其能够通过至少一个夹紧元件来调节机械的力，用所述机械的力将所述相应的滑动带朝所述内齿轮挤压。由此，通过所述至少一个夹紧元件同样能够适当地调节所述转矩阈值。对于每根滑动带来说，能够设置适当的数目的夹紧元件，用于能够产生所述滑动带的预先给定的力或者所期望的机械的张力。尤其设置3与25个之间的夹紧元件。

优选所述至少一个夹紧元件同时用作固定元件。所述至少一个夹紧元件有利地布置在所述支撑构件中的至少一个槽中。

优选在所述至少一个夹紧元件与所述支撑构件之间设置了至少一个有弹性的缓冲垫。这些有弹性的缓冲垫比如能够构造为长方体或者基本上构造为方形并且比如能够由橡胶制成。

所述至少一个有弹性的缓冲垫有利地布置在所述支撑构件中的至少一个槽中。尤其每个槽设置两个有弹性的缓冲垫，所述缓冲垫布置在相应的槽的两面壁体处。在所述槽的这两个有弹性的缓冲垫之间，适当地布置了所述相应的夹紧元件。

所述至少一根滑动带的内表面和/或所述内齿轮的圆周优选摩擦优化地构造。为此目的，所述相应的表面能够具有经摩擦优化的表面涂层或者滑动罩（Gleitaufsatz）、比如由聚甲醛（POM）或者聚酰胺（PA）构成。

此外，本发明涉及一种电机，该电机具有按本发明的行星齿轮传动机构的一种优选的设计方案。优选所述电机构造为用于内燃机的起动机。所述按本发明的电机的优点和优选的设计方案以类似的方式和方法从上面对所述按本发明的行星齿轮传动机构所作的说明中产生。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图中产生。

附图说明

本发明借助于实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行描述。附图中：

图1示意性示出了以用于内燃机的起动机的形式的电机，该电机具有按本发明的行星齿轮传动机构的一种优选的设计方案。

图2以分解图示出了按本发明的行星齿轮传动机构的一种优选的设计方案。

图3以正视图示出了按本发明的行星齿轮传动机构的一种优选的设计方案。

具体实施方式

在图1中示意性示出了以用于内燃机的起动机的形式的电机并且用10来表示。

所述起动机10包括极靴22，为该极靴分配了励磁绕组24。所述极靴22包围着具有电枢轴11的电枢26。在换向器28的圆周上布置了多个炭刷。

按本发明的行星齿轮传动机构20的一种优选的设计方案被设置用于将所述电枢轴11的转矩传递到驱动轴13上。所述行星齿轮传动机构20构造为行星齿轮变速器并且包括内齿轮44。太阳轮46与所述电枢轴11抗扭转地相连接。至少两个行星齿轮48不仅与所述太阳轮46而且与所述内齿轮44的内齿部处于嵌合之中。所述行星齿轮48布置在行星齿轮架上，所述行星齿轮架与所述驱动轴13抗扭转地相连接。

所述驱动轴13的转矩又被传递到所述内燃机的曲轴上，用于将所述内燃机起动。为此目的，在所述驱动轴13上布置了小齿轮12，该小齿轮可以与所述内燃机的齿环14相嵌合。所述小齿轮12到所述齿环14中的啮合比如借助于起动杠杆18来进行，所述起动杠杆通过所述起动机10的起动继电器30来操纵。所述起动继电器30借助于起动开关32来操纵，通过所述起动开关来将相对于电池34的电连接闭合或者断开。

在所述能够通过起动继电器30来操纵的起动杠杆18与所述小齿轮12之间存在着单向离合器（Freilauf）16，该单向离合器仅仅允许沿着一种转动方向在所述驱动轴13与所述曲轴之间传递转矩。通过所述单向离合器16来防止所述起动机10由于在启动之后太高的转速和力矩峰值而遭到损坏。

为了也保护所述起动机10免遭沿着所述传递转矩的转动方向的力矩峰值，如下面参照图2和3所解释的那样，设置了所述行星齿轮传动机构20的优选的设计方案。

在图2中以分解图、在图3中以正视图示意性地示出了所述行星齿轮传动机构20。附图中的相同的附图标记表示相同的或者结构相同的元件。

所述内齿轮44被作为传动机构壳体或者托架50来构造的支撑构件所包围。两根滑动带51围绕着所述内齿轮44的圆周被张紧。通过这些滑动带51在径向上将力施加到所述内齿轮44的圆周上，所述力与附着摩擦一起定义了内齿轮44与传动机构壳体51之间最大的支撑力矩。

通过夹紧元件52来产生相应的滑动带51的机械的张力。通过这种预应力，所述制动带51将预先给定的力施加到所述内齿轮44的圆周上。此外，在所述行星齿轮传动机构20的运行中出现的切向力能够通过所述夹紧元件52来传递。

通过所述夹紧元件52将所述滑动带51固定在所述壳体50上。为此目的，在所述壳体中设置了槽53，在所述槽中布置了所述夹紧元件52。所述夹紧元件52由此被设置为固定元件，用于将所述滑动带51抗扭转地与所述传动机构壳体50连接起来。所述夹紧元件52为此目的支撑在所述传动机构壳体50中的特别的点上、也就是支撑在所述槽53的壁体上。

此外，在所述槽53中分别设置了两个比如由橡胶构成的有弹性的缓冲垫54，所述缓冲垫布置在所述相应的槽53的两面壁体处。在每个槽53的两个有弹性的缓冲垫54之间布置了相应的夹紧元件52。

通过由所述滑动带51施加到所述内齿轮44上的力，所述内齿轮44在所述行星齿轮传动机构20的运行中在进行正常的转矩传递时抗扭转地与所述壳体50相连接，使得所述内齿轮44没有转动并且能够将转矩由所述电枢轴11传递到所述驱动轴13上。但是，如果有待传递的转矩超过所述作为转矩阈值的最大的支撑力矩，所述内齿轮44就相对于所述滑动带51来转动并且由此相对于所述壳体50来转动。由此，所述起动机10得到保护，免受沿着传递转矩的转动方向的力矩峰值。

尤其所述制动带51的内表面以及所述内齿轮44的圆周摩擦优化地构造，也就是相应地用经摩擦优化的表面涂层来涂覆，用于能够尽可能精确地预先给定所述摩擦并且由此预先给定所述转矩阈值。

Claims (10)

1.用于电机（10）、尤其是用于内燃机用的起动机的行星齿轮传动机构（20），所述行星齿轮传动机构用于将转矩从第一轴（11）传递到第二轴（13）上，所述行星齿轮传动机构具有一个拥有圆周的内齿轮（44），其特征在于，围绕着所述内齿轮（44）的圆周至少一根滑动带（51）被张紧，所述至少一根滑动带抗扭转地与将所述内齿轮（44）包围的支撑构件（50）相连接。

2.按权利要求1所述的行星齿轮传动机构（20），其中所述将内齿轮（44）包围的支撑构件（50）构造为所述行星齿轮传动机构的壳体（50）。

3.按权利要求1或2所述的行星齿轮传动机构（20），其中所述至少一根滑动带（51）被固定在所述将内齿轮（44）包围的支撑构件（50）中的至少一个槽（53）中。

4.按前述权利要求中任一项所述的行星齿轮传动机构（20），其中在所述至少一根滑动带（51）上布置了至少一个夹紧元件（52），用于围绕着所述内齿轮（44）的圆周将所述至少一根滑动带（51）张紧。

5.按权利要求3和4所述的行星齿轮传动机构（20），其中所述至少一个夹紧元件（52）布置在所述将内齿轮（44）包围的支撑构件（50）中的至少一个槽（53）中。

6.按权利要求4或5所述的行星齿轮传动机构（20），具有至少一个处于所述至少一个夹紧元件（52）与所述支撑构件（50）之间的有弹性的缓冲垫（54）。

7.按权利要求5和6所述的行星齿轮传动机构（20），其中所述至少一个有弹性的缓冲垫（54）布置在所述将内齿轮（44）包围的支撑构件（50）中的至少一个槽（53）中。

8.按前述权利要求中任一项所述的行星齿轮传动机构（20），其中所述至少一根滑动带（51）的内表面和/或所述内齿轮（44）的圆周摩擦优化地构造。

9.按前述权利要求中任一项所述的行星齿轮传动机构（20），所述行星齿轮传动机构构造为行星齿轮变速器。

10.电机（10）、尤其是用于内燃机的起动机，所述电机具有按前述权利要求中任一项所述的行星齿轮传动机构（20）。