CN101213726A - 用于汽车中伺服驱动装置的电动机及传动驱动单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于汽车中的伺服驱动装置的电动机(10)和传动驱动单元(12)，具有支承在极靴(18)中的电枢轴(32)，所述极靴(18)具有外套(20)并且在至少一个端面(22、24)上具有轴承盖(26、28)，所述轴承盖(26、28)用于接纳用于所述电枢轴(32)的轴承(30)，其中在所述极靴(18)上设置了至少一个径向凹处(42)，该径向凹处(42)在完整装配所述极靴(18)之后适合于使传动装置接口(15)的至少一个径向紧固接片(53)啮合在所述极靴(18)中，以便将所述电动机(10)固定在所述传动装置接口(15)上。此外，说明了一种用于制造按本发明的传动驱动单元的方法。
Description
技术领域
本发明涉及按独立权利要求1和13和18前序部分所述的用于汽车中调整装置中的一种电动机和一种传动驱动单元。
背景技术
在DE 100 19 512 A1中已经公开了一种车窗玻璃升降器驱动装置，该驱动装置的外壳包括一个极罐(Poltopf)和一个将该极罐锁闭的外壳。所述将极罐锁闭的外壳在这种情况下是具有集成的电子装置外壳的传动装置外壳，其中将一个单独的部件作为刷架布置在所述两个外壳件之间，该单独的部件同时用作在所述两个外壳件之间的密封件。所述极罐由深冲的展平的圆柱形管子所构成，法兰成形在该管子的敞开的端部上，在该法兰中留出用于接纳螺栓的孔。在所述传动装置外壳的法兰中构造了盲螺纹，所述螺栓旋入所述盲螺纹中，由此两个外壳件固定地彼此相连接。在所述极罐的法兰中构造了多个空隙，这些空隙的数目多于为连接传动装置外壳所需要的数目。这样的极罐因此适合于连接不同的、具有不同的配对空隙的传动装置外壳，但是在这种情况下所述电动机总是必须轴向安装到所述传动装置外壳中并且加以固定。出于这一原因，在此使用的敞开式电动机不适合于在没有传动装置外壳的情况下使用。
发明内容
按本发明的具有独立权利要求所述特征的电动机和按本发明的具有独立权利要求所述特征的传动驱动单元具有这样的优点，即通过在所述极靴中构造径向凹处这种方式可以以十分低廉的成本来建立电动机与客户所特有的客户方面的传动装置接口的可以十分简便地进行安装的连接。在这种情况下，所述极靴总是可以统一地进行制造并且在模块系统中与不同的传动装置外壳、传动装置接口、转接件或者紧固法兰进行组合。所述径向凹处在这种情况下在世界范围内可以统一地借助于简单的标准工艺来制造，而不必消耗附加的材料。在将所述电动机径向安装在双壳的传动装置外壳中时，将所述电动机可靠地固定在所述传动装置外壳上，方法是成形在所述传动装置接口上的紧固接片啮合在所述径向凹处中。另一方面，所述轴承盖可靠地锁闭所述极靴，使得所述电动机在没有与传动装置外壳进行组合的情况下也可普遍使用。通过将所述传动装置外壳构造为可在径向上彼此相连接的外壳件这种方法，可以在制造中有利地使用无滑阀的压铸模具，由此可以大大降低模具成本。所述径向凹处在所述电动机和任意的外壳件之间形成紧凑的具有连接刚度的接口，并且因此尤其适合作为通用的用于基础电动机的连接。此外，这样的系统方便了为维修或回收这样的驱动单元的而进行的拆卸工作。
通过在从属权利要求中所列出的特征，可以实现按独立权利要求所述的装置的优选的改进方案。按所述极靴的制造方法，所述径向凹处不仅可以设置在所述极靴的外套上的端部上，而且也设置在该极靴的轴承盖上。如果比如为所述轴承盖和外套使用单独的冲压件，那就可以十分有利地在装配所述极靴之前冲裁出所述径向凹处。
如果借助于深冲方法方法来制造所述极靴，所述轴承盖可以十分简单地一体地成形在所述外套的端面上。由此可以在一道工序中制造一侧封闭的极罐，其中为从极罐中伸出的电枢轴空出一个开口。通过由所述轴承盖和极靴的外壳构成的一体结构，可以将球形帽轴承并且由此将所述电枢轴非常准确地布置在所述极罐内部的中心处，由此降低在所述电枢和永久磁铁之间的装配公差。
通过将两个轴承盖安装在极靴上，所述电动机也可以在没有传动装置的情况下作为独立的结构单元来使用。通过轴承盖中的开口，为力的传递提供有效的接口。在这种情况下，所述电枢轴通过所述开口从极靴中伸出来，用于借助于输出元件来驱动调整装置。作为替代方案，为进行力耦合，所述调整装置的驱动轴通过所述开口形状配合连接地伸入所述电枢轴中，该电枢轴在此没有从所述极靴中伸出来。
特别有利的是将所述径向凹处构造为在所述极靴壁体中的断口，因为而后要切除材料。这就减少了所述电动机的重量。在对所述极罐进行深冲时可以以十分低廉的成本并且用在工艺技术方面易于操作的方法来冲裁出所述断口。
作为替代方案，可以借助塑性冷变形来产生一种这样的径向凹处，方法是简单地借助于冲压工具来压入特定的壁体区段。该加工过程的有利之处是不会产生废料，因为没有切除材料，而仅仅进行了变形处理。由此提高所述径向凹处的形状稳定性。
如果在所述径向凹处的区域中的外直径小于其余部分的基本上为圆柱形的极靴的外直径，那也可以将所述传动装置接口的相应的紧固接片的直径设置得更小一些，使得所述传动装置外壳的外直径在连接处上没有超过所述极靴的直径。通过这种方式，可以在连接区域中减小所述传动装置外壳的结构空间。
为了防止所述电动机在传动装置外壳中或者在紧固法兰中发生扭转，极靴的区域在所述径向凹处之间保持未变形状态，使得这些区域可以形成所述紧固接片的关于圆周方向的止挡。此外，不需要任何附加的加工开销。
如果所述径向凹处以彼此对置的方式构成在所述极罐上，使得相应的彼此对置的径向接片啮合在这些径向凹处中，那就在整个圆周上将所述电动机均匀地牢固地固定在所述传动装置接口上。
为了在永久磁铁之间建立磁性接地，可以围绕着所述极靴外套布置第二极管，该第二极管完全将所述极靴外套包围。
为了明确地相对于传动装置外壳和紧固法兰对所述电动机进行位置固定，将定心销成形在轴承盖上，该定心销在啮合在相应的配对凹处中时使所述电动机径向定心。在此，可以将所述轴承盖的、在内部比如接纳球形帽轴承、滚动轴承或轴承保持弹簧的区域在轴向方向上成形为圆柱形的，以便能够按照与所述电枢轴同心的方式定心。
在所述电动机的另一种实施方式中，除了所述径向凹处，将其它的轴向凹处成形在所述极靴上，为固定所述电动机所述传动装置接口的紧固接片可以轴向插入所述轴向凹处中。所述轴向凹处与极靴中的径向凹处可以构成一体，使得其比如形成L形的用于卡口式连接的凹处。这就能够在装配完毕的客户方面的传动装置外壳上简单地轴向安装所述电动机，而不要打开所述传动装置外壳或者不必使用额外的象螺栓或铆钉一样的连接件。
整个传动驱动单元可以优选径向安装，方法是将所述电动机径向放入所述传动装置外壳的一部分中，其中所述传动装置外壳的至少一个紧固接片啮合在所述极靴的所述至少一个径向凹处中。用可径向安装的外壳盖或半壳来封闭所述传动装置外壳，以此在封闭所述传动装置外壳的同时，也持久地防止所述电动机相对于所述传动装置外壳进行相对运动。
通过半壳形状的传动装置外壳的使用，可以将所述驱动单元的所有部件包括电动机沿相同的径向方向安装，由此可以明显更简单地构建装配线。
特别有利的是，在所述传动装置外壳(基体和外壳盖)上成形了至少两个、优选四个紧固接片，因为这样可以防止所述电动机朝四个彼此垂直的方向横向于电枢轴倾斜。
如果在所述传动装置接口上将所述紧固接片通过轴向支架构造为卡口元件，所述卡口元件啮合在所述极靴的相对应的轴向和径向的-尤其L形的-凹处中，那么所述电动机可以非常简单地固定在装配完毕的客户方面的传动装置外壳上。
如果要将结构精确相同的电动机固定在不同的传动装置接口上，那么所述转接件具有紧固接片，所述紧固接片比如构造为啮合在所述极靴的径向凹处中的夹子元件或者卡口接片。由此不仅可以将通用的基础电动机固定在传动装置外壳中，而且可以将其固定在任意的紧固法兰中，而不要对该电动机进行结构改动。所述转接件由此在实际上形成在所述电动机和任意的调节机构之间的接口(传动装置接口)。
按本发明的安装方法允许在所需结构空间极小的情况下极其简单地将标准电动机固定在客户所特有的传动装置上。所述电动机可轴向套装并且随后相对于所述传动装置扭转，以便可靠地对所述电动机进行轴向固定。此外，可以通过闭锁装置使所述卡口式连接防止电动机在运行中松开。
附图说明
按本发明的装置的实施例在附图中示出，并且在下面的说明中得到详细解释。其中：
图1是传动驱动单元的剖面，
图2是另一种具有卡口式连接的实施例的剖面，
图3和4是另外两种按本发明的电动机的视图，
图5是另一种具有转接件的实施例的剖面，并且
图6是构造为紧固法兰的传动装置接口。
具体实施方式
在图1中示出了一个传动驱动单元12，在该传动驱动单元12上，一个单独的电动机10与一个仅仅部分示出的传动装置接口15相连接，所述传动装置接口15则构造为传动装置外壳16。所述电动机10具有带有极靴外套20的极靴18以及成形在该极靴外套20的端面22、24上的轴承盖26、28。所述轴承盖26、28接纳着轴承30，所述轴承30在该实施例中是滑动轴承，尤其是球形帽轴承，电枢33借助于电枢轴32支承在所述轴承中。在所述电枢轴32上布置了具有电绕组36的电枢铁心34，所述绕组36与布置在所述极靴外套20上的永久磁铁38共同作用。所述电枢轴32在端面22上从所述轴承盖26中穿过，方法是在所述轴承盖26中沿轴向方向设置孔40。所述电枢轴32以未详细示出的输出件伸入所述传动装置外壳16中，用于通过未详细示出的传动装置-比如蜗轮蜗杆传动装置-为汽车中的活动部件提供驱动力矩。所述极靴18在该实施例中通过金属板的深冲来制造，其中所述外套20与所述轴承盖26构成一体。在这种情况下，首先将所述电枢33安装在极靴18中并且以电枢轴32从所述开口40中穿过，并且随后安装所述单独的轴承盖28。对特定的应用情况来说，附加地还在所述外套20上布置了第二极靴壁体21作为接地环21。在所述轴承盖26的区域中布置了径向凹处42，该凹处42在附图右半边构造为在所述极靴壁体49中冲出的断口43。在附图左半边，所述径向凹处42借助于塑性的材料成形41压入所述极靴壁体49中。在这种制造过程中没有产生废料。所述径向凹处42布置在所述极靴18的区域57中，该区域57的外直径44在此在理想情况下小于所述极靴外套20的外直径48。所述轴承盖26的区域45构造为定心销50，该定心销50在安装状态下啮合在所述传动装置外壳16的相应的配对凹处52中。为将所述电动机10固定在所述传动装置外壳16上，所述传动装置外壳16的紧固接片53啮合在所述极靴18的径向凹处42中。所述紧固接片53在这种情况下轴向抵靠在所述径向凹处42的边界上。由此将所述电动机10轴向稳固地固定在传动装置外壳16中。所述电动机10比如径向安装在所述传动装置外壳16的第一半壳62中，使得至少一个紧固接片53啮合在至少一个径向凹处42中。在将所述电动机10插入所述第一半壳62中并且安装未示出的传动装置之后，将第二半壳63径向于所述电枢轴32安装到所述第一半壳62上，并且与啮合在所述两个传动装置外壳件62、63的空隙中的连接件66彼此相连接。在这种情况下，在图1中所述第二半壳63的至少一个另外的紧固接片53啮合在所述极靴18的至少一个另外的径向凹处42中。所述紧固接片53或者径向凹处42在这种情况下没有任何用于在所述电动机10和传动装置外壳16之间的连接件的空隙，因而所述电动机10仅仅通过所述传动装置外壳件62和63的连接-或者说外壳盖62与外壳基体63的连接-来可靠地与其相连接。
按图2的电动机作为用于连接所述传动装置外壳16或传动装置接口15的机械接口具有一种卡口式连接。此外，在所述径向凹处42上成型了轴向凹处47，所述通过轴向支架55连接到所述传动装置接口15上的紧固接片53在该轴向凹处47中可轴向插入所述极靴中。在安装时，首先将所述电动机10轴向推入相对应的接口15中，然后按照卡口式连接的方式旋转一个特定的角度并且也可选进行定位。在这种类型的连接上，所述外壳16不一定具有至少两个可径向连接的半壳，而是可以任意地构造为卡口式连接。所述径向凹处42在这种情况下借助于塑性变形直接压入所述外套20中，但作为替代方案也可以借助于材料切除比如冲裁来构成。所述径向凹处42设置在所述极靴18的端部上，所述轴承盖26一体地成形在该端部上，但是所述径向凹处42也可以作为替代方案成形在另一个端部上，该端部可用单独的轴承盖28来锁闭以装配所述电动机10。此外，所述外套20具有可弯曲的紧固夹板94，所述紧固夹板94成形在所述轴承盖28的相应突起的周围。所述电枢轴32基本上在所述极靴18的长度上延伸，从而为进行力耦合使耦合件96(比如柔韧轴(Flexwelle)96)穿过轴承盖26中的开口40嵌入所述电枢轴32的内四方头98中(或者说四方头98中)。一种这样的扭矩分接头可选在所述极靴18的一个或者两个侧面22、24上实现。在所述轴承30和电枢32之间布置了优选由塑料制成的止推片100，所述电枢轴32利用所述止推片100轴向支撑在所述轴承30上。所述止推片100在此不可相对转动地与所述电枢轴32相连接或者说与布置在该电枢轴32上的电枢部件102比如用于接纳环形磁铁104的接纳套筒102相连接。
在图3中示出了另一种电动机10的截取部分，在该电动机10上所述径向凹处42借助于塑性冷变形41压入所述极靴18的壁体中。在此仅仅压入所述极靴壁体49的材料而没有将其切除，因而没有在壁体49上产生断口。在一种变型方案中，所述壁体49如此剧烈变形，从而在该过程中在所述极靴中产生一个开口(缝隙51)。被压入的壁体区域59在此构造为平坦的表面，在安装到所述传动装置接口15中之后所述紧固接片53就抵靠在该表面上。作为替代方案，所述壁体区域59向内朝所述极靴18中拱入。在按图3的实施方式中，在所述极罐18中未设置任何轴向凹处47，因为所述电动机10为径向安装在传动装置外壳16中设有外壳盖或者说设有两个半壳62、63。
图4示出了另一种实施例，在该实施例中所述径向凹处42构造为在所述极靴壁体49中的断口43。这些断口比如通过从所述极靴18的金属深冲板中进行冲裁的方法而产生。除了所述径向凹处42，也在轴向方向109上构造了轴向凹处47，所述轴向凹处47与所述径向凹处43一起形成共同的、比如L形的断口43。所述轴向凹处47在一种未详细示出的实施方案中通过塑性变形来构成，使得其与所述径向凹处42一起压入所述外壳壁体49中。所述轴向凹处47适合于沿轴向方向109将电动机10安装在所述传动装置接口15中，尤其适合于卡口式连接17。在此，将所述紧固接片53轴向插入所述轴向凹处47中，并且随后将所述电动机10沿圆周方向108旋转，其中将所述紧固接片53沿圆周方向108推入所述径向凹处42中并且使其至少轴向固定所述电动机10。此外，可以构造一个闭锁装置，该闭锁装置防止电动机10在安装状态中非人所愿地沿圆周方向108倒转。
在图5中示出了传动驱动单元12的另一种实施例，在该实施例中所述电动机10没有直接固定在所述传动装置外壳16中，而是与一个转接件13相连接。该转接件13同样具有紧固接片53，所述紧固接片53则啮合在所述极靴18的径向凹处42中。所述紧固接片53比如构造为止动连接11。如果将所述转接件13沿轴向方向109套装到所述极靴18上，那么所述紧固接片53就滑到所述外壳18上，直至其形状配合连接地啮合在所述径向凹处42中，并且所述转接件固定地与所述极靴18相连接。所述转接件13在此在轴向上以支承面23支撑在所述极靴的凸缘25上，并且另一方面以所述紧固接片53支撑在所述径向凹处42中。所述径向凹处42也沿圆周方向108形成用于所述紧固接片53的止挡19，从而也防止所述转接件13扭转。所述转接件13在其外圆周上具有径向突起27，所述转接件13可以借助于所述径向突起27-尤其通过成形在传动装置接口15上的径向凹处-与该传动装置接口15相连接。由此借助于所述转接件13可以更换所述径向凹处42在所述极靴18上的布置以及所述紧固接片53在传动装置接口15上的布置。
图6示出了构造为紧固法兰80的传动装置接口15，所述紧固法兰80按本发明可以与传动驱动单元12或者说电动机10相连接。所述紧固法兰80具有用于连接件的空隙86，所述连接件则用于固定在车身件15上。所述紧固法兰80是单构件的弯曲冲压件81，并且具有径向的紧固接片53，所述紧固接片53通过轴向支架55与所述紧固法兰80相连接。在所述紧固接片53内部中心处设置了孔82，所述传动驱动单元12的输出轴32、96和/或定心销50可以啮合在该孔82中。首先以卡口方式轴向套装所述紧固法兰80，其中所述紧固法兰80的径向紧固接片53啮合在所述极靴18的轴向凹处47中。随后沿圆周方向108相对于所述极靴18旋转所述紧固法兰80，从而将所述径向紧固接片53推入所述径向凹处42中，所述径向凹处42作为壁体断口43或者借助于塑性变形41成形在所述极靴18上。
应该注意到，关于在附图和说明书中示出的实施例，可以将单个特征彼此进行多种多样的组合。因此比如所述径向凹处42的具体结构及其在所述极靴18上的布置依赖于该极靴18的制造方法而有所变化。同样所述紧固接片53不仅可以为与传动装置外壳16组合而且可以为与转接件13组合而具有任意造型。所述电枢33、传动装置外壳16以及传动装置的结构在此也可以与任意的公开的应用情况相对应。在这种情况下本发明的特点在于，使用相同的电动机10作为用于模块原理的基础电动机10，所述基础电动机10则用于与不同的传动装置接口15如传动装置外壳16、紧固法兰80或转接件13进行组合，在此不要为连接有待连接的传动装置接口15而需要单独的连接件。优选按本发明的电动机10或者说传动驱动单元12用于汽车中的座椅调整装置，但也可以用于其它任意的伺服驱动装置。
Claims (18)
1.用于汽车中的伺服驱动装置的电动机(10)，具有支承在极靴(18)中的电枢轴(32)，所述极靴(18)具有外套(20)并且在至少一个端面(22、24)上具有轴承盖(26、28)，所述轴承盖(26、28)用于接纳用于所述电枢轴(32)的轴承(30)，其特征在于，在所述极靴(18)上设置了至少一个径向凹处(42)，该径向凹处(42)在完整装配所述极靴(18)之后适合于使传动装置接口(15)的至少一个径向紧固接片(53)啮合在所述极靴(18)中，以便将所述电动机(10)固定在所述传动装置接口(15)上。
2.按权利要求1所述的电动机(10)，其特征在于，所述径向凹处(42)成形在所述轴承盖(26)上或所述极靴(18)的外套(20)上。
3.按权利要求1或2中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述轴承盖(26)尤其通过深冲方法与所述极靴(18)的由金属制成的外套(20)构成一体。
4.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述轴承盖(26)具有中心的开口(40)，所述电枢轴(32)或者啮合在该电枢轴(32)中的传动轴(96)尤其柔韧轴(96)伸入该开口(40)中。
5.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述径向凹处(42)是所述极靴(18)的壁体断口(43)，并且尤其通过从所述极靴(18)中进行材料冲裁来制成。
6.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述径向凹处(42)借助于塑性材料变形(41)压入所述极靴(18)中。
7.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述径向凹处(42)布置在所述极靴(18)的区域(57)中，该区域(57)具有小于所述极靴外套(20、21)的外直径(48)的外直径(44)。
8.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，在所述径向凹处(42)之间在极靴(18)上沿圆周方向(108)布置了所述极靴(18)的圆弧形区域(106)。
9.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述径向凹处(42)径向对置布置。
10.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述极靴外套(20)构成为双壁的。
11.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，所述轴承盖(26)具有轴向定心销(50)，该定心销(50)用于啮合在所述传动装置接口(15)或传动装置外壳(16)的相对应的配对凹处(52)中。
12.按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)，其特征在于，在所述极靴(18)上除了所述径向凹处(42)在这些径向凹处(42)旁边构造了轴向凹处(47)，所述传动装置接口(15)的紧固接片(53)可沿轴向方向(109)插入所述轴向凹处(47)中。
13.传动驱动单元(12)，具有按前述权利要求中任一项所述的电动机(10)以及传动装置外壳(16)，其特征在于，所述传动装置外壳(16)具有至少一个用于啮合在所述径向凹处(42)中的径向紧固接片(53)。
14.按权利要求13所述的传动驱动单元(12)，其特征在于至少两个可以径向彼此相连接的外壳半壳(62、63)。
15.按权利要求13或14中任一项所述的传动驱动单元(12)，其特征在于，所述传动装置外壳(16)具有至少两个、尤其四个紧固接片(53)，所述紧固接片(53)借助于轴向保持件(55)与所述传动装置外壳(16)相连接。
16.按权利要求13到15中任一项所述的传动驱动单元(12)，其特征在于，所述电动机(10)和传动装置接口(15)或者说所述传动装置外壳(16)借助于卡口式连接(17)相连接，所述卡口式连接(17)由所述径向凹处(42、41、43)以及啮合在这些径向凹处(42、41、43)中的紧固接片(53)构成。
17.按权利要求1到12中任一项所述的、具有转接件(13)的电动机(10)，所述转接件(13)以紧固接片(53)啮合在所述极靴(18)的凹处(42)中，其中所述转接件(13)具有径向和/或轴向的突起(27)，所述突起(27)可以啮合在传动装置接口(15、16)的配对凹处中。
18.用于将尤其按前述权利要求中任一项所述的电动机(12)与传动装置接口(15、16、80、13)相连接的方法，其特征在于以下步骤：
-将所述电动机(10)沿轴向方向(109)插入所述传动装置接口(15、16、80、13)中，并且借助于定心销(50)定心在所述传动装置接口(15)的配对凹处(52)中，
-将所述传动装置接口(15)的紧固接片(53)轴向推入所述极靴(18)的轴向凹处(47)中，
-将所述电动机(10)沿圆周方向(108)相对于所述传动装置接口(15)旋转，其中所述紧固接片(53)啮合在所述极靴(18)中的径向凹处(42)中，用于将所述电动机(10)固定在所述传动装置接口(15)上。
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