CN101331033A - 致动驱动器的传动装置级 - Google Patents

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Abstract

在尤其是用于车座的致动驱动器的传动装置级(1)的情形中，这种传动装置级(1)具有轴承(12)，轴承(12)限定轴线(A12)并具有摆动体(11)，摆动体(11)由轴承(12)以可旋转的方式安装，这种摆动体(11)限定另一个轴线(A11)并且在驱动器(21)旋转时在轴承(12)上进行滚动，摆动体(11)的轴线(A11)相对于轴承(12)的轴线(A12)以角度(α)倾斜。

Description

致动驱动器的传动装置级
技术领域
本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的致动驱动器(actuating drive)的传动装置级(gear stage)。
背景技术
从DE 44 36 101 A1可知这种类型的传动装置级，其在带有相互啮合的两个齿形联接的(toothed articulated)部分的接头(fitting)中实现。这两个联接部分中的一个形成轴承，而另一个联接部分用作摆动体(oscillatory body)，这种摆动体在单接触点支撑在先提到的联接部分上，并且在驱动操作中进行滚动，这种滚动构成绕轴线的旋转运动，该轴线平行于该轴承的轴线并环绕该轴承的轴线。
发明内容
本发明的目的在于产生在前面的介绍中所提及的传动装置级的一种备选传动装置级。根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的传动装置级来实现。有利的构造是从属权利要求的主题。
由于摆动体的轴线以相对于轴承的轴线的角度倾斜，所以可设定在径向方向和在轴向方向所要求的安装空间之间的不同比率。优选地，也生成力之间的对称关系，因为提供两倍之多的带有相互之间完全相对的法向力(normal force)的接触点。与传动装置级的部件的简单倍增相比，旋转180°和轴向偏移的设置要求非常少的部件。对于简单的运动学而言，两个轴线在一个点相交。例如，通过摆动体和轴承均至少局部地以带有不同的直径的圆柱对称方式来实现几何关系的进一步简化。摆动体和轴承可作为摩擦传动装置配合或通过齿(toothing)配合。
优选地，与轴承的轴线同心来实现输出驱动器。出于这种目的，摆动体具有用于输出驱动器的圆锥形插孔和与插孔接触的轴杆，优选地，这种轴杆作为输出驱动器提供。根据摆动体的倾度选择插孔的孔径角，以使输出驱动器可绕着轴承的轴线旋转。然后，具有设在插孔的最窄点的中心的接触圆与输出驱动器永久接触。优选地，该中心同时也是摆动体的轴线与轴承的轴线的相交点，例如，可将该中心设置在这些接触点的中间，从而便于力的对称关系的形成。
例如，可通过滚动偏心(rolling eccentric)来实现摆动体的驱动，这种滚动偏心由循环滚动离心球产生。球形形状也允许摆动体的倾斜的补偿，这样就可实现与轴承的轴线同心的驱动器。不过，还可将致动驱动器的电机与传动装置级结合得非常近，以使摆动体已承载电机的转子磁铁，而与转子磁铁优选电子整流配合的定子设置在轴承上或容纳轴承的外壳上。然后，例如，通过局部改变尤其轴向改变定子的整流来实现摆动体的倾斜效果的补偿。
设有根据本发明的传动装置级的致动驱动器用在车座中作为靠背倾斜调节器，并优选与接头的承载吸收变速器(load-absorbingtransmission)结合使用，但也用在车座的其它位置。
附图说明
下面参考示范性实施例和变型对本发明进行更详细的描述，这些实施例和变型在附图中示出，在这些图中：
图1是示范性实施例的基本视图；
图2示出了沿着图1中的II-II线的截面；
图3沿着图1中的III-III线的截面；
图4是驾驶员座椅的示意图；
图5是有驱动器的示范性实施例的视图；
图6是使用示范性实施例的致动驱动器的局部示意图；
图7示出了示范性实施例的一种变型；以及
图8示出了摆动体与轴承之间的齿(仅局部示出)。
元件符号列表：
1     传动装置级
3     致动驱动器
4     车座
8     外壳
11    摆动体
12    轴承
15    插孔
17    接触圆
21    驱动器
23    内轴承座圈
25    滚动离心球
27    外轴承座圈
31    电机
33    转子磁铁
34    定子
41    外齿
42    内齿
α    轴线相对于彼此之间的倾斜角
a     轴承的长度
b     距离
A11   摆动体的轴线
A12   轴承的轴线
B1    第一接触点
B2    第二接触点
d11   摆动体的直径
d12    轴承的直径
d17    接触圆的直径
M      中心
具体实施方式
汽车车座4中的致动驱动器3的传动装置级1具有固定的外壳8(即连接到车座4的结构的外壳8)和摆动体11，摆动体至少部分地由外壳8包围并可旋转性地安装在外壳8中并位于轴承12内。
从图1中可明白传动装置级1的操作原理。摆动体11至少局部地圆柱形对称，且这种圆柱形的(外)径d11小于轴承12的(内)径d12，在此情形中，轴承12也是圆柱形对称的。摆动体11的对称和轴承12的对称分别限定轴线A11和轴线A12。摆动体11的轴线A11相对于轴承12的轴线A12以不同于零的角度α倾斜，即摆动体11的轴线A11并不垂直于轴承12的轴线A12。在此情形中，轴承12构造成仅以长度a沿着其轴线A11，且摆动体11延伸超过轴承12，并在第一接触点B1倚靠在轴承12的边缘上，而且在第二完全相对的接触点B2突入外壳8内或延伸超过外壳8，其中，d12＝d11/cosα+a tanα适用。
摆动体11在突出超过轴承12的端部由原动力驱动，这种原动力接合在摆动体11的外侧上，相对指向的法向力或径向力也在接触点B1，B2产生，且这种原动力具有循环方向，以使接触点B1，B2循环，因此，摆动体11在轴承12上旋转，或者更准确地来讲，在轴承12上滚动。在这种情况发生时，摆动体11的轴线A11绕着轴承12的轴线A12在圆锥形表面上移动。在垂直于轴承12的轴线A12的平面中，摆动体11完成作为滚动的带有叠加摆动的旋转运动，即带有旋转偏心距(d12-d11/cosα)/2，即带有小的倾斜角度α，约为(d12-d11)/2。就直径d11和d12而言，这种偏心距不大，且优选在不大于百分之几的范围内，即通常小于0.5mm。
为了在接触点B1，B2与法向力一起产生用于摆动体11与轴承12之间的滚动的尽可能大的摩擦力，对材料配对进行适当的选择并提供备选表面涂层和、或实现适当的接触几何形状，例如，在V形环状凹槽中的环或齿，如图8所示，这将在下面进行详细描述。若原动力的接合区域以距离b与轴承12隔开，则在接触点B1，B2的径向力额外增加，该距离b大于轴承12的长度。
摆动体11设有双圆锥形内孔，以下将这种内孔称为插孔15，插孔15的孔径角为2α。这种插孔在其最窄点以接触圆17的形式的截面，这种接触圆17带有中心M和直径d17。中心M同时也是轴线A11、A12的相交点。在图1中，将摆动体11设置成使中心M位于接触点B1，B2中间，并因此而在沿着轴承12的轴线A12的a/2处，不过，该中心M并不绝对偏心，但具有位于重心并因此而减小惯性力的优点。
将作为输出驱动器的带有作为其截面的接触圆17的轴杆插入摆动体11，这样，轴杆就邻近于插孔15的壁并在摆动体11旋转时被带动。由于插孔15的孔径角补偿摆动体11的轴线A11的倾度，并且由于在中心M的局部偏心距为零(并且在接触圆的平面中非常小)，所以轴杆可绕着轴承12的轴线A12旋转，而无可察觉的与转动的摆动偏离。轴杆的(低)转速与原动力的(高)转速之间的传动比约为d12/(d12-d11)。为了改进摆动体11与轴杆之间的接触，将特别的接触几何形状设在接触圆17，这种特别的接触几何形状如抛物线形齿形轮廓。
图5以示范性方式示出了如何通过适当的驱动器21施加用于根据本发明的传动装置级1的原动力。与图1相比，轴承12得到了有倾斜壁的端部段即斜截锥的补充，摆动体11邻近于这种有倾斜壁的端部段。摆动体11在一个端部由较小直径的圆柱形段轴向拉长，摆动体11在该圆柱形段上承载内轴承座圈23，这种内轴承座圈23用于半支撑单滚动离心球25，该滚动离心球25也半支撑在驱动器21上的外轴承座圈27中。驱动器21接着例如通过球轴承支撑在外壳8内。滚动离心球25形成滚动偏心，并因此而向摆动体11和驱动器21施加相对于彼此之间的扭转负载，以使驱动器21的旋转引起摆动体11的通过滚动离心球25的循环滚动的在轴承12上的理想滚动。
图6示出了致动驱动器3，创造性传动装置级1和电机31结合在致动驱动器3中，到目前为止所描述的传动装置级1的部件仅在图中示意性地示出，这些部件包括摆动体11在轴承12上的安装。为了形成电机31，摆动体11至少在一个端部具有以周向方向均匀地分布的多个转子磁铁33，因此这些转子磁铁33形成转子，而定子34设置在外壳8上并邻近于转子磁铁33。电机31电磁产生在接触点B1，B2的循环径向力，并因此而电磁产生用于摆动体11的倾斜运动。在本示例中，将与这些转子磁铁33配合的定子34电子整流。在此情形中，在无用于驱动器21的倾斜的补偿的情况下的轴向变化的整流是可能的，尤其是在与相互轴向偏移的平面结合时，这些平面具有转子磁铁33的变化的径向磁化。这种轴向变化的整流与所希望的摆动体11的倾斜配合，并因此而在电机31的运行期间补偿摆动体11的倾斜效果。
该示范性实施例的变型在图7中示出，除了所描述的偏差之外，这种变型与该示范性实施例相同。摆动体11包围轴承12，即d11＞d12，且邻近于轴承12，轴承12在中空圆柱形段中的接触点B1，B2构造成盘的形式。摆动体11还具有反向拉动部分，这种反向拉动部分的材料与摆动体11的材料相同，且插孔15包括接触圆17在这种反向拉动部分的内部形成，该插孔15与用作输出驱动器的轴杆配合。摆动体11的内轴承使得转子磁铁33在摆动体11的外部上方的分布成为可能，以将摆动体11制得较小，而且在最终整个致动驱动器3在轴向上也较短。
在示范性实施例及其变型中，摆动体11和轴承12在最简单的情形中作为摩擦传动装置在接触点B1，B2配合，并带有邻近的光滑表面。但正如已简要地提及的那样，在摆动体11与轴承12中间也可采用适当的接触几何形状，优选是齿。如图8所示，摆动体11具有外齿41，且轴承12(仅示出了轴承12的小的角部分)具有内齿42，这些齿相互啮合。在示于图7的变型中往往出现反比关系。在明确说明的这些公式中，d11和d12往往必须额外考虑外齿41和内齿42的节距圆。这也产生为了确保齿的足够接合所要求的最小偏心距。
外齿41和内齿42的节距圆的直径比必须对应于外齿41和内齿42的齿数整数。传动比是外齿41的齿数与内齿42和外齿41的齿数差之比，并因此而在齿数差为1时特别大。
内齿42如在轴承12的整个长度上方均匀地形成，且尤其带有恒定的齿高度。然而在外齿41的情形中，对齿高度进行变化以适合于倾斜角度α。外齿41的几何产生通过外齿41和内齿42的节距圆的接触中的运动学滚动来实现。这种运动产生一种包络体，这种包络体用作外齿41的排出体。内齿42在实质上用作制造外齿41的工具。外齿41的齿根圆的直径从带有中心M的平面开始以轴线A11的两个方向连续减小(且顶圆增加)，即作为顶圆与齿根圆之间的差异的齿高度增加，在带有中心M的平面中，外齿41的顶圆和齿根圆重合并约等于d11。外齿41的这两个局部区域并非镜像对称形成，但出于内齿42与外齿41的齿数之间的优选差异的原因，将外齿41的这两个局部区域按照轴线A11的周向方向以齿宽的一半相互偏移设置。
外齿41的这两个节距圆中的每一个位于外齿41的外部(即直径大于顶圆的直径)，且这两个节距圆相对于内齿42的节距圆倾斜，出于这种原因，最小偏心距小于具有轴向恒定的齿高度的齿的最小偏心距。可在接触点B1，B2的区域中获得相对较大的齿面，出于这种原因，就减小了所要求的总体径向安装空间。

Claims (17)

1.一种尤其是用于车座的致动驱动器的传动装置级，包括限定轴线(A12)的轴承(12)和摆动体(11)，所述摆动体(11)由所述轴承(12)安装并可绕着另一个轴线(A11)旋转，所述摆动体(11)在驱动器(21)旋转时在所述轴承(12)上绕着所述轴承(12)的所述轴线(A12)进行滚动，其特征在于：所述摆动体(11)的所述轴线(A11)相对于所述轴承(12)的所述轴线(A12)以角度(α)倾斜。
2.如权利要求1所述的传动装置级，其特征在于：以带有不同的直径(d11、d12)的圆柱形对称方式至少局部地构造所述摆动体(11)和所述轴承(12)。
3.如权利要求2所述的传动装置级，其特征在于：与所述摆动体(11)和所述轴承(12)的所述直径(d11、d12)相比，所述摆动体(11)的安装的偏心距较小，尤其不大于所述直径(d11、d12)的百分之几。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述摆动体(11)以两个接触点(B1，B2)靠在所述轴承(12)上。
5.如权利要求1至4中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述摆动体(11)与所述轴承(12)作为一种摩擦传动装置配合。
6.如权利要求1至4中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述摆动体(11)与所述轴承(12)通过齿配合，所述齿包括外齿(41)和内齿(42)，所述外齿(41)和内齿(42)相互啮合。
7.如权利要求1至6中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述轴线(A11、A12)在中心(M)相交。
8.如权利要求4和7所述的传动装置级，其特征在于：所述中心(M)设置在所述接触点(B1，B2)中间。
9.如权利要求1至7中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：在所述摆动体(11)的滚动期间，所述摆动体(11)的所述轴线(A11)在绕着所述轴承(12)的所述轴线(A12)的圆锥形表面上移动。
10.如权利要求1至9中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述摆动体(11)具有用于输出驱动器的圆锥形插孔(15)。
11.如权利要求7和10所述的传动装置级，其特征在于：所述插孔(15)在其最窄点包括接触圆(17)，所述接触圆(17)的所述中心(M)是所述轴线(A11、A12)的相交点。
12.如权利要求10或11所述的传动装置级，其特征在于：设有作为所述输出驱动器的轴杆，所述轴杆邻近于所述插孔(15)并具有对应于所述接触圆(17)的截面。
13.如权利要求1至12中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述驱动器(21)包括滚动偏心，所述滚动偏心移动所述摆动体(11)并由循环滚动离心球(25)产生。
14.如权利要求1至13中的任何一项所述的传动装置级，其特征在于：所述传动装置级(1)与所述致动驱动器(3)中的电机(31)结合。
15.如权利要求14所述的传动装置级，其特征在于：所述摆动体(11)承载所述电机(31)的转子磁铁(33)，而与所述转子磁铁(33)配合的定子(34)设置在包含所述轴承(12)的外壳(8)上。
16.一种致动驱动器(3)，带有如权利要求1至15中的任何一项所述的传动装置级(1)。
17.一种尤其是汽车车座的车座，带有如权利要求16所述的致动驱动器(3)。
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