CN101808861A - 用于汽车安全带的具有用于电动机转子轴的罐形轴承的安全带拉紧驱动装置 - Google Patents

用于汽车安全带的具有用于电动机转子轴的罐形轴承的安全带拉紧驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种安全带拉紧驱动装置，它具有一个包括转子轴的电动机、一根传动轴和一个从动轮。电动机通过一个第一传动机构驱动传动轴。传动轴本身又通过一个第二传动机构驱动从动轮。传动轴通过两个轴承支承在传动机构外壳内。转子轴的一个端部区域支承在一个罐形轴承内，该罐形轴承定位在传动机构外壳的罐形轴承座内。

Description

用于汽车安全带的具有用于电动机转子轴的罐形轴承的安全带拉紧驱动装置
技术领域
本发明涉及一种安全带拉紧驱动装置，它具有一个包括转子轴的电动机、一根传动轴和一个从动轮，其中，电动机通过一个第一传动机构驱动传动轴，而传动轴本身又通过一个第二传动机构驱动从动轮，并且其中传动轴通过两个轴承支承在传动机构外壳内。
背景技术
在目前市场上的车窗玻璃升降器电动机或者滑动天窗电动机中，通常使用一种用于径向支承驱动电动机的转子轴的球形帽轴承。转子轴的轴向支承和轴向间隙补偿通常在使用轴向起动盘的情况下进行。在此，为间隙补偿，要么使用一些不同材料厚度的起动盘，这一点的前提是测量每个驱动装置，要么使用一些调整螺钉或弹性的弹簧件。还建议通过一个冠形齿轮主动轮确保转子轴的轴向起动。在此转子轴插入到冠形齿轮主动轮中，该冠形齿轮主动轮在传动机构外壳中轴向起动。
由EP 0 655 358 A1已知一种用于在两个终端位置之间调整汽车所属各结构件的总成。该总成具有一个旋转方向可逆的驱动电动机和一个设置在该驱动电动机后的蜗轮蜗杆传动机构。蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆轴定位在两个沿轴旋转轴线方向观察彼此靠近且彼此隔开距离设置的凸肩之间并且设有配属于这些凸肩的对应凸肩。两对凸肩和对应凸肩通过预张紧的弹簧机构彼此紧贴。蜗杆轴与紧贴在其对应凸肩上的凸肩一起朝其旋转轴线方向可以逆着一个或另一个弹簧机构的力运动。
由DE 197 14 237 C1已知一种驱动装置总成，它具有一个总成外壳和设置在其中的一个电动机以及一个蜗轮蜗杆传动机构。该蜗轮蜗杆传动机构具有一个蜗轮和一个蜗杆轴，其中，一根轴既构成电枢轴也构成蜗杆轴。在轴的两侧设置止推轴承，其中至少一个轴向弹性地构成、支承在外壳内并且具有一个弹簧件。该弹簧件由一个弹簧片构成，该弹簧片具有一个中心的基本上圆形圈定的区。该区构成一个对着轴的滑动面。从该区放射状引出一些弹簧舌，它们从该区的一个基准面成角度地向外弯曲，以便以其自由端支承在外壳所属的外壳底部的内面上。此外还从该区放射状引出一些定心件。这种总成的优点在于，安装径向轴承之前，仅将一个将一方面构成一个弹簧件而另一方面构成一个起动盘的结构件插入总成外壳内。
由DE 295 13 699 U1已知一种用于调整小型电动机驱动装置的滑动支承的轴的轴向间隙的配置，该小型电动机驱动装置特别是用于驱动汽车车窗玻璃升降器驱动装置或类似物的电动机传动轴。在这种已知的配置中，一个弹性的盘形起动件压靠到轴的两个端面的每个端面上，起动件具有一种这样的变形弹簧特性，使得压紧力在轴向最大轴向间隙之内沿一个方向或另一个方向的轴向间隙运动中是微小的并且基本上是恒定的，但在达到最大轴向间隙的情况下在无弹性的止挡限制的方向上变大。此外，弹性的盘形起动件在其两个轴向端面分别紧贴在一个形状稳定的支承盘上。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种结构紧凑的、安装简单的安全带拉紧驱动装置。
该目的通过一种具有在权利要求1中给出的特征的安全带拉紧驱动装置得以实现。本发明有利的构成和进一步的扩展在从属权利要求中给出。
本发明的优点特别是在于，通过取消在已知的驱动装置中设置的轴向起动小盘，可以使驱动装置的结构紧凑。此外还简化了转子轴的安装，因为不需要分开地安装一个径向轴承和一个止推轴承。权利要求1中给出的罐形轴承既吸收转子轴的径向力也吸收转子轴的轴向力。
优选的是，依据本发明的安全带拉紧驱动装置包括一个定位在罐形轴承座底部与罐形轴承底部之间的弹簧件，该弹簧件作为弹簧垫片实现并起轴向补偿作用。驱动装置在此这样设计，使得转子轴在运行中沿主操纵方向轴向起动进入相对置的轴承内，也就是进入处于电动机外壳内的轴承内。如果沿相反方向并以降低的负荷操纵转子轴，那么转子轴通过罐形轴承在弹簧件上起动。为了在此防止弹簧件过载，在传动机构外壳内以有利的方式设置一个防止弹簧件完全压缩的凸台。
以有利的方式通过张紧的弹簧件的持续的压力，转子轴始终在确定的预张力下保持在罐形轴承内。由此整个罐形轴承高度始终相当于转子轴的有效支承面，从而改进转子轴的支承。
优选的是，罐形轴承侧壁的外面沿轴向凹面地构成，而罐形轴承座侧壁的内面直线地构成。这样以有利的方式允许罐形轴承在罐形轴承座内至少略微轴向倾斜。由此可以补偿转子轴的角度误差。
罐形轴承以有利的方式防扭转地支承在传动机构外壳内。这一点可以由此实现，即罐形轴承侧壁的外面具有一个沿轴向延伸的槽，而罐形轴承座侧壁的内面设有一个嵌入所述槽内的凸起部。作为对此的选择，这一点也可以由此实现，即罐形轴承侧壁的外面和罐形轴承座侧壁的内面分别沿周向具有一种多边形的形状。通过这种措施确保形锁合地装入罐形轴承座内的罐形轴承在驱动装置的运行中不会共同旋转。
附图说明
本发明其他有利的特性由借助附图对其进行的举例说明给出。其中：
图1用于说明安全带拉紧驱动装置的工作原理的透视图；
图2安全带拉紧驱动装置装入传动机构外壳内的各结构件的透视图；
图3用于图示说明安全带拉紧驱动装置装入汽车B立柱内的视图；
图4安全带拉紧驱动装置的一个部分的剖面图；
图5图4的一个部分的放大图；
图6具有说明符号的图5的视图；
图7用于防扭转的第一实施例的罐形轴承的视图；以及
图8用于防扭转的第二实施例的罐形轴承的视图。
具体实施方式
图1示出了用于说明安全带拉紧驱动装置的工作原理的透视图。所示的安全带拉紧驱动装置1具有一个电动机2，在图1示出了其中的转子硅钢片叠片2a、换向器2b、转子轴2c和加工到转子轴中的蜗杆2d。转子硅钢片叠片2a和换向器2b与转子轴2c抗扭连接。此外安全带拉紧驱动装置1还具有一个传动轴3。该传动轴设有一个与其抗扭连接的蜗轮3b。此外传动轴3还具有一个加工到其中的另外的蜗杆3d。为将传动轴支承在一个未示出的传动机构外壳内，设置一个第一轴承3a和一个第二轴承3c，它们为球形帽轴承。安全带拉紧驱动装置1此外还具有一个为蜗轮的从动轮4。该从动轮在其外圆周上设有外啮合齿4a。汽车安全带的在图1中未示出的卷轴插入到从动轮4的内孔中。
电动机2通过一个第一传动机构驱动传动轴3。第一传动机构由转子轴的蜗杆2d和与传动轴抗扭连接的蜗轮3b构成，其中，蜗轮3b与蜗杆2d啮合。该第一传动机构是一种蜗轮蜗杆传动机构，该蜗轮蜗杆传动机构在一个90°转向传动机构意义上实现。电动机2的转子轴2c和传动轴3彼此以直角设置。
传动轴3通过一个第二传动机构驱动从动轮4。该第二传动机构由传动轴的蜗杆3d和与卷轴联接的具有外啮合齿4a的从动轮4构成，其中，优选以塑料构成的蜗杆3d与从动轮4啮合。该第二传动机构也是一个在90°转向传动机构意义上实现的蜗轮蜗杆传动机构。传动轴3和安全带的与从动轮4联接的卷轴彼此以直角设置。作为对此的选择，第二传动机构也可以是圆柱齿轮传动机构。
通过使用两个90°转向传动机构，实现了转子轴2c和在图1中未示出的卷轴彼此平行延伸。这一点有助于节省安全带拉紧驱动装置的结构空间，正如下面借助图3还要介绍的那样。
通过将一个蜗轮蜗杆传动机构用作第一传动机构，在运行中实现了蜗轮3b的啮合齿与蜗杆2d的滚动啮合。由此该驱动装置便低噪声和低振动地工作。
此外安全带拉紧驱动装置的功能性还得到改进。安全带拉紧驱动装置的这种功能性要求克服由乘客在汽车制动时施加到安全带上的强烈压力产生的前移力。这种将强烈压力施加到安全带上相当于试图使传动机构反向转动。
在一种由本申请人开发的、已知的安全带拉紧驱动装置中，通过相应设计第二蜗轮蜗杆传动机构的倾斜角，实现了该传动机构沿反向或或受驱动方向比沿正向或驱动方向具有更差的效率。关于第一传动机构，沿反向的效率与沿正向的效率一致，第一传动机构在本申请人开发的已知的安全带拉紧驱动装置中是一种冠状齿轮传动机构。为了比仅通过所述的第二蜗轮蜗杆传动机构的倾斜角的设计更好地克服前移力，在已知的安全带拉紧驱动装置中，以最大闭塞电流的约三分之一的电流强度给电动机反向通电流。
以一种这样的电流强度反向通电流在图1所示的安全带拉紧驱动装置中不一定非得需要。因为在这种安全带拉紧驱动装置中，传动机构的自动制动作用由此得到加强，即第一传动机构也是蜗轮蜗杆传动机构。通过串联两个蜗轮蜗杆传动机构，以有利的方式沿正向或驱动方向获得足够的效率，而沿反向或受驱动方向则获得所要求的自动制动或僵硬性。需要时还可以通过以一个较低的电流强度给电动机反向通电流来支持自动制动作用。
图2示出了安全带拉紧驱动装置的装入一个传动机构外壳内的各结构件的透视图。特别是从图2可以看出，电动机的转子轴2c从由传动机构外壳5构成的平面垂直向上凸起，传动轴3处于由传动机构外壳5构成的平面中，并且安全带的在图2中也未示出的卷轴同样与由传动机构外壳5构成的平面以直角设置，卷轴与从动轮4抗扭连接并且轴向装入设置在从动轮4的中心的空隙内。此外从图2得知，安全带的装入从动轮4内的卷轴平行于电动机的转子轴2c延伸，从而总体上得到安全带拉紧驱动装置的一种节省结构空间的结构。
安全带拉紧驱动装置的这种节省结构空间的结构可以节省空间地将安全带拉紧驱动装置装入汽车的B立柱内。这一点在图3中可以看出。那里采用附图符号6标注出B立柱，采用附图标记7标注出安全带，采用附图标记8标注出电动机的外壳并采用附图标记9标注出安全带自动伸缩器的外壳。从图3可以看出，安全带拉紧驱动装置的电动机以节省空间的方式设置在安全带自动伸缩器的上方。作为对此的选择，电动机也可以设置在安全带自动伸缩器的下方。
在图2所示的安全带拉紧驱动装置中，转子轴2c的下端部区域需要支承在传动机构外壳5的一个轴承内。下面借助图4详细介绍这种支承的实施例。
该图示出安全带拉紧驱动装置的一个部分的剖面图。在该剖面图中示出了电动机的外壳8、转子轴2c及固定在其上的换向器2b的叠片10、一个固定在转子轴2c上的磁环11、加工到转子轴2c中的蜗杆2d和转子轴2c的处于蜗杆2d下方的端部区域2e。
此外从图4还得知，蜗杆2d与设置在传动轴3上的蜗轮3b啮合。
此外从图4可以看出，转子轴2c的端部区域2e支承在一个罐形轴承12内，该罐形轴承装入到传动机构外壳5的一个罐形轴承座13内。
图5示出了图4的围绕罐形轴承12的部分的放大图。罐形轴承12具有一个环绕的罐形轴承侧壁12a和一个罐形轴承底部12b。传动机构外壳的罐形轴承座包括一个环绕的罐形轴承座侧壁13a和一个罐形轴承座底部13b。
罐形轴承座底部13b具有一个向内也就是指向罐形轴承底部12b方向的凸台13c，它设置在罐形轴承座底部13b的中间区域内。此外，在罐形轴承座底部13b与罐形轴承底部12b之间的区域内装入一个弹簧件14，该弹簧件优选是一个弹簧垫片。借助该弹簧件14进行轴向间隙补偿。因为转子轴2c设有一个蜗杆2d，所以在运行中出现了转子轴2c的比较高的轴向移动力。为防止对弹簧件14的持续高的轴向负荷，电动机这样设计，使得转子轴2c沿主操纵方向在相对置的轴承内也就是在处于电动机外壳内的轴承内轴向起动。如果沿相反方向以降低的负荷操纵转子轴2c，那么转子轴2c通过罐形轴承12在弹簧垫片14上起动。在罐形轴承座底部13b的区域内的所述凸台13c具有的作用是，避免弹簧垫片14过载。所述的凸台13c防止了弹簧垫片被完全压缩。
与此无关，转子轴2c在运行中通过弹簧垫片14始终在确定的预张力下保持在罐形轴承内。由此确保全部罐形轴承高度始终用作为有效的支承面。
此外从图5还可以看出，罐形轴承侧壁12a的外面12a1沿轴向A凹面地构成，也就是向外凸起地构成，而罐形轴承座侧壁13a的内面13a1则直线地构成。这种构成的优点在图6中通过箭头Pf1示出。该箭头Pf1表示，由于罐形轴承侧壁的外面凹面的构成和罐形轴承座侧壁的内面直线的构成，罐形轴承在罐形轴承座内至少可以略微倾斜。由此能够以有利的方式补偿例如由于加工造成的或者安装产生的角度误差。
通过在图6中的实线箭头Pf2要表示在安全带拉紧驱动装置的运行中在转子轴2c旋转时不允许罐形轴承12共同旋转。为确保这一点，在依据本发明的安全带拉紧驱动装置中，罐形轴承12防扭转地支承在传动机构外壳5的罐形轴承座13内。
图7示出了用于防扭转的第一实施例的罐形轴承的视图。在图7所示的罐形轴承具有一个或多个槽12c，这些槽加工在罐形轴承侧壁的外面12a1中并且沿轴向延伸。在这些槽12c分别内嵌入一个凸起部13d，该凸起部设置在罐形轴承座侧壁13a的内面上。如果设置多个这样的凸起部，那么这些凸起部可以用于使弹簧件14对中心。
图8示出用于防扭转的第二实施例的罐形轴承的视图。在图8所示的罐形轴承中，罐形轴承侧壁12a的外面12a1具有一种多边形V的形状。在该实施例中，罐形轴承座侧壁13a的内面13a1同样具有一种多边形V的形状。这样做的结果是，形锁合地由罐形轴承座侧壁13a包围的、多边形构成的罐形轴承不能沿周向相对于罐形轴承座侧壁扭转。
前面介绍的本发明主要涉及一种具有紧凑结构的新型安全带拉紧器设计，其中用作驱动电动机的电动机的转子轴的端部区域支承在一个罐形轴承内，该罐形轴承装入驱动装置的传动机构外壳的一个罐形轴承座内。罐形轴承优选在罐形轴承座内至少可以略微倾斜并且防扭转地支承，以便可以补偿转子轴的角度误差，并且以防止在运行中罐形轴承与旋转的转子轴共同旋转。

Claims (8)

1.安全带拉紧驱动装置(1)，它具有一个包括转子轴(2c)的电动机(2)、一根传动轴(3)和一个从动轮(4)，其中，电动机通过一个第一传动机构(2d、3b)驱动传动轴，而传动轴本身又通过一个第二传动机构(3d、4a)驱动从动轮，并且其中传动轴通过两个轴承(3a、3c)支承在传动机构外壳(5)内，其特征在于，转子轴(2c)的一个端部区域(2e)支承在一个罐形轴承(12)内，而该罐形轴承定位在传动机构外壳(5)的一个罐形轴承座(13)内。
2.按权利要求1所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，罐形轴承(12)具有一个环绕的罐形轴承侧壁(12a)和一个罐形轴承底部(12b)，而罐形轴承座(13)具有一个环绕的罐形轴承座侧壁(13a)和一个罐形轴承座底部(13b)。
3.按权利要求2所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，传动机构外壳(5)的罐形轴承座(13)在罐形轴承座底部(13b)的区域内具有一个向内指向的、朝向罐形轴承底部(12b)的凸台(13c)。
4.按权利要求3所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，该安全带拉紧驱动装置包括一个定位在罐形轴承座底部(13b)与罐形轴承底部(12b)之间的弹簧件(14)。
5.按前述权利要求之一所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，罐形轴承侧壁(12a)的外面(12a1)沿轴向(A)凹面地构成而罐形轴承座侧壁(13a)的内面(13a1)直线地构成。
6.按前述权利要求之一所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，罐形轴承(12)防扭转地支承在传动机构外壳(5)内。
7.按权利要求6所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，罐形轴承侧壁(12a)的外面(12a1)具有一个或者多个沿轴向(A)延伸的槽(12c)而罐形轴承座侧壁(13a)的内面(13a1)具有一个或者多个嵌入这些槽(12c)内的凸起部(13d)。
8.按权利要求6所述的安全带拉紧驱动装置，其特征在于，罐形轴承侧壁(12a)的外面(12a1)和罐形轴承座侧壁(13a)的内面(13a1)分别沿周向具有一种多边形的形状。
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