CN102067416B - 用于车辆的电马达辅助驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的马达辅助驱动器，包括旋转地安装在壳体中的至少一个轴、具有至少一个止动部分的用于轴向游隙的补偿装置，所述止动部分抵靠壳体侧上的至少一个相向表面的至少一个接触表面并受到至少一个弹簧元件的弹簧力，同时可相对于轴运动，由此向轴施加能补偿轴向游隙的轴向力，其中，所述至少一个接触表面和/或壳体侧上的至少一个相向表面被设计为是倾斜表面，所述表面相对于轴的轴线倾斜。

Description

用于车辆的电马达辅助驱动器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于车辆的电动辅助驱动器。

背景技术

用于车辆的电动辅助驱动器已知有许多不同形式且用于各种不同目的，如风挡雨刷驱动器或马达，或还有作为例如用于对车辆座椅进行电调整的作动器，用于打开和关闭车窗的作动器等。

这类电动辅助驱动器通常包括电马达和连接到该马达的齿轮，该齿轮设计为例如是蜗轮。这种辅助驱动器的基本问题是轴向游隙，特别是马达或电枢轴的游隙，该轴同时或其延伸部分同时也是齿轮的被驱动轴。除了增加磨损以及可能的过早失效或驱动器缺陷外，以及特别是在反向风挡雨刷驱动器或马达(即在驱动器中)的情况下，该轴承游隙还导致噪音水平增加，所述驱动器的输出轴在驱动器被沿一个旋转方向和沿相反的旋转方向交替作动时回转。

在最简单的情况下，轴向游隙之前已经在电动辅助驱动器中通过调整螺钉进行了补偿，或具有适当的减小轴向游隙的轴承已经被使用。这些手段不能消除轴向游隙的增加在辅助驱动器的服役寿命中会增加的可能性。

已经提出了轴向游隙补偿装置(DE 198 54 535 A1)，用于在电动辅助驱动器中独立或自动的轴向游隙补偿，其主要包括止动部分，该止动部分设计作为楔形部并相对于轴沿径向方向可动地布置，该止动部分的一侧通过轴的轴承而作用在该轴上而其另一侧通过楔形面接触壳体侧上的匹配表面，该匹配表面相对于轴的轴线成一角度。止动元件通过弹簧而径向地相对于轴径向地沿轴向方向预施加力，以使得弹簧力转变成轴向力，该轴向力补偿游隙并通过止动部分上的倾斜面或楔形面作用在轴上，所述面与壳体侧上的倾斜匹配表面相互作用。在其他方面中，该已知的轴向游隙补偿装置的缺点在于，除了其需要壳体的特殊设计且由此不能提供给已经存在的和建立的用于电动辅助驱动器和/或其壳体的构造外，其具有相对较大的构造体积。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有轴向游隙补偿装置的电动辅助驱动器，其特征是一种具有独立轴向游隙补偿功能的紧凑结构，其在该辅助驱动器的整个服役寿命中保持有效且能有效地防止所用的轴的轴向游隙。

为了解决该问题，提出一种根据权利要求1所述的电动辅助驱动器。

在本发明中，轴向地作用在轴上、被弹簧元件预施加力(pretension)以用于独立的轴向游隙补偿的止动部分可绕一轴线枢转或旋转(该轴线平行于或基本平行于轴的轴线)，或与该轴布置在同一轴线上。在止动部分上形成至少一个接触表面和/或在壳体侧上形成作为倾斜或螺旋表面的、与该接触表面相互作用的匹配表面的结果是，通过绕其枢转轴线旋转或枢转止动部分来实现轴向游隙补偿。通过所述至少一个弹簧元件对止动部分预施加力，该止动部分用于独立且一直产生能补偿轴向游隙并以相应的扭矩轴向地作用在轴上的力。

根据本发明的轴向游隙补偿装置可通过等于或几乎等于与该装置相互作用的轴承直径的尺寸(特别是直径)来实现。

本发明的进一步开发形式、优点和应用可行性可从实施例的例子的以下描述和附图中得到理解。在这种情况下，所述和/或所示的所有特点本身或任何所需的组合基本上都是本发明的主题，而故不管在权利要求或在后文所述的关系的描述如何。权利要求的内容也是与本说明书一体的部分。

附图说明

基于附图以实施例的例子来在后文描述本发明，其中：

图1显示了根据本发明的电动辅助驱动器的简要图示和截面；

图2显示了图1的辅助驱动器的齿轮壳体的一部分以及轴向游隙补偿装置的元件的放大透视分解图；

图3显示了类似于图2的图示，但是沿另一方向观察的；

图4显示了止动部分以及轴向游隙补偿装置的支管弹簧或螺旋弹簧。

具体实施方式

在附图中，1是风挡雨刷驱动器形式的电动辅助驱动器。辅助驱动器1以固有公知方式包括电马达2和齿轮3，该齿轮被设计为是蜗轮。在其他方面中，电马达2包括设置在罐状马达壳体4中的电枢轴5，表现电枢绕组的电枢包6，以及换向器7。电枢轴5通过轴承8安装在罐状马达壳体4的基部区域中并从该马达壳体4的内部延伸到齿轮3和齿轮壳体9的内部。齿轮壳体在过渡到电马达2的部分处形成凸缘10，在该凸缘上，罐状马达壳体的开口侧是凸缘安装或以合适的方式固定的。

在凸缘10的区域中以及齿轮壳体9的远离凸缘10的一侧上，还在齿轮壳体9上设置有用于电枢轴5的轴承11和12。电枢轴5设计为是在两个轴承11和12之间的部分5.1上的蜗杆，该蜗杆与齿轮3的小齿轮或蜗轮(未示出)相互作用。

轴承8和11在该实施例中被设计为使得，其除了实现电枢轴5的径向支撑以外其也实现轴向支撑，而轴承12仅被设计为是径向轴承。

至少轴承11、但优选地以及轴承8和12是球轴承。在该情况下，轴承11包括外圆形轴承环或轴承元件11.1，该外圆形轴承环或轴承元件布置在形成于凸缘10的区域中的轴承开口13中，该轴承开口适配轴承元件11.1的规则圆柱形外表面，轴承11还包括内轴承环或轴承元件11.2，该内部轴承环或轴承元件牢固地设置且固定为围绕电枢轴并抵抗该电枢轴上的轴向运动，该轴承11还包括在轴承元件11.1和11.2之间的轴承座圈中的球11.3。

轴向游隙补偿装置14配置给轴承11，该轴向游隙补偿装置沿轴向方向可动地布置在轴承开口13中(即沿电枢5的轴线的方向)，其中包括圆形止动部分15和螺旋支管弹簧或扭力弹簧16。该止动部分由环本体18形成，该环本体具有环开口17，该环本体带有围绕环开口17并在止动部分15的面15.1上敞开的环形沟槽19，用于至少部分地容纳支管弹簧(leg spring)或扭力弹簧16。在另一面15.2上，圆形止动部分15设置有突出的凸缘状部分20，其面向面15.1的一侧被设计为包括具有同一对称中心的两个倾斜表面21，所述倾斜表面以螺纹形式分别绕圆形止动部分15的轴线实际上以一方式延伸约180度的角度，该方式是沿绕该轴线的假想旋转方向，每个倾斜表面距止动部分15的面15.2的距离沿相同方向增加或减小。

在组装状态下，电枢轴5以足够量的游隙穿过环开口17，且部分地容纳在环形沟槽19中且以一定间隔围绕电枢轴5的扭力弹簧16的一端16.1悬挂在止动部分15的沟槽22中。可绕电枢轴的轴线枢转的该止动部分15又以其端面15.1仅抵靠轴承元件11.1的方式布置，所述端面在壳体侧外部设置在该壳体侧上且更准确地说是在轴承元件11.1的面向齿轮3和齿轮内部的一侧上。

两个接触表面24在轴承开口13的区域中的轴承壳体9上以及在部分或环圈23上配置给倾斜表面21，所述环圈在该位置略突出到轴承开口中，所述接触表面同样被设计为是倾斜表面且实际上与倾斜表面21互补，以使得利用倾斜表面21与接触表面或倾斜表面24抵靠，并通过让止动部分15绕电枢轴5的轴线旋转(箭头A)、在楔形作用或螺纹作用下，会发生轴承11的轴向移位以及由此得到的电枢轴5的轴向移位(沿马达壳体4的基部的方向，即沿箭头B的方向)，且更准确地以便消除电枢轴5的任何存在的轴向游隙。

扭力弹簧16的另一端16.1悬挂在齿轮壳体9的沟槽25中并被预施加力，以使得其总是在电动辅助驱动器1的服役寿命中在止动部分15上沿箭头A方向施加动量，且由此，通过轴向游隙补偿装置14，总是能实现和保持电枢轴5的轴向游隙的自动补偿。

特别如图3所示，止动部分5在其与轴承11并与轴承元件11.1相互作用的面15.1上配备有在该面上方突出的外边缘26。该边缘确保止动部分15实际上在壳体侧上仅抵靠轴承元件11.1，用于电枢轴5的轴向游隙的自动补偿。

为了有助于组装，在给出的实施例中止动部分15进一步设计有在面15.1上方突出的卡扣钩27，其通过扭转的扭力弹簧16接合在齿轮壳体9上的相应卡持部28上并由此保持扭转弹簧16的张紧状态，直到完成电枢轴5的组装。

在其他方面中，轴向游隙补偿装置15的特点在于，其允许以减小的总体高度并以减小的构造体积且更为准确地说通过将扭力弹簧16的扭转力经由楔形或倾斜表面21和24转变为作用在电枢轴上的轴向力，而使得电枢轴5的轴向游隙得到有效补偿。进而，通过倾斜表面21和24，以一旦轴向游隙补偿实现则这种补偿甚至不会在电枢轴5的反向旋转运动(即旋转方向改变)中消失的方式，实现自抑制效果。

由于轴向游隙补偿装置14设计的结果以及还特别由于其有限的总体尺寸的结果，可以将该装置设置在相应的辅助驱动器1中以及在后者的齿轮壳体9中，而不用对辅助驱动器的现有形状和/或构造作出任何实质的改变。

止动部分15优选地是模制件，例如用合适的塑料或用任何适于止动部分的其它材料模制制造，例如烧结金属。

已经通过实施例的例子给出了本发明的描述。应理解，可以作出修改和改变，而由于本发明所基于的原理而不脱离本发明。

已经基于辅助驱动器1以及与设置在电马达2和齿轮3之间的过渡位置处的轴承11对本发明进行了描述。轴向游隙补偿装置14由此也可以用在其他轴承上和/或并非电动辅助驱动器的电枢轴的其他轴上。

附图标记列表

1         辅助驱动器

2         电马达

3         齿轮

4         马达壳体

5         电枢轴

6         具有电枢绕组的电枢包

7         换向器

8         轴承

9         齿轮壳体

10        凸缘

11、12    轴承

11.1，11.2轴承元件

11.3      轴承11的球或滚动元件

13        轴承开口

14        轴向游隙补偿装置

15        止动部分

15.1，15.2止动部分15的面

16        支管弹簧或扭力弹簧

16.1，16.2弹簧端

17        环开口

18        环本体

19    环形沟槽

20    凸缘

21    倾斜表面

22    沟槽

23    环圈

24    接触表面或倾斜表面

25    沟槽

26    面15.2上的环状凸出部

27    卡扣钩

28    卡持部

A     通过扭力弹簧16施加的动量

B     为了消除轴向游隙的轴向运动

Claims (14)

1.一种用于车辆的电动辅助驱动器，具有至少一个轴(5)，该轴旋转地安装在壳体(4、9)中，该装置具有带至少一个止动部分(15)的轴向游隙补偿装置(14)，该止动部分通过至少一个接触表面(21)邻靠壳体侧上的至少一个匹配表面(24)，相对于轴可动地受到至少一个弹簧元件(16)的弹簧力并由此在所述轴(5)上施加补偿轴向游隙的轴向力，其中，所述至少一个接触表面(21)和/或壳体侧上的所述至少一个匹配表面(24)作为相对于轴(5)的轴线带角度的表面实现，轴(5)通过轴向游隙补偿装置(14)的开口环(17)，其特征是，止动部分(15)设置为绕轴(5)的轴线或绕平行于轴(5)的轴线的枢转轴线可转动或可枢转，所述至少一个接触表面和/或所述至少一个匹配表面是围绕轴(5)的轴线且至少在部分区域上的螺旋表面的倾斜表面，且用于对止动部分(15)施加扭转力或扭矩的所述至少一个弹簧元件(16)被设计为围绕止动部分的枢转轴线。

2.如权利要求1所述的电动辅助驱动器，其特征是，止动部分(15)通过轴承(11)作用在轴(5)上，其中，轴承(11)是在壳体(4、9)中支撑轴(5)的轴承。

3.如权利要求2所述的电动辅助驱动器，其特征是，与止动部分(15)相互作用的轴承(11)设置为是滚柱轴承或球轴承，其具有至少两个环形的轴承元件(11.1、11.2)，其中一个轴承元件(11.2)设置为轴向地固定在轴(5)上且止动部分作用在另一轴承元件(11.1)上。

4.如前述任一权利要求所述的电动辅助驱动器，其特征是，止动部分(15)以围绕轴(5)的环的方式设计，并在相对于止动部分(15)的轴线径向取向的表面上具有所述至少一个接触表面(21)。

5.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，所述至少一个弹簧元件用支管弹簧或扭力弹簧(16)形成，该弹簧元件作用在止动部分(15)和壳体(9)或壳体的具有所述至少一个匹配表面(24)的一部分(10)之间。

6.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，止动部分(15)具有凹部，以至少部分地容纳弹簧元件(16)。

7.如权利要求5所述的电动辅助驱动器，其特征是，支管弹簧或扭力弹簧布置为围绕轴(5)。

8.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，所述至少一个接触表面(21、24)和所述至少一个匹配表面二者分别设计为是倾斜的或螺旋的表面。

9.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，与止动部分(15)相互作用的轴承(11)设置为在壳体(4、9)上能轴向运动。

10.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，第二轴承或轴承元件(8)抵抗由所述至少一个止动部分(15)产生的轴向力支撑轴(5)。

11.如权利要求1-3中任一项所述的电动辅助驱动器，其特征是，轴(5)是电马达(2)的电枢轴或是该电枢轴的延伸部分，所述延伸部分到达连接到电马达(2)的齿轮(3)的壳体(9)中。

12.如权利要求11所述的电动辅助驱动器，其特征是，除了与该止动部分相互作用的轴承(11)以外，轴向游隙补偿装置和所述至少一个止动部分(15)布置在马达壳体(4)中或在齿轮壳体(9)中的齿轮(4)和马达(2)之间的过渡部分处。

13.如权利要求4所述的电动辅助驱动器，其特征是，所述相对于止动部分(15)的轴线径向取向的表面是突出到所述环的本体上方的凸缘(20)的表面。

14.如权利要求6所述的电动辅助驱动器，其特征是，所述凹部是环形沟槽(19)。