CN104141680A - 止推蘑菇状部件以及具有该止推蘑菇状部件的电机 - Google Patents

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Abstract

用于轴向支撑电机(50)转子轴(58)的止推蘑菇状部件(10)，具有端面(12)，在该端面上构造有止推面(14)，该止推面(14)在安装状态下与电机(50)的配对面(60)共同作用，其中所述止推面(14)被构造为圆环形。本发明还包括电机(10)，其中安装有所述止推蘑菇状部件(10)。

Description

止推蘑菇状部件以及具有该止推蘑菇状部件的电机
技术领域
本发明涉及按照独立权利要求前序部分所述的一种止推蘑菇状部件(Anlaufpilz)以及一种具有这样的止推蘑菇状部件的电机。
背景技术
通过DE 10 2007 018037 A公开了一种电机的止推蘑菇状部件，其中围绕着中心球形的止推圆顶(Anlaufkuppe)在它周围布置了一个润滑油脂袋，该润滑油脂袋在整个运转期间内提供用于润滑该止推圆顶的润滑油脂。这种实施方式的缺陷是：通过中心止推圆顶近的似于点状的布置而实现相对弱的自动制动，其中由于所述止推圆顶的磨损，接触面()在使用寿命期间逐渐增大。这种自动制动的效果由此在使用寿命期间并不恒定，因此也就没有预先定义的摩擦情况。根据本发明所述的实施方式应该消除这一缺陷。
发明内容
具有独立权利要求特征的、依据本发明的止推蘑菇状部件以及依据本发明的电机相对于此具有如下优点，即通过在所述止推蘑菇状部件上构造出预先确定的止推面，在电机的整个使用寿命期间-即使在所述止推面()发生摩擦时-摩擦力矩相对恒定。由于所述止推面为环形，因此相对于中心的止推圆顶，在壳体上的电枢轴的摩擦半径更大，从而提高所述自动制动。即使所述止推面发生磨损，止推环的形状和半径保持几乎不变。由于所述止推面的圆形外周，所述摩擦力矩即使在所述转子轴的整个旋转期间也相当均匀。由于更大的接触面，可以有利地减小摩擦，从而轴向间隙有利地在使用寿命期间只发生微小的变化。
通过在从属权利要求中所述的措施，可以实现在独立权利要求中所给出的特征的有利的发展方案和改进方案。所述止推面的环形形状特别简单地通过在所述止推蘑菇状部件的端面内构造出中心的凹处来实现。如果所述凹处为圆形，则其外周就形成了所述环形的止推面的内圆周。这样就消除了在传统的球形的止推蘑菇状部件中会导致摩擦特性强烈变化的中心接触点(Anlagepunkt)。
如果所述止推面没有拱形结构，而是构造为平坦的，那么就特别有利。这种近似于与所述壳体的配对面相平行的平坦的面的磨损要比拱形的止推圆顶明显更小。在所述电机的寿命开始时，摩擦值从而被构造为相当高，并且所述摩擦面的面积特别有利地在整个运行期间实际上是恒定的。
如果所述止推面在其径向边缘上具有倒角，则在使用期间内，由于-即使很小的-摩擦，就产生毛边，该毛边对于摩擦行为产生不利的、在此特别是不确定的影响。在制造所述止推蘑菇状部件的过程步骤中，例如通过注塑成型来与所述中心凹槽一起模制出这些倒角，但没有附加费用。
对于机动车中的伺服驱动装置来说证明特别有利的是，构造出具有1.0至1.5毫米的内半径和2.0至3.0毫米的外半径的止推面，原因是，由此达到用于自动制动所述驱动装置的相当大的摩擦力矩。针对车窗玻璃升降驱动器，例如通过大约1.2至1.3毫米的内半径和2.4至2.5毫米的外半径以及与所述传动器布置的其它措施一起来阻止所述车窗玻璃在所述车窗玻璃升降驱动器切断的情况下由于外部力的作用而打开。
为了将所述止推蘑菇状部件固定在所述转子轴之上，所述止推蘑菇状部件在与止推面相对置的背面上具有轴向的突起部(Fortsatz)，该突起部相对于所述转子轴具有防旋转部(Drehsicherung)。为此，所述突起部优选被构造为多边形，它嵌合到位于所述转子轴端部上的相应的多边形-凹口内。所述突起部可以特别简单地被制造为四边形，特别是具有正方形的横截面。所述突起部例如在自由端部处具有导入倒角(Einführfase)，从而能够更容易地被安装到所述凹口内。
从制造技术来看，在所述端面上的环形的止推面和径向中心的凹槽能够以非常有利的和多变的方式通过喷射铸造方法制造而成。如果在这里使用热后可塑性的材料，则既可以优化摩擦特性，又能优化使用寿命。特别是使用摩擦性能有所优化的塑料(例如PEEK：聚醚醚酮)连同附加材料来阻止在环形的止推面上产生大的磨损，其中由于更大的摩擦半径而产生更大的摩擦力。例如碳纤维和/或石墨和/或PTFE可被用作附加材料。
所述在端面上的、通过环形的止推面所形成的径向内侧空腔可以在运行过程中被用作润滑油脂袋，该润滑油脂袋持续地为所述止推面-在高转速条件下得益于离心力-提供润滑剂。一方面为了在整个使用寿命期间提供充足的润滑油脂储量、以及另一方面将轴向的结构空间减小到最低限度，或者不降低所述止推蘑菇状部件的机械稳定性，所述中心的凹槽被构造为大约0.5至1.0毫米深，优选在所述端面上的直径为2至3毫米。
使用根据本发明的、用于电机的止推蘑菇状部件是特别有利的，该电机例如被构造为传动驱动单元，其中电动机将扭矩传递给传动单元。如果所述止推蘑菇状部件被抗扭地固定在所述转子轴的轴向端部上-例如通过所述轴向的突起部的形状配合连接，那么就可以明确地调节所述传动驱动单元的自动止动(Selbsthemmung)，其中达到一种在寿命期限内恒定的摩擦力矩，该摩擦力矩相对于圆顶形的止推圆顶可能具有更大的数值。
在一种优选的实施方式中，所述止推蘑菇状部件抵靠着所述电动机的极罐(Poltopf)的内壁。为了支承所述转子轴，在所述极罐上形成了用于径向轴承的容纳部(Aufnahme)，在该径向轴承中容纳有所述转子轴的轴向端部。所述止推蘑菇状部件的止推面可以在此直接支撑在所述轴承容纳部的轴向内表面上，而不需要其它的止推片(Anlaufsscheibe)。使用摩擦性能有所优化的塑料(例如带有附加材料的PEEK)在此特别适用于由金属制成的、优选被制作为深冲部件的极壳壁上的止推部(Anlauf)。
如果在所述转子轴之上布置了与传动单元的蜗轮相啮合的蜗杆，则所述转子轴具有一定的轴向间隙，该轴向间隙特别是在所述转子轴旋转方向换向时导致所述转子轴轴向上发生一定的推移。为减小这种轴向间隙，可以在转子轴的、与止推蘑菇状部件相对置的端部上轴向布置一弹性的元件，该弹性的元件也补偿在使用寿命内可能在所述止推面上出现的磨损。
这种电机优选被用作用于调节部件(Stell-Teil)的传动驱动单元，调节部件可以借助于它朝向两个方向线性地进行调节。通过明确地调节所述传动驱动单元的自动制动装置，通过环形的止推面的摩擦半径，能够阻止当负荷一侧的力矩作用于所述传动机构时，在电动机被切断时可以调节所述调节部件。这一功能例如在用于车窗玻璃、滑动天窗或座位部件时特别必要。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，并且在下文中进行详细描述。
图1：根据本发明的止推蘑菇状部件的实施例的横截面；
图2：带有已安装的止推蘑菇状部件的电机的实施例的剖面；
图3：依据图2的转子轴支承结构的细节视图。
具体实施方式
在图1中示出了一种根据本发明所述的止推蘑菇状部件10，正如该止推蘑菇状部件被用于轴向地支撑一种电机50的转子轴58那样。所述止推蘑菇状部件10具有端面12，该端面在已安装的状态下朝向所述电机50的壳体56的配对面60指向。在所述端面12上构造出一种止推面14，该止推面被布置为与所述止推蘑菇状部件10的轴向的中轴线20间隔距离。所述止推面14被构造为圆环16，该圆环具有一种内半径21和一种外半径22，它们例如为大约1.2毫米和大约2.4毫米。在所述环形的止推面14的内部径向地形成一凹槽18，该凹槽在端面12上的外半径24与所述内半径22相对应。所述凹槽18优选具有0.5毫米至1.5毫米的深度26，并且在安装状态下适合于用作润滑剂用的容器，以润滑所述止推面14。所述凹槽18在该实施例中具有被构造为圆锥形的侧壁28。所述侧壁28在所述止推面14的内半径21上形成倒角31。同样在外半径22上形成倒角32。所述倒角31、32优选形成相对于中轴线20相对较小的角(例如小于40°)，这样所述止推面14在发生磨损时不会明显增大。
所述整个止推面14被构造为平坦的表面，该表面特别是近似地垂直于中轴线20地定向。与所述止推面14和凹槽18对置地布置有盘形的支撑区域()34，该支撑区域的背面36在安装状态下贴靠在所述转子轴58的端部62上。在所述背面36上构造有轴向的突起部38，该突起部沿着中轴线20延伸。在所述轴向的突起部的自由的端部40上，构造有导入倒角42，所述止推蘑菇状部件10通过该导入倒角42更容易地装入到所述转子轴58的端部62上相应的凹口64内。所述轴向的突起部38的外周44被实施为有角的，并且作为防旋转部与所述凹口64构成一种形状配合连接46。所述外周44例如被构造为三角形、四角形、五角形、六角形或多角形，它们相应地相对于所述旋转方向19与所述相应的凹口64形成一种形状配合连接46。
在这一实施方式中，在自由的端部40上构造有喷射罩(Anspritzdom)48。所述止推蘑菇状部件10被构造为塑料压铸零件，并且由部分结晶的热塑性塑料、特别是由摩擦性能有所优化的塑料(例如聚醚醚酮)和附加材料所制成。借助于喷铸方法，可以在工作流程中喷铸出所述止推面14、凹槽18以及在盘形的支撑区域34上的轴向的突起部38，这样所述止推蘑菇状部件10被制造为一体的-特别是均质的-构件。除了所述外周44的防旋转部之外，所述止推蘑菇状部件10对于所述中轴线20旋转对称地进行构造。
在图2中示出了电机50，其中电动机52和传动机构54-特别是蜗轮传动机构-形成一种传动驱动单元55，正如该传动驱动单元用于调节机动车中的滑动车顶、车窗玻璃或座位部件那样。所述电动机52具有定子70，其中在极壳74中布置永磁体72。在定子70内布置转子76，其中在所述转子轴58之上固定有带线圈68的电枢组(Ankerpaket)66。为了传递电动机52的扭矩，在所述转子轴58之上布置蜗杆78，该蜗杆啮合到所述传动机构54的蜗轮79中。所述蜗轮79与驱动小齿轮80相耦合，在所述驱动小齿轮上提供用于调节可移动部件-例如车窗玻璃-的驱动力矩。在所述转子轴58的轴向端部82上，在该转子轴和电机50的壳体56的壁84之间，布置有弹性的减振元件84-例如减振橡胶体，从而补偿特别是在所述转子轴58变换旋转方向时出现的轴向间隙。在所述减振元件84和端部82之间布置一个附加的、单独的止推盘83。
如果负荷一侧的扭矩通过驱动小齿轮80作用于所述传动驱动单元55，那么整个系统的自动制动必须大到使所述转子轴58在电动机52被切断时无法旋转。所述自动制动决定性地由所述传动机构54的构造以及壳体56中的转子轴58的轴承结构(Lagerung)来确定。因此，所述自动制动可以通过如本发明所述的、被布置在所述转子轴58的两个端部中的一个端部62或两个端部62、82上的止推蘑菇状部件10来确定。在图2左侧，所述止推蘑菇状部件10例如被插到所述转子轴58的轴向端面86之上，并支撑在作为壳体56的一部分的极壳74上。所述极壳74具有轴承容纳部88，所述转子轴58的径向轴承89被插入到该轴承容纳部88中，所述径向轴承特别被构造为滑动轴承，在该轴承中可旋转地支承所述转子轴58。所述轴承容纳部88被构造为在所述极壳74上的罐形的外翻处(Ausstülpung)90，并且具有轴向的底面92，所述止推蘑菇状部件10朝该作为配对面60的底面92止推。
在根据图2的实施例中，所述转子轴58借助于另一个轴承96-特别是球形帽轴承-进行支承，该轴承96被保持在被轴向地布置在所述电动机52和传动机构54之间的电刷架部件98上。
在图3中以放大图示出了所述罐形的外翻处90的区域，在其中，所述底面92和所述极壳74被构造为一个整体。在这种情况下，所述极壳74作为深冲部件由金属制成，由塑料制成的止推蘑菇状部件10直接地-在没有使用其它止推元件(Anlaufelement)的情况下-贴在由金属制成的底面92上。在此，借助于作为抵靠面60的可塑的材料变形体(Materialumformung)在所述底面92上形成一种特别平坦的平面区域93，该平面区域近似垂直于所述止推蘑菇状部件10的中轴线20地延伸。所述止推面14的圆环16直接贴靠在该区域93上，其半径94大于所述外半径22。
在图3里的实施方式中，所述支撑区域34的直径95比所述外半径22加上外倒角32稍大，并且以其背面36支撑在所述转子轴58的端面86上。所述直径95例如为大约6毫米，其中所述止推蘑菇状部件10可以被插到6毫米至8毫米的轴之上。所述轴向突起部38被插入到所述转子轴58的凹口64内，并在此具有被整圆的自由端部40。所述电枢轴58的端部62同样被制出倒角，以便使得所述转子轴58可被插入到滑动轴承88中。
需要注意的是，在附图和说明书中描述的实施例中，单个特征相互可以有很多个组合可行方案。因此，例如所述内半径和外半径21、22和深度26可以匹配于所述电动机52的功率以及传动机构54的几何形状，特别是匹配于具体的调整实施方案。同样，所述轴向突起部38的形状以及与所述转子轴58的端部62的形状配合连接可以相应地发生变化。所述电机10在此优选地用于机动车中的伺服驱动装置，例如用于调整座位部件、车窗玻璃、活动车顶和开口的保护层，但并非仅限于这些应用方案。

Claims (12)

1.用于轴向地对于电机(50)的转子轴(58)进行支撑的止推蘑菇状部件(10)，具有端面(12)，在该端面上构造有止推面(14)，而该止推面(14)在安装状态下与电机(50)的配对面(60)共同作用，其特征在于，所述止推面(14)被构造为圆环形。
2.如权利要求1所述的止推蘑菇状部件，其特征在于，在所述端面(12)上在径向上中心地构成一凹槽(18)，该凹槽被径向地布置在所述止推面(14)的内部。
3.如权利要求1或2所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，所述止推面(14)被构造为平坦的面，该平坦的面特别是近似地垂直于转子轴(58)地定向。
4.如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，在端面(12)上在所述止推面(14)的外周和/或内周处形成倒角(31、32)。
5.如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，所述止推面(14)的内半径(21)是1.0毫米至1.5毫米-优选为大约1.2毫米-并且所述止推面(14)的外半径(22)是大约2.0毫米至3.0毫米-优选为大约2.4毫米。
6.如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，与所述端面(12)相对置地构造出轴向突起部(38)，以将所述止推蘑菇状部件(10)装入到所述转子轴(58)的端部一侧的凹口(64)内，其中所述突起部(38)特别是被构造为多边形，优选为四边形。
7.如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，它被构造为塑料压铸零件，其中尤其将部分结晶的热塑性塑料、优选是由摩擦性能有所优化的塑料(例如PEEK＝聚醚醚酮)连同附加材料、例如碳纤维和/或石墨和/或PTFE用作材料。
8.如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，其特征在于，中心的凹槽(18)径向地在所述止推面(14)内部被构造为润滑油脂容器，它在已安装状态下为了润滑所述止推面(14)而填充润滑油脂-并且特别是所述凹槽(18)被构造为0.5毫米至1.0毫米深。
9.具有壳体(56)的电机(10)，在该壳体中支承有转子轴(58)，其特征在于，在所述转子轴(58)的至少一个端部(62、82)上抗扭转地固定如上述权利要求中任一项所述的止推蘑菇状部件(10)，该止推蘑菇状部件轴向地在壳体(56)上支撑所述转子轴(58)。
10.如权利要求9所述的电机(10)，其特征在于，所述壳体(56)具有极罐(74)，它带有用于所述转子轴(58)径向轴承(89)-优选为滑动轴承-的轴承容纳部(88)，其中所述止推蘑菇状部件(10)-特别是直接地-止挡在所述轴承容纳部(88)的轴向内壁(93)上。
11.如权利要求9或10所述的电机(10)，其特征在于，所述转子轴(58)被构造为电机(52)的一部分并且具有蜗杆(78)，扭矩能够借助于该蜗杆(78)从电动机(52)传递到传动单元(54)的蜗轮(79)，其中在所述转子轴(58)的、在轴向上与所述极罐(74)相对置的端部(82)上布置有弹性的减振元件(84)，该减振元件补偿所述壳体(56)内转子轴(58)的轴向间隙-例如在旋转方向转向时。
12.如权利要求9至11中任一项所述的电机(10)，其特征在于作为伺服驱动装置的构造，特别是构造为机动车中的车窗玻璃-、滑动天窗-、或者座位调节-驱动装置，其中当扭矩在负荷一侧作用于蜗轮(79)时通过自动制动来阻止所述伺服驱动装置，其中所述伺服驱动装置的自动制动通过选择所述止推面(14)的内外半径(21，22)能够进行调整。
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