CN104467254B - 电驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电驱动装置(1)，其包括用于产生驱动力的电动机(2)以及用于传递驱动力的传动装置(3)。电动机(2)具有马达壳体(6)、布置在马达壳体(6)中的转子(4)以及承载转子(4)的马达轴(8)。传动装置(3)具有至少两个以力传递技术联接的传递元件(14、16)。此外，电驱动装置(1)包括用于容纳电动机(2)和传动装置(3)的驱动装置壳体(12)。此外，马达轴(8)借助至少一个第一径向轴承(20)和至少一个第二径向轴承(22)支承，并且横向于其旋转轴线(10)卡紧，其中，第二径向轴承(22)与旋转轴线(10)在径向上错开地布置。

Description

电驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电驱动装置，其尤其是具有电动机以及与之联接的传动装置。
背景技术
常规的电动机具有马达轴，该马达轴承载转子并且在运行时绕其纵轴线旋转。在电驱动装置中，以常规方式，用于将其运动传递到待驱动的构件上，并且用于传动电动机的驱动力的马达轴在从动侧与传动装置联接。为了能够实现马达轴的尽可能平稳的旋转，该马达轴通常借助至少两个径向轴承沿其纵轴线支承。
这种径向轴承例如是滚动轴承。然而尤其是在具有特别小的尺寸的电动机和驱动装置中，滑动轴承也用作径向轴承。滑动轴承通常比滚动轴承要更廉价和更轻。滑动轴承以常规方式实施为套筒，其由具有相对于马达轴特别小的摩擦系数的材料形成。为了例如简化滑动轴承在马达轴上的装配，为了在多个分配在纵轴线上的滑动轴承的情况下阻止歪斜，并且为了均衡滑动轴承和马达轴的不同的热膨胀，滑动轴承大多相对于马达轴实施有少许轴承间隙(即，实施有比马达轴的外直径略大的内直径)。基于该轴承间隙，尤其是在转子振动的情况下可以导致噪音(例如“咯咯声”)，振荡例如由不平衡或者转速的改变引起。
发明内容
本发明所基于的任务是说明一种电驱动装置，其具有特别小的噪音。
该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的电驱动装置解决。本发明有利的且部分有创造性的实施形式和改进方案在从属权利要求和随后的说明书中阐述。
根据本发明的电驱动装置包括电动机，其优选装备和设置用于产生驱动力，并且具有马达壳体、布置在马达壳体中的转子以及承载转子的马达轴。电驱动装置此外包括传动装置，其优选装备用于传递驱动力，并且具有至少两个以力传递技术相互联接的传递元件。此外，电驱动装置包括用于容纳电动机和传动装置的驱动装置壳体。根据本发明，马达轴在此至少借助一个第一径向轴承和一个第二径向轴承(可绕其旋转轴线转动地)支承，并且在此横向于其旋转轴线而卡紧。
马达轴在此通过相对于旋转轴线径向错开地布置第二径向轴承而卡紧(verspannt)。即，第二径向轴承以其轴承轴线与马达轴的旋转轴线平行地，尤其是与一个或多个其它径向轴承的轴承轴线平行地错开预先确定的间距。由此实现的是，马达轴在几乎其整个长度上具有近似均匀走向的弯曲，并且尤其是在两个端部上分别朝相同的方向按压到第一或第二径向轴承的相应的内壁上。该平行错开的布置也被称为“同轴的”。
“卡紧”在此和随后理解为：马达轴至少略微弹性地变形。由此实现的是，尽管有必要时存在的轴承间隙，但马达轴在(与该变形对抗的)复位力的作用下总是在相应的径向轴承的内壁的接触区域内按压到内壁上，即，贴靠在内部上。即，马达轴预紧地安装在径向轴承中。由此有效地阻止的是：在存在轴承间隙的情况下，马达轴可以在运行中(即，在马达轴旋转时)横向于旋转轴线，在分配在相应的径向轴承的内周边上的不同接触部位之间畅通地变换，即，来回“晃动”。由马达轴的这种运动导致的噪音通过卡紧马达轴而被有效地抑制或者至少减小。为了将弹性变形创建到马达轴上，径向轴承中的至少一个例如以其轴承轴线横向或倾斜地与其它径向轴承的轴承轴线和/或马达轴的旋转轴线错开地布置。
此外，通过卡紧马达轴实现的是，马达轴可以通过转子的(例如基于不平衡的)横向运动(尤其是振动)与未卡紧的马达轴相比较不那么强烈地弯曲。因此也可以通过卡紧来减小转子的振动幅度。此外，转子的振动可以通过马达轴在径向轴承中基于卡紧而提高的轴承摩擦来额外地衰减。
针对径向轴承分别是滑动轴承的情况，马达轴的这种卡紧是特别有利的。这些滑动轴承公知地通常具有至少很小的径向轴承间隙。但即使在用作径向轴承的滚动轴承(例如球形轴承)中，尤其是在其轴承间隙不可调节的滚动轴承中，马达轴的卡紧也减少噪音形成。
电驱动装置优选是用于车辆部件(例如电车窗升降器、自动滑动天窗或类似装置)的驱动装置。在这种驱动装置中通常使用用于支承马达轴的滑动轴承。
驱动装置壳体例如是保持传动装置的传动壳体，电动机以其马达壳体固定(法兰联接)在该传动壳体上。但在本发明的范围内，马达壳体也可构造为驱动装置壳体的集成的组成部分。
在本发明的范围内，传动装置的传递元件例如可以是两个摩擦轮。优选是两个齿轮，其中，在本申请的范围内，概念齿轮通常理解为承载(用于至少部分形状锁合的力传递的)轮齿的构件，例如正齿轮、蜗杆或螺旋滚动传动装置的螺旋齿轮。
在优选的实施方案中，马达轴除了第一和第二径向轴承以外还借助第三径向轴承支承。在本发明的范围内可想到的是，所有三个径向轴承相互同轴地布置，即，第二径向轴承的轴承轴线和第三径向轴承的轴承轴线相对于第一径向轴承的轴承轴线分别以不同的间距布置。但在特别优选的实施方案中，三个径向轴承中的两个径向轴承的轴承轴线相互对齐地布置(即，布置在相同的轴线上)，并且仅第二径向轴承与两个其它的径向轴承同轴地布置。通过借助三个径向轴承支承马达轴而实现特别稳定的卡紧，其中，马达轴在电动机运行时的弯曲优选总是位于相同的平面中(并且不类似于跳绳式地绕旋转轴线运动)。换言之，马达轴相对于电驱动装置总是朝相同的方向弯曲。
原则上，在本发明的范围内可能的是，每个径向轴承(即，第一和第二以及必要时第三径向轴承)布置在马达壳体上和/或属于电动机的构件上。但在优选的实施方案中，用于在端部侧支承马达轴的第一径向轴承布置在马达壳体上，以及用于在传动装置侧支承马达轴的第三径向轴承尤其是布置在驱动装置壳体上。第三径向轴承在此优选将马达轴支承在其传动装置侧的端部上。第二径向轴承在此布置在第一径向轴承与第三径向轴承之间。
为了防止尤其是第二径向轴承的轴向运动，在适宜的实施方案中，第二径向轴承轴向固定在其轴承座上。即，马达轴的弯曲通常导致的是：在轴向方向上取向的力分量作用到每个径向轴承上，力分量又可导致尤其是第二径向轴承的轴向移动。第一和第三径向轴承同样以适宜的方式轴向固定。
在适宜的实施方案中，第二径向轴承布置在端板上，该端板使马达壳体与传动装置隔离。尤其是针对电动机是直流电动机的情况，端板装备和设置用于承载(碳)刷，其在电动机运行时将马达电流传递至与马达轴联接的换向器的片状件上。在该情况下，端板也被称为“刷架”。通过尤其是将第一和第二径向轴承布置在电动机上，电动机形成具有已经比较稳定地支承的马达轴的预装配单元。这对于将电动机装配在驱动装置壳体上来说是特别有利的。
在本发明的范围内原则上在此可能的是，第二径向轴承齐平地嵌入端板中。但在有利的实施方案中，端板具有近似管状的、朝传动装置的方向从端板突出的突起部，该突起部包绕马达轴，并且用于第二径向轴承的轴承座在自由端部侧成形在突起部上。因此，通过该突起部的长度可以预先确定第一与第二径向轴承之间的轴承间距。此外，第二径向轴承可以以与布置在马达轴上的传递元件(齿轮)尽可能小的间距布置。通过传递元件与第二径向轴承之间的这种小的间距能够实现特别稳固的传动布置，从而传动装置的在运行中出现的振动仅可以使马达轴横向于旋转轴线略微偏转，由此又降低噪音。
在适宜的实施方案中，用于第二径向轴承的轴承座至少部分由两个从突起部沿轴向方向突出的夹紧片形成，这些夹紧片尤其是关于旋转轴线对置。这些夹紧片优选设置用于轴向固定第二径向轴承(尤其是朝传动装置的方向)。为此例如，夹紧片至少部分从两个在径向上对置的侧面作用于第二径向轴承。“至少部分”在此理解为：夹紧片没有构造在轴承座的整个长度上，并且夹紧片因此没有在第二径向轴承的整个轴承长度上作用于第二径向轴承。在本发明的范围内在此可想到的是，夹紧片根据抓钩的方式特别是弹性地构造，其中，第二径向轴承在装配时“夹入(eingeclipst)”夹紧片之间，并且在此，在夹紧片的复位力的作用下被夹住和/或形状锁合地保持。优选地，突起部在内侧额外地具有用于第二径向轴承的止挡件，其抑制第二径向轴承朝电动机的方向运动。
在可选的或者替选的实施方案中，端板的突起部在自由端部侧按以下方式以压配合安装到驱动装置壳体中，即，轴承座的内直径至少部分逐渐变小。通过这种逐渐变小来有利地轴向固定第二径向轴承。在本发明的范围内在此可想到的是，轴承座通过在径向上作用到第二径向轴承的周侧面上的夹紧件固定第二径向轴承。尤其是针对内直径的通过压配合引起的逐渐变小，将轴承座实施有对置的夹紧片是特别有利的。公知地，夹紧片比突起部的环形封闭的型面更灵活，从而简化了装配。
为了尽可能避免在径向上作用到第二径向轴承上的夹紧力，在优选的实施方案中，轴承座沿轴向方向设计得比第二径向轴承更长。换言之，突起部的形成轴承座的区域，尤其是两个夹紧片在轴向上凸出超过第二径向轴承。在此，驱动装置壳体尤其是以如下方式设计，即，驱动装置壳体与突起部之间的压配合仅构造在轴承座的位于第二径向轴承之前的区域中。优选地，驱动装置壳体的内尺寸仅在相应于轴承座的位于前面的区域的区段中减小。由此实现的是，轴承座的内直径几乎仅在这个位于第二径向轴承之前的区域中逐渐变小。因此，没有或者仅有很小的径向夹紧力施加到第二径向轴承上。具体而言，第二径向轴承在轴向方向上向着具有逐渐变小的内直径的区域止挡，并且因此通过形状锁合轴向固定。
附图说明
随后，本发明的实施例借助附图详细阐述。其中：
图1以截面图示出具有电动机以及传动装置的电驱动装置，其中，电动机和传动装置通过马达轴相互联接，
图2以示意图示出马达轴借助三个径向轴承的支承，
图3以示意性的放大图示出具有针对三个径向轴承中的中间径向轴承的轴承座的电动机的端板，
图4以根据图1的放大图IV示出中间径向轴承的轴承座。
彼此相应的部分在所有图中总是设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以截面图示出电驱动装置1。电驱动装置1包括电动机2以及传动装置3。电动机2包括转子4，其可转动地支承在马达壳体6内。此外，电动机2具有马达轴8，该马达轴承载转子4，并且在电动机运行时绕旋转轴线10旋转。
此外，电驱动装置1包括驱动装置壳体12。在驱动装置壳体12中布置有传动装置3，该传动装置由两个齿轮，具体来说是布置在马达轴8上的蜗杆14以及与其咬合的蜗轮16形成。电动机2通过其马达壳体6法兰联接到驱动装置壳体12上。此外，驱动装置壳体12具有电子井筒18，在电子井筒中布置有针对电动机2的未详细示出的电子控制单元。
马达轴8沿其旋转轴线10借助第一径向轴承20、第二径向轴承22以及借助第三径向轴承24支承。第一径向轴承20在此布置在马达壳体6上，而第三径向轴承24布置在驱动装置壳体12上。第一和第三径向轴承20或24在此分别形成用于马达轴8的端部的轴承。换言之，两个径向轴承20或24布置在马达轴8的各一个端部上。第二径向轴承22因此布置在径向轴承20与24之间。第二径向轴承22在此固定在管状的突起部26上，该突起部又成形于在传动装置侧封闭马达壳体6的端板28(参见图3)上。
径向轴承20、22和24分别是滑动轴承。第一径向轴承20在此实施为所谓的球形帽轴承。即，第一径向轴承20的周侧面朝外侧凸形地(或“凸球状地”)弯曲。如果这种球形帽轴承安装到相应成形的轴承座中，那么该球形帽轴承可以基于其凸球状的外轮廓，与球窝关节相似地枢转。由此可均衡旋转轴线10的角度错位。
滑动轴承通常实施和安装有轴承间隙，即，具有比附属的轴的外直径略大的内直径。由此可以在运行时，即，在轴旋转时导致噪音，这是因为轴基于轴承间隙横向于其纵轴线地略微运动。为了避免形成这种噪音，像在图2中示意性地示出的那样，马达轴8横向于其旋转轴线10而卡紧。为此，第二径向轴承22以其轴承轴线30相对于旋转轴线10径向错开地布置。旋转轴线10与第一和第三径向轴承20或24的相应的轴承轴线一致地延伸。由此，像在图2中示范性地重复示出的那样，马达轴8弹性弯曲。通过马达轴8的这种弯曲而实现的是，马达轴8以各个由弯曲导致的、沿横向于旋转轴线10的方向的支承力FL1、FL2或FL3按压至相应的径向轴承20、22和24的内壁上。此外，由此实现的是，马达轴8在各个支承力FL1、FL2或FL3的方向上无间隙地贴靠在相应的径向轴承20、22或24中，从而有效地抑制马达轴8在相应的径向轴承20、22和24内的晃动(即，横向运动)。
图3详细示出端板28。在此，在突起部26的背对马达壳体6的自由端部40上布置有用于容纳第二径向轴承22的轴承座42。像从图1和图4中看到的那样，突起部26以如下方式安装到驱动装置壳体12中的相应的孔内，即，突起部26在其自由端部40上以压配合置于驱动装置壳体12内。换言之，驱动装置壳体12中的孔的内直径小于突起部26的外直径。在此，减小突起部26的内直径。由此固定第二径向轴承22，以防其轴向移动。
为了通过压配合简化内直径的减小，突起部26在轴承座42的范围内具有两个被称为夹紧片44的凸起。这两个凸起44相对于旋转轴线10恰好相对地对置。此外，像从图4看到的那样，夹紧片44在轴向方向上凸出超过第二径向轴承22。在此，通过驱动装置壳体12与突起部26或夹紧片44之间的压配合，轴承座42仅在位于第二径向轴承22之前的区域46中，在其内直径上逐渐变小。因此，几乎没有径向取向的夹紧力作用到第二径向轴承22上。那么，位于前面的区域46在压入状态下在内侧形成针对第二径向轴承22的轴向的、传动装置侧的止挡。朝转子4的方向，突起部26在内侧具有凸肩48，其设置为针对第二径向轴承22的马达侧的止挡。那么在压入驱动装置壳体12中的状态下，第二径向轴承22形状锁合地一方面相对于凸肩48固定，并且另一方面相对于夹紧片44的逐渐变小的区域46固定。
附图标记列表
1 电驱动装置
2 电动机
3 传动装置
4 转子
6 马达壳体
8 马达轴
10 旋转轴线
12 驱动装置壳体
14 蜗杆
16 蜗轮
18 电子井筒
20 径向轴承
22 径向轴承
24 径向轴承
26 突起部
28 端板
30 轴承轴线
40 自由端部
42 轴承座
44 夹紧片
46 区域
48 止挡件
FL1 支承力
FL2 支承力
FL3 支承力

Claims (8)

1.一种电驱动装置(1)，所述电驱动装置具有用于产生驱动力的电动机(2)、用于传递驱动力的传动装置(3)和用于容纳所述电动机(2)和所述传动装置(3)的驱动装置壳体(12)，其中，所述电动机(2)具有马达壳体(6)、布置在所述马达壳体(6)中的转子(4)以及承载所述转子(4)的马达轴(8)，并且其中，所述传动装置(3)具有至少两个以力传递技术联接的传递元件(14、16)，
-其中，所述马达轴(8)借助至少一个第一径向轴承(20)和第二径向轴承(22)支承，并且横向于所述马达轴的旋转轴线(10)卡紧，并且
-其中，所述第二径向轴承(22)与所述旋转轴线(10)在径向上错开地布置。
2.根据权利要求1所述的电驱动装置(1)，其中，所述马达轴(8)额外地还借助第三径向轴承(24)支承，其中，用于在端部侧支承所述马达轴(8)的第一径向轴承(20)布置在所述马达壳体(6)上，其中，用于在传动装置侧支承所述马达轴(8)的第三径向轴承(24)布置在所述驱动装置壳体(12)上，并且其中，所述第二径向轴承(22)布置在所述第一径向轴承(20)与所述第三径向轴承(24)之间。
3.根据权利要求1所述的电驱动装置(1)，其中，所述第二径向轴承(22)在其轴承座(42)上固定，以防轴向运动。
4.根据权利要求1所述的电驱动装置(1)，其中，所述第二径向轴承(22)布置在端板(28)上，所述端板朝着所述传动装置(3)封闭所述马达壳体(6)。
5.根据权利要求4所述的电驱动装置(1)，其中，所述端板(28)具有管状的、朝所述传动装置(3)的方向突出的突起部(26)，所述突起部包绕所述马达轴(8)，并且用于所述第二径向轴承(22)的轴承座(42)在自由端部侧成形在所述突起部上。
6.根据权利要求5所述的电驱动装置(1)，其中，用于所述第二径向轴承(22)的轴承座(42)至少部分地由两个从所述突起部(26)沿轴线方向突出的并且关于所述旋转轴线(10)对置的夹紧片(44)形成。
7.根据权利要求5或6所述的电驱动装置(1)，其中，所述突起部(26)在自由端部按如下方式以压配合嵌到所述驱动装置壳体(12)中，即，所述轴承座(42)的内直径至少部分变小。
8.根据权利要求7所述的电驱动装置(1)，其中，所述轴承座(42)在轴向上设计得比所述第二径向轴承(22)更长，并且其中，所述轴承座(42)的内直径在位于所述第二径向轴承(22)之前的区域(46)中变小。
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