CN104779737B

CN104779737B - 用于机动车中的伺服驱动装置的驱动单元

Info

Publication number: CN104779737B
Application number: CN201410858566.8A
Authority: CN
Inventors: S·鲍尔; T·米利; J·赫尔普
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2034-12-23
Also published as: DE102013227058A1; CN104779737A

Abstract

本发明涉及电机(11)的、尤其用于机动车中的伺服驱动装置的驱动单元(10)的极靴(12)以及用于制造极靴(12)的方法，其中所述极靴(12)能够借助连接元件(40)与第二壳体部件(14)、尤其变速器壳体或电子件壳体(14、15)连接，其中所述极靴(12)具有带有用于第二壳体部件(14)的支承面(35)的凸缘(34)，并且在所述凸缘(34)上构造用于容纳所述连接元件(40)的直通孔(36)，其中环绕所述直通孔(36)构造出套筒状的突起(60)，所述套筒状的凸起的高度(62)大于所述凸缘在所述套筒状的突起(60)附近范围内的厚度(33)。

Description

用于机动车中的伺服驱动装置的驱动单元

技术领域

本发明涉及按照独立权利要求的类型的电机的极靴、尤其用于机动车中的伺服驱动装置的驱动单元的极靴以及这种极靴的制造方法。

背景技术

EP 1 576 714 B1公开了一种车窗升降驱动装置，其壳体包括极罐和封闭该极罐的壳体。所述封闭极罐的壳体构造为变速器壳体，其中在所述两个壳体部件之间作为电刷架布置有单独的部件，所述单独的部件同时也用作这两个壳体部件之间的密封件。所述极罐由管状的外罩构成，在所述外罩的敞开的端部处成形有凸缘，在该凸缘内开出用于容纳螺纹紧固件的孔。在所述变速器壳体的凸缘中形成螺纹孔(Sackgewinde)，向该螺纹孔中旋入螺纹紧固件，由此使得所述两个壳体部件彼此固定连接在一起。

为了对所述两个壳体部件进行对中，在所述变速器壳体上成形出定心销，所述定心销嵌合到开在极靴凸缘上的孔中。所述螺纹紧固件在此被旋入到定心销的钻孔内。所述变速器壳体的定心销和连接螺纹紧固件作为标准化的构件构造用于不同的伺服驱动装置。为了交替极电机的实际应用，使用凸缘厚度更小的极罐。如果还想使用这种带有标准螺纹紧固件的标准化的定心销，那么就会存在下述问题，即所述定心销在轴向上沿连接方向突出于所述极罐凸缘中的孔。现在当所述螺纹紧固件被完全旋入时，不能朝所述变速器壳体紧固地挤压所述极罐。当前任务就在于，借助变速器壳体的标准化构件和标准螺纹紧固件为不同厚度的极靴凸缘提供可靠的连接。

发明内容

按本发明所述的装置和具有独立权利要求所述特征的方法具有以下优点，即能够通过在凸缘的直通孔上布置套筒状的突起利用变速器壳体/电子件壳体的标准化接口来使得凸缘厚度更小的极靴能够被准确地定位并且持久地固定。因此根据本发明能够省去在每次应用时都重新构造第二壳体部件的接口的成形部，这涉及到巨额的释放费用。因此能够在积木式系统中将新研制出的极靴与现有的变速器壳体结合起来，而对新研制出的极靴来说其壁厚在磁流和节约重量方面通过构造具有预先给定的轴向高度的套筒状的突起得到优化。由此能够利用规定的接口将不同的极靴与不同的变速器壳体连接起来，而在此无需额外的设计费用、制造费用和释放费用(Freigabeaufwand)。成形出套筒状的突起导致除了直通孔周围紧邻位置的凸缘厚度局部增加，由此确保了凸缘在螺纹紧固件头部范围内的为了螺纹紧固件连接所需的厚度。

通过在从属权利要求中列举的特征实现了按独立权利要求所述的装置和方法的有利的改进方案。如果将金属用作凸缘的材料，那么套筒状的突起能够非常有利地与凸缘一体地构造，由此能够非常简单地可再现地构造出所述套筒状的突起的精确规定的高度。

在将金属用于凸缘时，所述套筒状的突起能够从工艺技术的角度看非常有利在借助塑料材料形变来制造极靴的过程中构造，而不必为加热构件耗费能量。

有利的是，整个极靴由能够导磁的材料、例如铁板制造而成，所述铁板沿周向在各个磁极之间形成磁轭(magnetischer Rückschluss)。优选的是，所述电机构造为交替极电机(Folgepolmotor)，其中沿径向在同一方向上极化的永磁体被固定在极罐中，并且在此之间成形所述极罐的壁区域，所述壁区域在所述永磁体之间形成所谓的交替极。在这种交替极结构中，所述极靴的整个壁，包括通往变速器壳体的连接凸缘在内，都构造得比目前的极罐更薄。

所述套筒状的突起能够成本非常低廉地借助凸模(Stempel)构成，所述凸模被挤压在所述凸缘在所述直通孔的环形的周缘区域内的支承面上。在此，所述凸缘材料沿轴向沿冲压方向被推移，从而形成套筒状的突起。在此，在所述直通孔的内壁上形成环形槽，其容积相应于所成形的轴向突起。

作为替代方案，所述套筒状的突起借助销钉(Dom)构造而成，所述销钉被挤压得完全穿过直通孔，其中原有的直通孔的内壁完全变形，使得其内直径增大。这两个变形方法都能够特别有利地在对所述极罐进行深冲的工作进程中实施。

在按本发明所述的驱动单元中，在第二壳体部件中轴向构造出定心销，所述定心销在装入到凸缘的直通孔中时使得两个壳体沿径向彼此精准地定位。在所述定心销上构造用于连接元件的轴向容纳部，从而使得所述直通孔能够同时用于所述连接元件的容纳部和所述第二壳体部件的定心销子的容纳部。由此省去了用于单独的定心孔和相应的定心销的安装的附加方法步骤。在该结构方案中，所述定心销的直径大于连接元件的直径，由此实现了坚固的极靴定心，其能够在整个温度范围和使用寿命范围内承受作用到驱动单元上的、大的力。这保证了对转子轴的精确地支承，由此增长了所述驱动装置的使用寿命并且抑制噪音产生。在此有利的是，至少在外侧的气缸壁上对所述定心销进行倒棱，从而使其更加容易插入到极靴的相应的容纳孔中。

由于所述直通孔容纳连接元件连同定心销，所以有必要将所述连接元件的头部选择成如此大，使得其在所述套筒状的突起的轴向端壁上足够具有支承面。所述定心销的高度在此必须比所述套筒状的突起的高度小，从而确保所述连接元件的头部作用到第一极靴凸缘上的足够的压紧力。

基于极靴凸缘的现有的实施方式，所述套筒状的突起的高度在2.0-3.0mm的范围内、尤其是2.4mm。在此，在所述套筒状的突起附近的凸缘厚度在1.0-1.5mm的范围内、尤其是大约1.3mm。所述直通孔的直径在3.0-5.0mm的范围内、尤其是大约4.0mm。

如果例如直通的电枢轴支承在这两个壳体部件内，则按本发明所述的定心装置阻止了向轴施加剪切力或弯曲力。如果使用螺纹紧固件作为连接元件，则在其安装时将螺纹攻入到由塑料制成的配对凸缘的壁中。

通过按本发明所述的制造方法，所述套筒状的突起能够借助凸模或翻孔模塑性成形在所述直通孔的内壁上。所述冷变形能够在成本技术和工艺技术方面有利地在对极罐进行深冲的工作过程中实施。

为了保持所述凸缘在所述套筒状的突起周围的较小的壁厚，在塑性材料变形期间将外模型朝凸缘挤压在与凸模或销钉对置的侧面上，在所述外模型内环绕成形了所述套筒状的突起。

为了实现所述套筒状的突起的径向和轴向结构的规定的尺寸，后来利用精确的校准工具对其内壁或其轴向的自由端面进行精加工。

附图说明

按本发明所述的装置的实施例在附图中示出并且在下文中得以详细描述。

图1示出按本发明所述的驱动单元的实施例的剖面图；

图2示意性地示出极靴的第一制造方法；

图3示出极靴的另一制造方法。

具体实施方式

图1中所示的实施例示出按本发明所述的驱动单元10，其中第一壳体部件构造为电动机11的极罐12，并且第二壳体部件14构造为变速器壳体。在第一和第二壳体部件12、14之间布置电刷架18，所述电刷架在替代的实施例中同样能够构造为另一壳体部件14。在极靴12中布置有永磁体20，所述永磁体与电动机11的电枢22共同作用。在优选的设计方案中，所述极罐12构造有交替极21，所述交替极布置在永磁体20之间。为此，所述永磁体20沿径向具有相同的磁化方向，从而使得交替极21沿径向与永磁体20反向磁化。为了构造交替极21，所述极靴12完全由能够导磁的材料制造而成，从而在永磁体20和由极靴壁13形成的交替极21之间形成磁轭。所述电动机11具有电枢轴24，所述电枢轴穿过所述电刷架18延伸至所述变速器壳体14内。在所述电枢架24上布置有蜗杆26，所述蜗杆与涡轮28啮合。所述电枢轴24一方面例如借助轴颈轴承30支承在极靴12中并且例如借助滚珠轴承32支承在第二壳体部件14中。在所述实施例中，电子件壳体15被整合到第二壳体部件14中。所述极靴12在其敞开的端部上具有凸缘34，在所述凸缘中布置有直通孔36，所述直通孔用作两个壳体部件12、14之间连接部件40的容纳部。所述第二壳体部件14同样具有凸缘面42，在所述凸缘面上成形有定心销48，该定心销48嵌合到所述极靴12的直通孔36中。在定心销48中成形出孔44，所述连接元件40被插入到其中。所述定心销48与所述直通孔36形成配合，由此使得两个壳体部件12和14相对彼此定心，从而确保所述电枢轴24被毫无瑕疵地支承。在两个壳体部件12和14相对彼此定心之后，插入所述连接元件40并且将其固定在孔44中。在所述实施例中使用螺纹紧固件50作为连接元件40，其头部52朝所述壳体部件14的第二凸缘面42挤压所述凸缘34。因此所述连接元件40的头部54的头部直径55大于定心销48的外直径56。所述第二壳体部件14在此由塑料制成，从而使得所述螺纹紧固件50在旋入孔44中时将螺纹58攻入到孔44的壁中。

在定心销48的上端部上，优选在外周缘上成形出棱角，从而使插入到直通孔36更容易。同样在所述定心销48的孔44上成形出棱角，从而使所述连接元件40插入到定心销48中的孔44中更容易。所述定心销48例如借助喷铸法与第二壳体部件14一体地制造。

所述极罐12的以及尤其凸缘34的壁厚33构造得小于定心销48的轴向高度47。因此围绕直通孔36沿轴向70在凸缘34上成形出套筒状的突起60，其轴向高度62大于或者等于定心销48的高度47。所述螺纹紧固件50的头部54此时在完全旋入的位置中抵靠在所述套筒状的突起60的轴向端面64上并由此将凸缘34以其止挡面35压向所述变速器壳体14的凸缘面42。所述头部54在此优选沿轴向不抵靠在所述定心销48上，以在所述头部54和端面64之间形成充分的压紧接触。所述头部54在此通过高度62与凸缘面42形成如此宽的间距，从而使所述螺纹紧固件50的端部不碰到孔44的底部。所述套筒状的突起60由凸缘材料一体地环绕成形，由此所述凸缘34(在轴向突起48上)直接围绕着所述直通孔36的有效厚度62相当于之前的极罐的实施方式中的凸缘厚度，带有所述定心销48的高度47和螺纹紧固件50的变速器壳体14的接口与之相配。通过在与所述套筒状的突起60间隔开的区域内成形高度62明显大于所述凸缘34的厚度33的套筒状的突起60来实现积木式系统，在该积木式系统中不同的极靴12能够与相同的变速器壳体接口结合起来。

图2中示出借助所谓的翻孔模(Durchzug)74制造所述极罐12的凸缘34的方法。在此首先在凸缘34中切出直径75比直通孔36的目标直径76更小的直通孔36′，而所述直通孔36的直径76与所述定心销48的直径56相对应。此时具有与所述目标直径76相对应的外直径77的翻孔模74沿轴向70受到所述止挡面35挤压完全穿过所述直通孔36′。所述直通孔36′的侧壁37的材料流入对置布置的外模型80中并且沿径向71朝外成形。所述翻孔模74具有轴向止挡73，所述止挡在挤压之后抵靠在所述支承面35上，从而使得具有外直径77的区域具有相当于高度62的轴向延伸。在此成形有套筒状的突起60，其在其整个轴向高度62上具有平坦的侧壁37，而没有径向偏差。也就是说，所述直通孔36的目标直径76在所述套筒状的突起60的整个轴向高度62上恒定，如图2中在下方在已制造完成的凸缘34中所示出的那样。

在按图3的替代的制造方式中，所述套筒状的突起60借助压印(

)构造。首先在凸缘34中开出具有目标直径76的直通孔36。然后压印冲头82从所述止挡面35出发沿轴向70一直压向所述直通孔36的周缘面，直到所述直通孔36的侧壁37的材料被轴向推移以达到所述套筒状的突起60的整个高度62。另一方面，在与所述支承面35对置的侧面上，将外模型80挤压在凸缘34上，所述凸缘限定了所述套筒状的突起60的外直径66。在该制造过程中，在支承面35上围绕所述直通孔36构造环形的凸肩84，其外直径86大于所述直通孔36的目标直径76，并且尤其大致相当于所述套筒状的突起60的外直径66。所述直通孔36的侧壁37的径向偏移88在图3下方图中示出。在两种方法中，通过塑性材料变形，与凸缘34一体地成形出套筒状的突起60，其具有比所述围绕套筒状的突起60的凸缘34的壁厚33更大的高度62。

本发明优选适用于调整机动车中的可动部件，例如车窗升降装置、活动车顶、雨刷器或座椅调整装置。本发明不局限于特定的变速器构造形式、例如蜗轮蜗杆传动装置，而是能够是变速器的任意构造形式。在优选的实施方案中，极靴12由金属制成并且第二壳体部件14由塑料制成，其中所使用的材料并不限制本发明。本发明特别适用于通过交替极极罐代替普通的DC-永磁体-极靴，其中也能够结合凸缘厚度33更小的极罐12的其他变型方案。此外本发明还包括所述实施例的单个特征或者不同实施例的特征的任意组合。

Claims

1.电机（11）的极靴（12），其中所述极靴（12）能够借助连接元件（40）与第二壳体部件（14）连接，其中所述极靴（12）具有带有用于所述第二壳体部件（14）的支承面（35）的凸缘（34）并且在所述凸缘（34）上构造用于容纳所述连接元件（40）的直通孔（36），其中在所述第二壳体部件（14）上构造定心销（48），所述定心销在所述直通孔（36）中沿径向对所述第二壳体部件（14）进行定心，其特征在于，环绕所述直通孔（36）构造套筒状的突起（60），所述突起的高度（62）大于所述凸缘（34）在所述套筒状的突起（60）附近范围内的厚度（33），其中所述定心销（48）的高度（47）等于或者小于所述套筒状的突起（60）的高度（62）。

2.按权利要求1所述的极靴（12），其特征在于，所述电机（11）用于机动车中的伺服驱动装置的驱动单元（10），并且所述第二壳体部件（14）是变速器壳体或电子件壳体（14、15）。

3.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述凸缘（34）由金属制成，并且所述套筒状的突起（60）与所述凸缘（34）一体地构造。

4.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述套筒状的突起（60）借助塑性冷成形由所述凸缘（34）成形出来。

5.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述极靴完全由能够导磁的金属构造成磁轭并且在用于永磁体（20）的容纳部（19）的区域之间具有其他构造为交替极（21）的区域。

6.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述套筒状的突起（60）通过压印冲头（82）由凸缘材料环绕成形。

7.按权利要求6所述的极靴（12），其特征在于，所述套筒状的突起（60）在对罐形的所述极靴（12）进行深冲的工作步骤中制造而成。

8.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述套筒状的突起（60）借助被压入到所述直通孔（36）中的翻孔模（74）环绕成形。

9.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述定心销（48）具有轴向孔（44），向所述轴向孔内插入所述连接元件（40）。

10.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述连接元件（40）构造为螺纹紧固件（50），所述螺纹紧固件具有头部（54），所述头部的直径（55）大于所述直通孔（36）的直径（76）。

11.按权利要求1或2所述的极靴（12），其特征在于，所述套筒状的突起（60）的高度（62）在2.0-3.0 mm的范围内，并且在所述套筒状的突起（60）附近的凸缘厚度（33）在1.0-1.5mm的范围内。

12.按权利要求11所述的极靴（12），其特征在于，所述直通孔（36）的直径（76）在3.0-5.0 mm的范围内。

13.按权利要求10所述的极靴（12），其特征在于，所述第二壳体部件（14）是由塑料制成的变速器壳体（14），在所述变速器壳体内支承着布置在所述极靴（12）中的转子（22）的电枢轴（24），并且所述螺纹紧固件（50）在其安装时自攻式地将螺纹（58）攻入到所述定心销（48）的塑料中的轴向孔（44）中。

14.用于制造按权利要求1到13中任一项所述的极靴（12）的方法，其特征在于，首先在所述凸缘（34）中开出具有目标直径（76）的直通孔（36），并且随后借助冲压围绕所述直通孔（36）的环形阶梯（84）在所述支承面（35）上成形所述套筒状的突起（60）。

15.用于制造按权利要求1到13中任一项所述的极靴（12）的方法，其特征在于，首先在所述凸缘（34）中开出具有比目标直径（76）更小的直径（75）的直通孔（36），并且随后借助翻孔模（74）扩展所述直通孔（36），其方式为所述直通孔（36）的边缘（37）被环绕成形为套筒状的突起（60）。

16.按权利要求14或15所述的用于制造极靴（12）的方法，其特征在于，在环绕成形所述套筒状的突起（60）期间，在所述凸缘（34）的、与所述支承面（35）对置的侧面上布置外模型（80），所述外模型预先给定了所述套筒状的突起（60）的外直径（66），并且所述凸缘（34）沿径向在所述套筒状的突起（60）之外的厚度（33）在材料环绕成形期间保持恒定。

17.按权利要求14或15所述的用于制造极靴（12）的方法，其特征在于，在成形出所述套筒状的突起（60）之后，校准所述套筒状的突起（60）的轴向高度（62）和/或内直径（76）以构造规定的尺寸。